引言

智能制造技術已成為世界制造業(yè)發(fā)展的客觀趨勢。數控機床是智能制造技術中的一個重要環(huán)節(jié),就國際環(huán)境而言,高速化、高精度化、集成化、智能化、開放化、并聯(lián)驅動化已成為數控機床發(fā)展的趨勢和方向。國內數控機床的研發(fā)尚處于起步和發(fā)展階段,大部分的數控機床制造企業(yè)還停留在引進的層面上,無法適應現有中國制造業(yè)的整體大環(huán)境需求。

現階段,中國的數控機床產業(yè)必須在充分了解現有國情的基礎上引進與創(chuàng)新并舉。根據現有的整體工業(yè)生產水平,針對中小加工制造型企業(yè)研發(fā)生產的產品,特別能符合企業(yè)的生產實際需要。轉塔式多工序復合加工中心可以實現在一臺設備上完成多種加工工藝要求,滿足市場對于數控機床高速、高精、高效、高柔性的要求。

1國內外同類研究開發(fā)概況

轉塔式主軸采用數控分度及剛性定位方式,進一步提升主軸的剛性及強度,同時大幅度縮短換刀時間,國內外常用的轉塔式結構為鼠牙盤分度結構,軸向定位為液壓柔性定位,抗沖擊力差,不能夠適應重切削,換刀時間也長:傳統(tǒng)的床身鑄造工藝已無法滿足數控機床高速、高精度的要求,現階段國內外都在研究新材料床身結構,高分子復合式床身結構應運而生:通過對控制系統(tǒng)的二次開發(fā),能夠更大限度地提升機床的適用性,同時二次開發(fā)還能進一步發(fā)揮機床的潛能,實現高效運轉,可以說是在滿足機床通用性的前提下,最大限度地提升加工作業(yè)的效率。

2研究內容

通過模塊重組實現切削領域的專業(yè)化自動化生產和創(chuàng)新研制轉塔式多工序復合加工中心。針對機械零件的差異進行設備的數字化、個性化研制,達到機械零件的工業(yè)化生產目標,在提升產品基礎零件品質的前提下進一步提高生產效率,同時把用工數量、用工素質要求及用工作業(yè)強度降低,并在此基礎上引入工業(yè)機器人,實現智能連續(xù)作業(yè)的現代工業(yè)模式。

2.1轉塔式多工序復合加工中心特點

縮短輔助作業(yè)時間,通過數控系統(tǒng)的智能協(xié)調,機械機構與傳感器系統(tǒng)的快速反應與檢測,進一步縮短輔助作業(yè)時間與無功作業(yè)時間:減少有效作業(yè)時間,主要是提高裝備的整體剛性和機構的夾持強度,從而在不影響加工質量的前提下,減少加工過程的切削次數,實現效率的提高。

2.2裝備主要創(chuàng)新點

(1）高效性:以轉塔換刀的形式減少換刀時間。現階段傳統(tǒng)加工中心(圓盤式）刀庫換刀時間為1.2s左右,轉塔式刀庫換刀時間僅為0.3～0.4s。

(2）穩(wěn)定性:采用鋼構形式＋高分子復合材料作機床床身,最大程度優(yōu)化機床的床身結構及低頻穩(wěn)定性,為機床的高速、高效運轉提供一個穩(wěn)定的平臺。

(3）數控系統(tǒng)的模塊化拓展:以模塊化的方式對數控系統(tǒng)進行二次開發(fā),使得該機床在具備通用性的基礎上,能夠更大限度地滿足不同機械零件的生產需求,同時實現系統(tǒng)的通信與并聯(lián)功能,進一步提高機械零件的智能加工水平。

(4）提升應用水平:現階段,我國數控機械加工技術的整體水平并不高,作業(yè)人員對數控系統(tǒng)的應用了解不夠深入,沒有真正發(fā)揮出系統(tǒng)的功能。通過模塊嵌入方式定義更多的功能代碼指令,能讓作業(yè)人員一目了然地實現人機對話,從而進一步提升應用水平,實現物盡其用。

3裝備主要技術指標

裝備主要性能指標如表1所示。

4結語

轉塔式多工序復合加工中心的研發(fā)與應用是基于機械加工領域的生產技術升級,并針對現有國內中小微企業(yè)數控化加工程度不高的局面而進行的工作,產品符合制造業(yè)主的消費觀念,具有較大的市場推廣空間。開放式數字控制平臺在實現單機數控作業(yè)的前提下兼具總線通信功能,可以作為工業(yè)智能集成的獨立作業(yè)模塊并入生產流水線,實現無人工廠的生產模式。同時,該產品可塑性強,作為一種平臺技術,可以根據不同的機械零件加工做二次開發(fā)工作,使其適用范圍更為廣泛。

轉塔式多工序復合加工中心是基于提升當前我國機械加工領域整體水平的思路而進行開發(fā)的,符合當前的市場主流需求。優(yōu)異的性價比可以大大增加該裝備的受眾數量。通俗易懂的操作平臺能最大限度地發(fā)揮機床的功能,更容易為使用者所接受。企業(yè)采用轉塔式多工序復合加工中心,可以有效地減少用工量與用工強度,節(jié)約勞動力成本,提高全員勞動生產率,提升產品優(yōu)良品質率,確保安全環(huán)保生產,推動企業(yè)由"制造"向"智能"的轉型升級。轉塔式多工序復合加工中心不但可以自用還可以銷售,此項目市場前景巨大,具有非常好的盈利能力和抗風險能力。