JIC35導讀：CNC機床正朝著高速、和高精度的方向發(fā)展，為增強市場競爭力，各國機床制造商在CNC機床的設計制造中采用了許多新技術，例如直線電動機、冷卻系統(tǒng)、多功能加工系統(tǒng)、開放式CNC系統(tǒng)和網(wǎng)絡制造系統(tǒng)等。目前這些*技術都應用于新的CNC機床產(chǎn)品。
　　
　　1直線電動機
　　
　　*的直線電動機驅(qū)動已經(jīng)廣泛用于CNC銑床和CNC車床。它不僅能在f=60m/min以上進給速度的切削條件下，對零件進行高速切削和快速排屑，同時還能提高零件的加工精度。直線電動機具有能加快伺服響應速度，提高伺服控制精度和機床加工精度的特點，因而能*地擴大CNC機床的加工能力。通常的回轉(zhuǎn)——直線運動傳動系統(tǒng)，因其固有的質(zhì)量、慣性、超前、滯后和振動等問題，會影響零件的加工質(zhì)量。而在CNC機床上安裝直線電動機則不存在以上問題。目前，Mazak、森精機、大隈和CincinnatiMachine等公司都已將直線電動機用于新型CNC機床，使機床的進給速度達到f=60m/min以上，快速移速度達f=120m/min，機床加速度達2g。目前，在直線電動機的使用上還存在著如承載能力小、發(fā)熱等問題，需在今后加以改進。
　　
　　2冷卻系統(tǒng)
　　
　　對于進行高速切削的CNC機床，各軸要在f=60m/min的進給速度下進行切削，這就會使采用滾珠絲杠的CNC機床在加工中產(chǎn)生高溫，嚴重影響零件的尺寸精度和機床的定位精度。由日立精機公司開發(fā)的滾珠絲杠冷卻器，通過在中空的滾珠絲杠中傳輸冷卻液來降溫，達到冷卻絲杠和穩(wěn)定加工尺寸的目的。Makino公司開發(fā)的電子冷卻器控制系統(tǒng)，可監(jiān)控滾珠絲杠因摩擦等產(chǎn)生的溫升，使?jié)L珠絲杠溫度保持在允許范圍內(nèi)。除對滾珠絲杠進行冷卻外，對高速旋轉(zhuǎn)的主軸的溫升也要嚴格控制。Yamazen公司將壓力為p=6.89MPa的冷卻液通過主軸中心孔對機床主軸、刀具及加工零件進行冷卻。它不但能保證工件、刀具不受溫升的影響，提高刀具使用壽命，還能使切屑順利排出，凈化加工環(huán)境。為了避免導軌受溫升的影響，日立公司與軸承制造商聯(lián)合開發(fā)出牌號為Eco-Eco的導軌潤滑脂，具有冷卻、潤滑效果好、無有害物質(zhì)、能進行自動潤滑以及不需要設備等優(yōu)點。許多廠家使用證明，它具有良好的使用效果和經(jīng)濟效益。
　　
　　3多功能加工系統(tǒng)
　　
　　一個零件在一臺機床上完成全部加工工序是制造技術進步的必然趨勢。開發(fā)的車床都具有類似于加工中心上的4～5軸加工功能以及大功率、多功能B軸加工系統(tǒng)和自動換刀裝置，使車床與加工中心之間的區(qū)別日漸減少，成為多功能加工機床。多功能機床的產(chǎn)生是CNC機床技術進步的標志之一。
　　
　　4、大功率主軸電動機
　　
　　為提高機床主軸電動機的切削速度、快速響應能力和控制精度，大多數(shù)CNC機床都選擇集成式主軸AC感應主軸電動機代替以往的由皮帶或齒輪減速的分離式主軸電動機。而zui近隨著技術的進步，新開發(fā)出一種含稀有材料的*磁鐵集成式主軸電動機。由于它能更、大功率地傳遞扭矩，所以大有取代感應式集成主軸電動機的趨勢。據(jù)Yamazen公司介紹，這種含鈮的*磁鐵集成式主軸電動機與通用的感應式集成主軸電動機相比，具有以下三個優(yōu)點：
　　
　　傳遞扭矩大該公司用兩種功率為N=7.46kW，轉(zhuǎn)速n=6000r/min的電動機所作的比較性試驗表明，通用的感應式集成主軸電動機傳遞的轉(zhuǎn)矩為95N·m，而含稀有材料的*磁鐵型集成式主軸電動機則能傳遞160N·m的轉(zhuǎn)矩。
　　
　　易于對使用中產(chǎn)生的溫升進行在線控制，且使用簡單的氣冷方式即可對主軸電動機進行冷卻，無須安裝昂貴的冷卻器。
　　
　　由于電動機選用特殊的*磁鐵材料制成，所以磁性強，電動機體積小，結構緊湊。這樣可使主軸孔直徑增大，大大提高機床的加工能力。例如車床，原來上料裝置能通過的棒料zui大直徑為52mm，現(xiàn)改用*磁鐵型集成式主軸電動機后，機床便能加工zui大直徑達61mm的棒料。
　　
　　5網(wǎng)絡制造系統(tǒng)
　　
　　zui近幾年，網(wǎng)絡技術已成為CNC機床加工中的主要通訊手段和控制工具，勢將形成一整套*的網(wǎng)絡制造系統(tǒng)。例如，通過開放式CNC系統(tǒng)，使用遙控診斷系統(tǒng)，機床在加工中若出現(xiàn)問題，可自動向設計部門發(fā)出信息，使問題得到及時解決。在機床CNC系統(tǒng)中自動存貯、迅速處理的大量加工信息，可通過網(wǎng)絡進行實時傳輸、交換，包括設計數(shù)據(jù)、圖形文件、工藝資料、加工狀態(tài)等，大大提高了生產(chǎn)效率。目前用得zui多的還是通過網(wǎng)絡改善服務，給用戶以有力的等。
　　
　　在IMTS2000上，許多機床制造廠商，展出了新近開發(fā)的網(wǎng)絡制造系統(tǒng)。例如CincinnatiMachine公司，向用戶演示了編程人員、操作者和維修人員通過他們設計的開放式CNC系統(tǒng)和CincinnatiMachine公司的國內(nèi)網(wǎng)絡制造中心，進行聲音或圖象的交流和傳遞，同時演示了遙控診斷系統(tǒng)的使用方法等，增加了用戶使用網(wǎng)絡制造系統(tǒng)的愿望和信心。據(jù)CincinnatiMachine公司介紹，用戶只要購買所需的軟件、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡用攝像機以及耳機，即可上網(wǎng)，不需要安裝網(wǎng)絡服務器。通過網(wǎng)上交換多種信息，大大地提高了生產(chǎn)效率。據(jù)IAMS公司介紹，，根據(jù)用戶所輸入的加工材料、切削刀具材料等信息，即可向用戶推薦加工中應選擇的切削速度、進給量、切削深度等，用戶可根據(jù)推薦數(shù)據(jù)進行編程和加工。有問題還可通過，保證加工順利進行。
　　
　　6開放式CNC系統(tǒng)
　　
　　采用開放式CNC系統(tǒng)，能大大提高機床的實時數(shù)據(jù)交換能力、實時響應能力和多任務并列處理能力等。日立精機機床公司開發(fā)的名為用戶接口的開放式CNC系統(tǒng)，能將機床CNC操作系統(tǒng)軟件與因特網(wǎng)聯(lián)接，兩者進行信息交換。該系統(tǒng)除具有以上優(yōu)點外，還具有以下特點，是開放式CNC系統(tǒng)中的頂端產(chǎn)品：
　　
　　使CNC機床的功能大大提高。例如，它可使機床具有遙控診斷功能。
　　
　　大大提高了CNC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力，可使CNC系統(tǒng)和網(wǎng)絡間的傳輸速度高達10MB/s。
　　
　　為充分發(fā)揮因特網(wǎng)的作用，他們還開發(fā)出HS-MOS操作碼。使用這種操作碼，用戶可根據(jù)實際需要，很方便地用VisualBasic或C語言匯編出第三方軟件，例如遙控診斷與數(shù)據(jù)處理程序等。目前網(wǎng)絡制造系統(tǒng)和開放式CNC系統(tǒng)就如同電視臺與電視機，通過電視塔發(fā)射出不同頻率的信號，即能在各處電視機上收到各種圖像和聲音。網(wǎng)絡制造系統(tǒng)就是電視臺和電視塔，而開放式CNC系統(tǒng)即是分布在全國各地的電視機。只要有一個設計或制造單位，根據(jù)不同的加工零件需要，匯編出不同的加工控制程序，其它制造廠家即可從網(wǎng)絡制造系統(tǒng)中，提取所需要的控制程序，對零件進行加工。這將大改變目前的機器制造方式。