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世界数控机床产业发展的新技术和新理念
发布时间: 2013-04-24 18:33:00 来源: 编辑: 周文煜
 

欧洲国际机床展览会(EMO)、美国芝加哥国际机床展览会(IMTS)、日本国际机床展览会(JIMTOF)和中国国际机床展览会(CIMT)并列被称为世界四大国际机床名展。各国机床制造商竞相在四大展会上展示先进技术,并争夺用户和扩大市场,四大展会充分反映了当前世界数控机床工业技术发展趋势,彰显世界数控机床发展潮流。

一、直驱技术被广泛应用

24届日本国际机床展览会上展出的新产品驱动系统大多采用直驱技术。大功率、大扭矩直线电机用于重载、高速机床的驱动,不仅速度快、加速度高,而且定位精度高。在展出的新产品中,摆角与旋转运动也大多采用力矩电机驱动,大有取代普通机械传动的趋势。日本山崎·马扎克公司展出的一个双摆铣头,主轴功率达40HP30kw),扭矩为1840Nm。三井精机(Mitsui Seiki)公司展出的双向回转工作台,用于直升机叶片加工,台面直径2000mm、台面高度1200mm、扭矩1700Nm。可以看出大功率、大扭矩的直驱电机已在机床上成功应用。

二、绿色机床成为研究热点

从近几年举行的国际机床展看,数控机床除了向高速、高精度、多轴联动、复合加工和智能化方向发展外,也更重视环保化,绿色机床开始成为研究热点并日益受到重视。

绿色机床关注数控机床与环境和人的关系,强调节能减排,确保在大幅度提高机床生产效率的同时降低生产系统对环境的负荷以及对操作者健康的危害。因此,绿色机床具有以下几大特点:(1)机床主要零部件由再生材料制造;(2)机床的重量和体积减少50%以上;(3)通过减轻移动质量、降低空运转功率等措施使功率消耗减少30%~40%;(4)使用过程中产生的各种废弃物减少50%~60%,保证基本没有污染的工作环境;(5)报废后机床的材料100%可回收。

据统计,目前机床使用过程中用于切除金属的功率只占到25%左右,各种损耗和辅助功能占去大部分。机床绿色化的第一个措施是通过大幅度降低机床重量和减少所需的驱动功率来构建具有生态效益的机床。绿色机床提出一种全新的概念,大幅减少机床重量,节省材料,同时降低机床使用时的能源消耗。

三、下一代生产系统展望

下一代生产系统主要包括以下五项内容:绿色机床;用户导向的智能机床;突破性的高效加工工艺;新的经济活动领域;新的培训和推广方法。

 

1 下一代生产系统的内容和使命

下一代生产系统项目的预期目标是:

1)提高企业竞争力。通过提高生产系统的生产率和产品质量提高制造企业的竞争力;

2)环境。力求生产系统的环境负荷最小化,实现可持续发展;

3)就业。新一代的职业,改进现有条件,使妇女也可在制造业胜任工作;

4)生活质量。提高职业的安全性、改善工作条件、保护工人健康;

5)制造业形象。改善制造业工业生产和研究的形象,不再是又苦又累的工作。

1.绿色机床

     

机床是将毛坯转化为零件的工作母机,在使用过程中不仅消耗能源,还会产生固体、液体和气体废弃物,对工作环境和自然环境造成直接或间接的污染。从整个机床生命周期内审视,如何减少对环境冲击的绿色机床就成为当前研究的热点。绿色机床应该具有以下特点:

1)机床零部件由再生材料制造;

2)机床的重量和体积减少50%以上;

3)通过减轻移动质量、降低空运转功率等措施使功率消耗减少30%40%

4)使用过程的各种废弃物减少50%60%,保证基本没有污染的工作环境;

5)报废后机床的材料100%可回收。

欧共体非常重视绿色机床的研究,除上述下一代生产系统外,还资助了另一个项目生态效益机床

2.智能机床

     

如果绿色机床的愿景是环境友好,那么智能机床的目标就是用户友好。用户友好的含义在于大幅度提高工作效率和工作更加舒适和安全。这就要求机床能够实现自主管理,能够自动识别加工任务和加工状态,无需或很少需要人工干预,而且能够与操作者及时沟通,变得聪明起来。完全可以期待,聪明加工将开拓数控机床的新纪元。以聪明为目标的智能机床研究涉及以下三个领域:①智能功能部件和软件;②智能加工过程;③智能数控。

3.突破性的高效加工工艺

进行关键技术的研究,使每一领域都能有所突破,实现超高性能的制造过程。提出以下四个目标:①提高数控轴的加速度35倍;②提高速度35倍;③提高数控机床的生产率5倍;④大幅度提高机床的加工精度。

4.新的经济活动领域

主要通过以下七种方式达到实现新的经济活动领域的目的:①生产过程;②监控测量;③自适应技术;④新材料;⑤新结构;⑥控制系统;⑦建模仿真。

5.新的业务模式和培训

机床的用户希望机床供应商能够提供全生命周期的服务,因此需要建立最终用户和机床制造商之间的全面合作关系,提供强有力的、新的业务模式,其特点如下:①创新价值的理念;②营销组织和方法的变革;③按照产出和可用性付款的财务管理方法;④机床系统配置客户化。

对有志提高国际竞争力的公司,提供有关软件工具和方法,支持他们建立新的战略业务关系。推广新一代生产系统需要对整个欧洲使用机床的中小企业进行大量学术理论和专业技术的培训。

 

(现代制造产业系:陈贵荣老师)

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