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雙主軸數(shù)控車床-數(shù)控車床-凱恩利機(jī)械高精密 ：

數(shù)控系統(tǒng)是所有數(shù)控設(shè)備的核心

      數(shù)控系統(tǒng)的主要控制對(duì)象是坐標(biāo)軸的位移(包括移動(dòng)速度、方向、位置等)，其控制信息主要來(lái)源于數(shù)控加工或運(yùn)動(dòng)控制程序。因此，作為數(shù)控系統(tǒng)的基本組成應(yīng)包括：程序的輸入/輸     出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)這三部分。

     輸入/輸出裝置輸入/輸出裝置的作用是進(jìn)行數(shù)控加工或運(yùn)動(dòng)控制程序、加工與控制數(shù)據(jù)、機(jī)床參數(shù)以及坐標(biāo)軸位置、檢測(cè)開關(guān)的狀態(tài)等數(shù)據(jù)的輸入、輸出。鍵盤和顯示器是任何數(shù)控設(shè)備都必備的基本的輸入/輸出裝置。此外，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的不同，還可以配光電閱讀機(jī)、磁帶機(jī)或軟盤驅(qū)動(dòng)器等。作為外圍設(shè)備，計(jì)算機(jī)是目前常用的輸入/輸出裝置之一。

    數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心。它由輸入/輸出接口線路、控制器、運(yùn)算器和存儲(chǔ)器等部分組成。數(shù)控裝置的作用是將輸入裝置輸入的數(shù)據(jù)，通過內(nèi)部的邏輯電路或控制軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和處理，并輸出各種信息和指令，以控制機(jī)床的各部分進(jìn)行規(guī)定的動(dòng)作。

  在這些控制信息和指令中，基本的是坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量指令。它經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算后生成，提供給伺服驅(qū)動(dòng)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器放大，終控制坐標(biāo)軸的位移。它直接決定了刀具或坐標(biāo)軸的移動(dòng)軌跡。

 超精密加工機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用（第二遍）

      當(dāng)今的超精密機(jī)床坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)大多采用衍射光柵。光柵測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定性高，分辨率可達(dá)nm級(jí)。為了進(jìn)一步獲得超高的位置控制特性和加工表面質(zhì)量，采用DSP細(xì)分，測(cè)量系統(tǒng)分辨率可達(dá)納米級(jí)。 　　 　　

      納米級(jí)重復(fù)定位精度超精密傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)光學(xué)級(jí)的確定性超精密加工，機(jī)床必須具有納米級(jí)重復(fù)定位精度的刀具運(yùn)動(dòng)控制品質(zhì)。伺服傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需消除一切非線性因數(shù)，特別是具有非線性特性的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦等效應(yīng)。因此，采用氣浮、液浮等摩擦效應(yīng)軸承、導(dǎo)軌、平衡機(jī)構(gòu)成了必然的選擇。伺服運(yùn)動(dòng)控制器除了高分辨、高實(shí)時(shí)性要求外，控制算法模式也需不斷進(jìn)步。

開放式高性能CNC數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)。從加工精度和效能出發(fā)，數(shù)控系統(tǒng)除了滿足超精密機(jī)床控制顯示分辨率、精度，實(shí)時(shí)性等要求，還需擴(kuò)展在機(jī)測(cè)量、對(duì)刀、補(bǔ)償?shù)仍S多輔助功能。通用數(shù)控系統(tǒng)難以滿足要求。所以，超精密機(jī)床現(xiàn)基本都采用PC運(yùn)動(dòng)控制器研制開放式CNC數(shù)控系統(tǒng)模式。 　

  高精度氣、液、溫度、振動(dòng)等工作環(huán)境控制技術(shù)。機(jī)床隔振及水平姿態(tài)控制。振動(dòng)對(duì)超精密加工的影響非常明顯，遠(yuǎn)駛的汽車都有影響。機(jī)床隔振需采取特殊的地面處理和機(jī)床本體氣浮隔振復(fù)合措施。機(jī)床體氣浮隔振系統(tǒng)還需具備自動(dòng)調(diào)平功能，以防止機(jī)床加工中水平狀態(tài)變化對(duì)加工的影響。對(duì)于LODTM隔振要求高的機(jī)床，隔振系統(tǒng)的自然頻率要求在1HZ以下。溫度控制。溫度對(duì)加工精度的影響非常大。因此，LODTM機(jī)床溫控要求極其高。

應(yīng)用展望 　　 　　

      超精密加工機(jī)床系統(tǒng)與技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)：更高的加工表面質(zhì)量、面形精度；朝大、小尺度兩個(gè)方向發(fā)展；提高工件復(fù)雜形面、不同材料的加工適應(yīng)性等。 　　 　　

大的尺度發(fā)展應(yīng)用如適應(yīng)未來(lái)空、地空強(qiáng)激光產(chǎn)品輕質(zhì)、高剛性金屬基主反射鏡加工的超大型SLODTM機(jī)床；地基超大口徑深空望遠(yuǎn)鏡（如歐洲的Euro50(Φ50m）、OWL(Φ100m))拼接式離軸非球面鏡（數(shù)米尺寸）加工的多軸超精密磨削加工等。 　　 　　

近年來(lái)，太赫茲（THZ）作為一門新興技術(shù)得到了廣泛重視，是未來(lái)超精密加工技術(shù)與機(jī)床極為廣大和重要的應(yīng)用領(lǐng)域。在大的尺度方面，太赫茲應(yīng)用不亞于前列的大的發(fā)展需求，如太赫茲天線鏡面加工需求。在小的尺度方面，太赫茲系統(tǒng)中的微型波紋喇叭天線（毫米級(jí)復(fù)雜形狀內(nèi)腔，微米級(jí)加工精度）是未來(lái)所需解決的超精密加工難題之一。在加工面形的復(fù)雜度方面，由于太赫茲波束控制元件表面電磁特性，其設(shè)計(jì)元件面形更具復(fù)雜性，如非對(duì)稱賦形自由曲面等。在加工材料方面，太赫茲應(yīng)用更具多樣性。

發(fā)展超精密加工機(jī)床系統(tǒng)，我國(guó)需重點(diǎn)突破的關(guān)鍵技術(shù)包括：高精度、高分辨率、高穩(wěn)定、大位移坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，先進(jìn)控制算法（自適應(yīng)控制、二階動(dòng)態(tài)無(wú)差控制等）的高性能多軸運(yùn)動(dòng)控制器，工件在機(jī)超精密測(cè)量與補(bǔ)償技術(shù)，超高精度環(huán)境控制技術(shù)等

我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展諸多問題分析

工業(yè)自動(dòng)化會(huì)是一個(gè)爆發(fā)增長(zhǎng)點(diǎn)。如何在當(dāng)中做好產(chǎn)品的的定位以及市場(chǎng)的細(xì)分，以求在未來(lái)的市場(chǎng)中分一杯羹，是相關(guān)企業(yè)亟需考慮的問題。

　　無(wú)論是從簡(jiǎn)化人的勞動(dòng)程度或者是從提高生產(chǎn)效率考慮，工業(yè)自動(dòng)化都是不二的選擇。但要順利轉(zhuǎn)型過渡，我們還需要理清楚幾個(gè)問題。

　　首先是安全問題，在完全的自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)過程中，我們的工控系統(tǒng)的安全性將會(huì)是現(xiàn)在以及未來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)。

　　在2012年“震網(wǎng)”及后續(xù)一些工控安全事件發(fā)生之后，所有工控廠商和應(yīng)用商都很關(guān)注其中的問題。跟傳統(tǒng)的信息安全領(lǐng)域安全有所不同的是，工業(yè)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是工業(yè)自動(dòng)化過程及相關(guān)設(shè)備的智能控制、監(jiān)測(cè)與管理，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與業(yè)務(wù)的連續(xù)性更是看重。這就表明系統(tǒng)設(shè)備的可用性、實(shí)時(shí)性和可控性是工業(yè)控制系統(tǒng)重點(diǎn)關(guān)注的方面。因此如何保證這幾方面的安全性，是我們提到的安全關(guān)鍵。

　　其次，怎樣才能晉升為自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的”主角”。由于創(chuàng)新能力、人才和專利的缺乏，中國(guó)的自動(dòng)化發(fā)展阻礙重重。

　　就拿工業(yè)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將是繼汽車、計(jì)算機(jī)之后出現(xiàn)的新型大型高科技產(chǎn)業(yè)，工業(yè)機(jī)器人得需求量將以每年15%-20%的速度增長(zhǎng)。

　　而市場(chǎng)的熱捧背后是映射出是國(guó)內(nèi)企業(yè)的尷尬，2012年本土品牌機(jī)器人銷量?jī)H1112臺(tái)，外資及合資品牌銷量高達(dá)25790臺(tái)，市占率分別為4%和96%。國(guó)內(nèi)的凱恩利機(jī)械是機(jī)器人行業(yè)的先行者應(yīng)用者。但總體份額相對(duì)于外資企業(yè)來(lái)說(shuō)還是微不足道，這就需要廠家們用心深耕細(xì)作，才能打造出更好的產(chǎn)品，迎合市場(chǎng)需求，緊接工業(yè)自動(dòng)化潮流。

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　　第三，核心部件的缺失是病根。我們繼續(xù)以工業(yè)機(jī)器人為例，說(shuō)明國(guó)內(nèi)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的通病。

　　據(jù)介紹，工業(yè)機(jī)器人的核心部件包括機(jī)器人本體，減速器，伺服系統(tǒng)，控制系統(tǒng)四部分，而這四部分所占的成本分別為22%、24%、36%、12%。

　　對(duì)于國(guó)內(nèi)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，在減速器和伺服電機(jī)方面與國(guó)際巨頭相差巨大，尤其是在減速機(jī)方面，幾乎沒能產(chǎn)業(yè)化。當(dāng)前市面上75%的精密減速機(jī)市場(chǎng)由日本廠商控制，價(jià)格也會(huì)比其他偏高。這也成為了國(guó)內(nèi)自動(dòng)化從業(yè)人員的不能細(xì)訴之殤。如果這些核心部件能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，無(wú)論在成本控制或者技術(shù)方面，都能夠有很大的提高。因此這也是亟待考慮的問題。

　　從以上幾方面看來(lái)，中國(guó)企業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程要面對(duì)的問題，較其他先進(jìn)的歐美日韓等國(guó)家，仍有很長(zhǎng)的一段路要走，如何克服前文提到的創(chuàng)新乏力、技術(shù)落后、人才缺乏的問題，并不是一朝一夕的事，但看到國(guó)內(nèi)的一些企業(yè)在努力，在嘗試，在向國(guó)際巨頭學(xué)習(xí)。相信有朝一日，我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化能夠打上自身的烙印。