高可靠性

小型数控立车与传统机床比较，增加了数控体系和相应的监控设备等，使用了很多的电气、液压和机电设备，易于导致呈现失效的概率增大；工业电网电压的动摇和搅扰对小型数控立车的可靠性极为晦气，而小型数控立车加工的零件型面较为杂乱，加工周期长，要求均匀无毛病时刻在2万小时以上。为了确保小型数控立车有高的可靠性，就要精心设计体系、严格制作和明确可靠性方针以及经过修理剖析毛病形式并找出薄弱环节。国外数控体系均匀无毛病时刻在7～10万小时以上，国产数控体系均匀无毛病时刻仅为10000小时左右，国外整机均匀无毛病工作时刻达800小时以上，而国内最高只要300小时。

1.高精度化

小型数控立车精度的要求现在现已不局限于静态的几许精度，机床的运动精度、热变形以及对振荡的监测和补偿越来越取得注重。

（1）进步CNC体系操控精度：选用高速插补技能，以细小程序段实现接连进给，使CNC操控单位精细化，并选用高分辨率方位检测设备，进步方位检测精度（日本已开发装有106脉冲/转的内藏方位检测器的沟通伺服电机，其方位检测精度可到达0.01μm/脉冲），方位伺服体系选用前馈操控与非线性操控等办法；

（2）选用差错补偿技能：选用反向空隙补偿、丝杆螺距差错补偿和刀具差错补偿等技能，对设备的热变形差错和空间差错进行归纳补偿。研讨结果表明，归纳差错补偿技能的使用可将加工差错减少60%～80%；

（3）选用网格查看和进步加工中心的运动轨迹精度，并经过仿真猜测机床的加工精度，以确保机床的定位精度和重复定位精度，使其功用长时刻安稳，能够在不同运转条件下完结多种加工使命，并确保零件的加工质量。

2.极点化（大型化和微型化）

国防、航空、航天事业的开展和动力等基础产业配备的大型化需要大型且功用杰出的小型数控立车的支撑。而超精细加工技能和微纳米技能是21世纪的战略技能，需开展能习惯细小型尺寸和微纳米加工精度的新式制作工艺和配备，所以微型机床包含微切削加工（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步增大。

3.新式功用部件

为了进步小型数控立车各方面的功用，具有高精度和高可靠性的新式功用部件的使用成为必定。具有代表性的新式功用部件包含：

（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长处，在各种新式小型数控立车中现已取得广泛的使用；

（2）直线电动机：近年来，直线电动机的使用日益广泛，尽管其价格高于传统的伺服体系，但因为负载改变扰动、热变形补偿、隔磁和防护等关键技能的使用，机械传动结构得到简化，机床的动态功用有了进步。如：西门子公司出产的1FN1系列三相沟通永磁式同步直线电动机已开端广泛使用于高速铣床、加工中心、磨床、并联机床以及动态功用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选用两个直线电动机；

（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，能够大大简化小型数控立车的结构，具有传动环节少、结构紧凑等一系列长处。

4.高速化

跟着轿车、国防、航空、航天等工业的高速开展以及铝合金等新材料的使用，对小型数控立车加工的高速化要求越来越高。

（1）主轴转速：机床选用电主轴（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，最大进给率到达240m/min且可取得杂乱型面的精确加工；

（3）运算速度：微处理器的敏捷开展为数控体系向高速、高精度方向开展提供了保证，开宣布CPU已开展到32位以及64位的数控体系，频率进步到几百兆赫、上千兆赫。因为运算速度的极大进步，使妥当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能取得高达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沟通时刻遍及已在1s左右，高的已达0.5s。

5.操控智能化

跟着人工智能技能的开展，为了满意制作业出产柔性化、制作主动化的开展需求，小型数控立车的智能化程度在不断进步。详细体现在以下几个方面：

（1）加工进程自习惯操控技能：经过监测加工进程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，使用传统的或现代的算法进行辨认，以辩识出刀具的受力、磨损、破损状况及机床加工的安稳性状况，并依据这些状况实时调整加工参数（主轴转速、进给速度）和加工指令，使设备处于最佳运转状况，以进步加工精度、下降加工外表粗糙度并进步设备运转的安全性；

（2）加工参数的智能优化与挑选：将工艺专家或技师的经历、零件加工的一般与特别规则，用现代智能办法，结构依据专家体系或依据模型的“加工参数的智能优化与挑选器”，使用它取得优化的加工参数，然后到达进步编程功率和加工工艺水平、缩短出产准备时刻的意图；

（3）智能毛病自诊断与自修正技能：依据已有的毛病信息，使用现代智能办法实现毛病的快速精断定位；

（4）智能毛病回放和毛病仿真技能：能够完好记载体系的各种信息，对小型数控立车发作的各种过错和事端进行回放和仿真，用以断定过错引起的原因，找出解决问题的办法，堆集出产经历；

（5）智能化沟通伺服驱动设备：能主动辨认负载，并主动调整参数的智能化伺服体系，包含智能主轴沟通驱动设备和智能化进给伺服设备。这种驱动设备能主动辨认电机及负载的转动惯量，并主动对操控体系参数进行优化和调整，使驱动体系取得最佳运转；