20世纪90年代中期以来,工业发达国家纷纷调整产业政策与技术政策,将高新技术发展重点转向先进制造技术领域。美国出台了“先进制造技术计划”和“制造技术中心计划”,德国出台了“制造2000计划”,日本实施“智能制造技术计划”。阀门专用机床为提高制造业竞争力,发达国家着力研究开发战略性关键技术,推进新技术革命,为抢占竞争制造点确立技术领先基础。我们国家正努力从制造大国走向制造强国,迫切需要提高制造技术的精度和质量。
通过严格控制生产环境,增加机床刚度及制造和装配精度等措施,来提高机床加工精度的传统方法很难满足实际生产的需要。热误差补偿技术无需对机床进行硬件改造,便可较大幅度的提高机床的加工精度,己经逐步发展成为当今提高数控机床加工精度的主要方法之一。
热误差补偿技术对于提高数控机床加工精度具有很大的现实意义,实现了人们多年来一直希望的进一步提高我们国家的机床精度的愿望。该阀门双面机床技术非常适合于我国制造工业发展现状,即工业底子薄,机械制造精度普遍不高,中、低档数控设备比率较大,且在短期内难以对现有的设备进行大量的更新和改造。攻克热误差补偿技术难关,进而广泛推广使用误差补偿技术,无疑会带来我国机械工业整体质量的全面提高,创造巨大的社会效益。
我国机械加工系统量大而广,机床总量约700万台,居世界第一。若每台机床额定功率平均为10kW,则总功率约为7 000万kW,约为三峡电站总装机容量(2 250万kW)的3倍,可以看出,我国机床装备耗电总量惊人。同时,美国麻省理工学院Uutowski教授的研究表明,机床能量消耗总量所带来的环境排放也十分巨大团,因此对机床的能量消耗研究具有十分重要的意义。机床能耗包括机床空载能耗、切削能耗和附加载荷损耗三大部分,其中空载能耗在机床空载运行和加工过程中均存在,如何降低机床空载能耗是提高机床能率的重要课题之一。建立了普通机床主传动系统的能耗模型,揭示了机床主传动系统的空载功率与转速近似成二次函数关系,这些结论适用于电机运行工频时(50Hz)的普通机床。与普通机床不同,现代数控机床的主传动系统使用变频技术来实现主轴无级变速,简化甚至取代了机械传动式变速机构,同时变频技术由于改变了电源频率,也给数控机床带来了不同于普通机床的能耗特性。对数控机床变频调速运行过程中的能量特性进行了研究,建立了变频调速主轴系统的功率平衡方程,但是没有考虑频率变化对主轴电机和机械传动系统能耗的影响;同时,提出了一种相邻工步间的空载运行节能方法,该方法可以有效避免硬密封闸阀专用机床长时间处于空载运行状态。但是频繁启停主轴电机会引起机床振动并影响电机寿命。
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