С начала XXI века, с постоянным развитием технологии ЧПУ и расширением областей ее применения, она играет все более важную роль в развитии некоторых ключевых отраслей, связанных с национальной экономикой и жизнедеятельностью людей (ИТ, автомобилестроение, легкая промышленность, медицина и т. д.), поскольку цифровизация оборудования, необходимого этим отраслям, является основной тенденцией современного развития. В целом токарные станки с ЧПУ демонстрируют следующие три тенденции развития:
Высокая скорость и высокая точность
Высокая скорость и точность — вечные цели разработки станков. С бурным развитием науки и техники темпы модернизации электромеханических изделий ускоряются, требования к точности и качеству поверхности обработки деталей становятся все выше. Чтобы удовлетворить потребности этого сложного и постоянно меняющегося рынка, современные станки развиваются в сторону высокоскоростной-резки, сухой резки и квази-сухой резки, а точность обработки постоянно повышается. С другой стороны, успешное применение электрических шпинделей и линейных двигателей, появление функциональных компонентов станков, таких как керамические шарикоподшипники, высокоточные-большие-полые свинцовые пары внутреннего охлаждения и низко-высоко-скоростные шарико-винтовые пары с сильным охлаждением шариковой гайки, а также пары линейных направляющих с шариковыми фиксаторами, также создали условия для развития станков в направлении высокой скорости и точности. В токарных станках с ЧПУ используются электрические шпиндели, исключающие ремни, шкивы и шестерни, что значительно снижает инерцию вращения главного привода, повышает динамическую скорость реакции шпинделя и точность работы, а также полностью устраняет проблемы вибрации и шума, связанные с ременной и шкивной передачей во время работы шпинделя на высокой-скорости. Конструкция электрического шпинделя обеспечивает скорость шпинделя, превышающую 10 000 об/мин.
Линейные двигатели обеспечивают высокие скорости, отличные характеристики ускорения и замедления, а также превосходную реакцию и точность отслеживания. Использование линейных двигателей для сервоприводов исключает промежуточное звено передачи ШВП, устраняя люфт трансмиссии (включая обратный люфт), что приводит к низкой инерции, высокой жесткости системы и точному позиционированию на высоких скоростях, что значительно повышает точность сервопривода.
Пары линейных направляющих качения благодаря отсутствию люфта во всех направлениях и очень низкому трению качения демонстрируют низкий износ, незначительное выделение тепла и отличную термическую стабильность, что повышает общую точность позиционирования и повторяемость. Применяя линейные двигатели и пары линейных роликовых направляющих, скорость ускоренного хода станков можно увеличить с 10-20 м/мин до 60-80 м/мин, при максимальной скорости 120 м/мин.
Высокая надежность
Надежность станков с ЧПУ является ключевым показателем качества продукции. Сможет ли станок с ЧПУ достичь высокой производительности, высокой точности и эффективности, а также получить хорошие экономические выгоды, решающим образом зависит от его надежности.
Проектирование на основе САПР- и проектирование модульных конструкций токарных станков с ЧПУ
С широким применением компьютеров и развитием программных технологий технология САПР получила широкое развитие. САПР не только заменяет ручной труд при выполнении утомительной чертежной работы, но, что более важно, позволяет выбирать схемы проектирования, анализировать статические и динамические характеристики, рассчитывать, прогнозировать и оптимизировать проектирование крупных-комплексных машин. Он также может выполнять динамическое моделирование каждого рабочего компонента машины. Благодаря модульности трехмерную геометрическую модель и реалистичные цвета продукта можно увидеть на этапе проектирования. Использование САПР также может значительно повысить эффективность работы, увеличить-уровень успеха проектирования с первого раза, тем самым сокращая цикл пробного производства, снижая затраты на проектирование и повышая конкурентоспособность на рынке.
