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德国先进的数控机床技术让制造行业更为高效节能

2013年07月02日 10:35中国机床商务网点击:4881

  JC35导读:近年来,德国数控机床继续在高精、高速、高效、复合等方面努力,深层次体现了高效节能的特点。
  
  1.提高数控加工效率的先进技术
  
  提高数控加工效率以提高切削速度、进给速度、加加速度,减少换刀时间、上下料时间等手段为代表,如直线进给速度达150m/min,加速度1g。
  
  ⑴采用直线电机、力矩电机,缩短传动链,提高系统的动态特性。
  
  ⑵轻量化设计:运动部件结构优化,采用碳纤维等复合材料,降低运动部件质量。如汽车部件轻量化制造,使用碳纤维材料涂胶压铸、温度控制在150°C,真空挤压、热压固化。材料强度高、重量轻,较金属材料轻约30%,可作为汽车外壳等主要部件替换材料。宝马、奔驰用此材料做底盘、车身。EEW公司在机床运动部件中大量采用碳纤维材料,用于大跨距龙门移动式机床,实现高动态高速运动。
  
  ⑶采用电主轴,提高主轴转速。
  
  ⑷交换工作台,换料时间2.2s,提高上下料效率。
  
  ⑸机器人上下料,代替人工上下料。
  
  ⑹高加加速度,从50m/s3提高到150m/s3,加工效率提高30%。
  
  ⑺二次换刀,换刀时间缩短到1s以内。
  
  2.复合加工的先进技术
  
  除以往常用的铣车复合加工机床和双主轴加工机床外,德国亚琛工业大学探索铣削和激光表面处理复合,在硬度低、韧性好的基体材料上铣削加工,然后通过激光加工在表面上焊上一层具有特殊性能的材料;德国EEW与HugoRost公司合作,在风电叶片五轴加工机床上复合X射线探伤设备,实现了铣削和探伤在一次装夹中完成。
  
  3.提高加工精度的先进技术
  
  ⑴对数控机床中的发热元件冷却,如直线驱动的初级和次级、数控转台、主轴等冷却,减少热变形对机床精度的影响。定位精度6μm,重复定位精度4μm。
  
  ⑵GPS定位技术在提高装配精度方面的应用。
  
  4.模块化机床技术
  
  德国机床企业具有非常细的分工,模块化的理念贯穿于机床生产全过程:
  
  ⑴机床模块化设计:将机床进行模块化合理划分,机电液一体化设计。
  
  ⑵按照模块化设计结果,电机、丝杠、导轨、刀库等部件直接采购,机架、立柱、横梁等部件外协加工,使得大部分机床企业不进行或少量机加。
  
  ⑶模块化装配:为了提高机床装配效率,先行进行部件级装配(包括机电液气),模块间具有便捷的接口,使得模块具有更强的独立性,方便运输传送和装配。
  
  5.智能化自动化机床技术
  
  德国高技术发展战略在机床方面体现之一就是数字工厂,生产、加工过程的自动化、节能和适应各种不同要求。
  
  在海德汉公司内部小型部件物流采用全自动智能化AGV车,实现了自动规划、自动避障、自动开关门、自动上下电梯等功能,具有很高的智能。
  
  德国机床设备的发展趋势是自动化、高效、节能,机床设备在满足基本加工功能之外,逐步向为用户提供集成化、自动化的解决方案。如通快公司在中国不仅销售机床,更重要的是为中国汽车制造企业规划和提供整体的汽车制造车间、生产线和设备,其产品广泛采用了自动化上下料装置,使机床的加工效率和自动化程度大大提高。
  
  宝马汽车摩托车构架自动制造线以前由人工制造,卡斯鲁尔大学机床研究所通过机床、空间成形技术,用机床数控系统控制、机器人加工成形、自动切割、过程自动控制、测量机工位进行测量、后续打孔等工序的加工,自动组装并焊接加工。正在做不同车型自适应加工流程方面的研究,未来将全过程由机器人自动化完成。
  
  6.其他机床技术
  
  ①三点支撑,不用打地基。②人机工程学,更好的接近性。③绿色制造先进技术。④微量润滑,低温微量润滑MQL。⑤液氮冷却技术。⑥节能型设备。
  
  德国全面停止核电,计划到2050年全面采用可再生能源,这不仅对能源领域提出了挑战,也对机床制造行业提出了节能型设备的要求。
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