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数控机床的未来?

数控机床的发展日新月异,高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。中国的数控产业不能安于现状,应该抓住机会不断发展,努力发展自己的先进技术,加大技术创新与人才培训力度,提高企业综合服务能力,努力缩短与发达国家之间的差距。力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变,实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。

1、高速化

随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用,对数控机床加工的高速化要求越来越高。
(1)主轴转速:机床采用电主轴(内装式主轴电机),主轴最高转速达200000r/min;
(2)进给率:在分辨率为0.01μm时,最大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的精确加工;
(3)运算速度:微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障,开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统,频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高,使得当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24~240m/min的进给速度;
(4)换刀速度:目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在1s左右,高的已达0.5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式,以主轴为轴心,刀具在圆周布置,其刀到刀的换刀时间仅0.9s。

2、高精度化

数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度,机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。
(1)提高CNC系统控制精度:采用高速插补技术,以微小程序段实现连续进给,使CNC控制单位精细化,并采用高分辨率位置检测装置,提高位置检测精度(日本已开发装有106脉冲/转的内藏位置检测器的交流伺服电机,其位置检测精度可达到0.01μm/脉冲),位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法;
(2)采用误差补偿技术:采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术,对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果表明,综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60%~80%;
(3)采用网格检查和提高加工中心的运动轨迹精度,并通过仿真预测机床的加工精度,以保证机床的定位精度和重复定位精度,使其性能长期稳定,能够在不同运行条件下完成多种加工任务,并保证零件的加工质量。

3、功能复合化

复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合——加工中心、车铣复合——车削中心、铣镗钻车复合——复合加工中心等;工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工,减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差,提高了零件加工精度,缩短了产品制造周期,提高了生产效率和制造商的市场反应能力,相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。

4、控制智能化

随着人工智能技术的发展,为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求,数控机床的智能化程度在不断提高。具体体现在以下几个方面:
(1)加工过程自适应控制技术:通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息,利用传统的或现代的算法进行识别,以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳定性状态,并根据这些状态实时调整加工参数(主轴转速、进给速度)和加工指令,使设备处于最佳运行状态,以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设备运行的安全性;
(2)加工参数的智能优化与选择:将工艺专家或技师的经验、零件加工的一般与特殊规律,用现代智能方法,构造基于专家系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器”,利用它获得优化的加工参数,从而达到提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产准备时间的目的;
(3)智能故障自诊断与自修复技术:根据已有的故障信息,应用现代智能方法实现故障的快速准确定位;
(4)智能故障回放和故障仿真技术:能够完整记录系统的各种信息,对数控机床发生的各种错误和事故进行回放和仿真,用以确定错误引起的原因,找出解决问题的办法,积累生产经验;
(5)智能化交流伺服驱动装置:能自动识别负载,并自动调整参数的智能化伺服系统,包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装置。这种驱动装置能自动识别电机及负载的转动惯量,并自动对控制系统参数进行优化和调整,使驱动系统获得最佳运行;
(6)智能4M数控系统:在制造过程中,加工、检测一体化是实现快速制造、快速检测和快速响应的有效途径,将测量(Measurement)、建模(Modelling)、加工(Manufacturing)、机器操作(Manipulator)四者(即4M)融合在一个系统中,实现信息共享,促进测量、建模、加工、装夹、操作的一体化。

5、体系开放化

(1)向未来技术开放:由于软硬件接口都遵循公认的标准协议,只需少量的重新设计和调整,新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容,这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期;
(2)向用户特殊要求开放:更新产品、扩充功能、提供硬软件产品的各种组合以满足特殊应用要求。

6、驱动并联化

并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷,在机床主轴(一般为动平台)与机座(一般为静平台)之间采用多杆并联联接机构驱动,通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动,可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能,更能满足复杂特种零件的加工,具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。并联机床作为一种新型的加工设备,已成为当前机床技术的一个重要研究方向,受到了国际机床行业的高度重视,被认为是“自发明数控技术以来在机床行业中最有意义的进步”和“21世纪新一代数控加工设备”。

7、极端化(大型化和微型化)

国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术,需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备,所以微型机床包括微切削加工(车、铣、磨)机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。

8、信息交互网络化

对于面临激烈竞争的企业来说,使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能,以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享,又能实现数控机床的远程监视、控制、培训、教学、管理,还可实现数控装备的数字化服务(数控机床故障的远程诊断、维护等)。例如,日本Mazak公司推出新一代的加工中心配备了一个称为信息塔(e-Tower)的外部设备,包括计算机、手机、机外和机内摄像头等,能够实现语音、图形、视像和文本的通信故障报警显示、在线帮助排除故障等功能,是独立的、自主管理的制造单元。

9、新型功能部件

为了提高数控机床各方面的性能,具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然。具有代表性的新型功能部件包括:
(1)高频电主轴:高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成,具有体积小、转速高、可无级调速等一系列优点,在各种新型数控机床中已经获得广泛的应用;
(2)直线电动机:近年来,直线电动机的应用日益广泛,虽然其价格高于传统的伺服系统,但由于负载变化扰动、热变形补偿、隔磁和防护等关键技术的应用,机械传动结构得到简化,机床的动态性能有了提高。如:西门子公司生产的1FN1系列三相交流永磁式同步直线电动机已开始广泛应用于高速铣床、加工中心、磨床、并联机床以及动态性能和运动精度要求高的机床等;德国EX-CELL-O公司的XHC卧式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机;
(3)电滚珠丝杆:电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成,可以大大简化数控机床的结构,具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点。

10、高可靠性

数控机床与传统机床相比,增加了数控系统和相应的监控装置等,应用了大量的电气、液压和机电装置,易于导致出现失效的概率增大;工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利,而数控机床加工的零件型面较为复杂,加工周期长,要求平均无故障时间在2万小时以上。为了保证数控机床有高的可靠性,就要精心设计系统、严格制造和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。国外数控系统平均无故障时间在7~10万小时以上,国产数控系统平均无故障时间仅为10000小时左右,国外整机平均无故障工作时间达800小时以上,而国内最高只有300小时。

11、加工过程绿色化

随着日趋严格的环境与资源约束,制造加工的绿色化越来越重要,而中国的资源、环境问题尤为突出。因此,近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现,并在不断发展当中。在21世纪,绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展,占领更多的世界市场。

12、多媒体技术的应用

多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力,因此也对用户界面提出了图形化的要求。合理的人性化的用户界面极大地方便了非专业用户的使用,人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。除此以外,在数控技术领域应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化,应用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等,因此有着重大的应用价值。

BF-UC260F-0L8 超声支气管镜维修
广州云启医疗设备有限公司成立以来,始终本着质量保证,以人为本的企业理念,获得了广大客户的支持与信赖。目前发展已具规模、专业的技术维修团队、拥有较专业的维修动力系统;手术器械;电子设备;超声类;超声探头;软镜;硬镜是公司发展的主要动力。广州云启将竭诚为广大新老客户提供服务。

OLYMPUS奥林巴斯肠镜维修常见型号:
肠镜:CF-VI/V2、JF-V、JF-100、TJF-100、JF-130、TJF-130、TJF-140R、CF-100L、CF-100S、CF-100I、CF-130I、CF-130L、CF-140I、CF-140L、CF-1T140I、CF-160、CF-Q160I、CF-Q160AI、CF-Q180AI、CF-V70I、CF-200I/L、CF-1T200I/L、CF-230I/L、CF-240I、CF-240L、CF-Q240I、CF-240AI、CF-Q240AI、CF-240DI、CF-Q240ZI、CF-Q260AI、CF-H260AZI、CF-H260AI、CF-H260AZI等。

光纤内窥镜的原理与医学应用:
1.3影响传像质量的主要因素
影响传像质量的因素,主要有这样几个方面:(1)光透过率(T)。光纤束在传光过程中光能损失越小,说明它的透过性能越好,常用光透过率T来表示。T为输出光通量与输入光通量之比,即:。(2)数值孔径。这里是指理论数值孔径,是表示光纤接收入射光的特性。设纤芯的折射率为n1,包层的折射率为n2,光纤接收角为θα,数值孔径用NA表示:。
此式说明,n1与n2的差值越大,数值孔径值就越大。(3)分辨本领。分辨本领也称分辨率或解像力。是指可以分辨的两个目标像元之间的最小距离。一般来说,光纤越细,分辨率就越高。(4)排列性能。很明显,如果光纤束排列不好,分辨率就会下降。如果有个别光纤错位,则此处的分辨率将下降;如果两端面在排列上存在弯曲,那么此处的图像会发生畸变,分辨率则会下降。
2光纤内窥镜的光学系统和结构
2.1光纤内窥镜的光学系统
光纤内窥镜,简称内镜或纤镜。其光学系统通常包括照明系统、观察系统和照相记录系统等部分组成。(1)照明系统主要有光源、导光束、凹透镜等部分。外部光源发出的光经导光束传至内窥镜先端部的一个凹透镜上,经凹透镜发散,以获得更宽广的照明视场。(2)观察系统主要有直角屋脊棱镜、成像物镜、传像束、目镜等部分。成像光线进入观察系统,首先经直角屋脊棱镜将光线作90°转向后射至成像物镜,并由该物镜成像在传像束的一个端面上,再经光纤束传到其另一端,从目镜后即可看到清晰的物像。(3)作照相记录时,上述观察系统中的目镜则起到照相机镜头(即照相机物镜)作用。当调整好焦距,按下照相机快门按钮,即可将像记录在照相底片上。

维修案例:
EB-530US超声电子气管镜
Fujifilm推出了一种专为肺部诊断而设计的支气管内超声引导TBNA系统。我们的高清CCD芯片技术可提供高清的分辨率成像。EB-530US有一个细长的6.7mm远端直径和2.0mm器械通道直径,TBNA可用。

广州云启医疗设备有限公司是一家集检测、租赁、安装、升级、保养、培训于一身的技术服务性公司。目前针对内镜类的医疗设备进行服务:其中包括有软性镜、硬性镜、摄像系统、处理中心、冷光源、手术器械及其他周边仪器。可根据客户的需求,可以进行等级或非等级维修的灵活方案,为实现低碳经济、为医疗机构节省成本,并终为降低收费,解决看病贵而一直在努力。企业定位于医疗设备第三方服务商,我们的目标是业内国际范围的“服务商”,的概念就是标准。我们相信,只有客户的满意才是我们的标准
软镜外观检测标准步骤二
7.观察插入部锥形套是否良好(有无破损或老化松弛现象);
8.观察钳子座、吸引座是否完好(有无磨损);
9.观察操作把手有无变形、裂缝等现象;
10.观察控制按钮有无破损、变色、变形等现象;
11.观察目镜玻璃有无开裂、模糊等现象;
12.观察导光蛇管有无皱折、破裂、压痕、变色、腐蚀等现象;
13.观察导光蛇管两端锥形套是否良好(有无破损或老化松弛现象);
14.观察导光插头杆部导光杆是否松动;
15.观察水瓶接口、吸引接口、S端子是否生锈、变形等现象;
16.观察CCD电气接点是否有氧化、腐蚀、断裂等现象。
维修案例一:
超声内镜(简称EUS)是一种先进的集超声波与内镜检查为一身的医疗设备,它将微型高频超声探头安置在内镜高端,当内镜进入胃腔后,在内镜直接观察腔内形态的同时,又可进行实时超声扫描,以获得管道壁各层次的组织学特征及周围邻近脏器的超声图像。

维修案例二:
超声内镜是电子内镜技术与超声传感技术,微机电技术,现代计算机技术等高新技术的不断发展和融合的产物,是当前应用前景非常广阔的医疗仪器之一。内镜超声成像系统是以电子内镜系统为基础,将超声探头经由内镜的活检通道伸入体腔,继而靠近需检测的目标器官。内镜的活检通道一般采用内径为2.8 mm的聚四氟乙烯软管,超声内镜探头就是通过软管活检通道进入体内进行工作的。
  目前,国内在超声内镜的研究方面还比较落后,而国外超声内镜的研究则比较成熟。


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