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机床行业新技术应用的猜想和蝴蝶效应

2015年01月28日 10:26中国机床商务网点击:4057

  【中国机床商务网 市场分析】一只南美洲亚马孙河流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,两周后引起美国德克萨斯一场席卷一切的龙卷风,即所谓蝴蝶效应。机床行业技术发展日新月异,新技术的推广意味着老技术被摒弃,新技术的发展会不会对相关行业造成龙卷风式的影响?
  
  孙中山先生在观看着名的钱江大潮之后,写下了千古名句:历史潮流,浩浩荡荡;顺之则昌,逆之则亡。历史潮流有其发展规律,预见趋势,意味着找到了发展方向,可以合理规避风险,顺风顺水的走好自己的路。
  
  机床行业一直往高速、高效、高精、柔性化、环保方面快速发展,势头之猛、技术更新之快堪比新世纪之初的IT产业。不过,科技是把双刃剑,在它给人们带来巨大便利的同时,也对许多行业造成了冲击,冲击的烈度甚至是毁灭性的。
  
  每一款机床都犹如一个平台,在这款机床上发展衍生的技术只和这个平台息息相关。机床被淘汰了,相关的技术便失去了用武之地,如果不能及时找到适用的领域就会化作过眼烟云;机床的技术升级了,能随之升级换代的技术也就拥有了新的生命力,不能与时俱进的相关技术只能被遗忘在风化的故纸堆中。
  
  机床行业中,“车、铣、刨、磨”这四类最常用的金属切削机床中,刨床因为效率低下,基本已经退出了历史舞台,和“车、铣、磨”相比,产销量几乎可以忽略不计。迄今为止,以铣代刨工艺让刨床歇停了,数控雕铣机将模具刻字机踢进历史博物馆了,手扳仪表车床逐步被数控仪表车床和自动车床联手给赶尽杀绝了,普通车床占车床总保有量的比例越来越小,数控机床的占比越来越高,这是现状,也是历史发展的必然。
  
  科技的发展可以科学的去预见,机床行业的发展也可以根据新技术的涌现来判断方向。未来的十年,机床技术可能会有哪些变化呢?这些变化又会影响哪些与之关系紧密的关联产品呢?
  
  直线导轨的普及如同星火燎原

  
  常见的机床淬火导轨有山型导轨、V型导轨、矩形导轨、燕尾槽导轨等形式,曾经因为制造成本低廉、刚性好,是机床导轨的主流选择。随着直线导轨技术的快速进步和价格的飞速下跌,成本已经接近淬火导轨,滚柱直线导轨的刚性也可以和淬火导轨抗衡,再加上装配简单、维修容易、耐磨性更佳等优势,连很多原先使用静压导轨的重型机床和磨床都开始使用直线导轨,直线导轨取代淬火导轨的趋势不可逆转。
  
  直线导轨普及使用的最大输家会是导轨淬火机床和导轨磨床,导轨淬火机床、导轨磨床销量的下降已经成为了事实,这两个细分行业的厂家需要未雨绸缪。与淬火导轨配合面上贴的聚四氟乙烯耐磨片的销售也受到了一定的影响,不过聚四氟乙烯的用途非常广泛,受到的影响是轻微的。
  
  此外,导轨铲刮技工改行做装配钳工的消息已经不再是新闻。培养一个合格的导轨铲刮技工非常难,曾经有一把铲刀走天下之说。随着机械加工技术的发展,机床上需要人工铲刮的部分和铲刮的余量越来越少,身怀绝技的技工可能最终只能黯然改行,惨状足以让人唏嘘不已。
  
  直线导轨也是直线电机的组成部分之一,未来不可估量。目前国内直线导轨的高端市场被瑞士施耐博格、德国INA、力士乐、日本NSK、THK等品牌瓜分,中端市场则是台湾上银和银泰的天下,国内仅有南工艺、凯特等不多的几个直线导轨品牌在夹缝中艰难求生。直线导轨市场远大,且看国内有多少弄潮儿敢于激流勇进!
  
  伺服主轴电机即将一枝独秀

  
  机床主轴驱动电机从普通电机到多极电机,发展到变频电机,到刚刚开始普及的伺服电机,经历了相当漫长的一段历史。
  
  普通电机没有变速能力,要通过变速箱的配合实现机床的不同速度应用,应用在普通机床上居多;多极电机有固定的几个转速,应用在早期的数控机床上较多;变频电机配合变频器,使机床无需变速箱即可实现速度范围内的任意转换,是近年来数控车床的主要选择。但是变频电机 变频器的组合有致命的缺点,低转速下输出扭矩小(俗称没力道),设计师给出的解决方法是用齿轮变速箱来实现档内无级变速,这个方案解决了低速无力的问题,可是按下葫芦浮起瓢,又出现了齿轮变速箱无法支持高转速的新问题。
  
  当前的终极解决方案是使用伺服主电机,同时解决了低速扭矩和高转速的问题,还可以实现主轴分度的功能,这可是车铣复合机床必备的高大上的功能!
  
  普通电机、变频电机、变频器、齿轮箱,这四个名词必将和机床行业渐行渐远。看看机床直线进给驱动电机领域,伺服电机一家独大的现状,就可以看到机床主轴电机的明天。
  
  机床是工作母机,新技术的应用是比较超前的,被机床业逐步淘汰的普通电机、变频电机、变频器、齿轮箱依然能应用在很多的行业之上,它们继续顽强的坚守在自己的舞台上,拒绝谢幕。
  
  国内伺服主电机技术虽说落后于西门子和发那科,广州数控、超同步、华大等国产伺服主电机却牢牢占据了低端市场,并伺机向中高端挺进,潜力不可小觑。
  
  直线电机呈现小荷才露尖尖角之势
  
  直线电机是一项前沿技术,尚未影响到滚珠丝杆在直线驱动方面江湖老大的地位。直线电机有很多独特的优势,如非常高速和非常低速,高加速度,几乎零维护,高精度,无空回。完成直线运动只需直线电机,无需轴承和滚柱丝杆,简言之,把不必要的,减低性能和缩短机械寿命的零件去掉了。
  
  国外很多高端机床对直线电机的应用日趋成熟,能承受直线电机昂贵价格的国内用户为数不多。待直线电机的价格平易近人之后,滚珠丝杆的末日可能就到了。旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家,这一天,为时尚早。
  
  力矩电机将改变谁的命运?
  
  力矩电机同样也是前沿技术。日本森精机的一款五轴加工中心上用了2颗力矩电机。特点是消除了蜗轮蜗杆、同步带等机械传动装置,实现了机械负载与电机转子的直接连接,这样的连接方式消除了传动的间隙与延迟,提供分度时需要的极高刚性。机床上的力矩电机一般应用在B、C轴上,用来实现低转速情况下的精确分度。
  
  力矩电机的广泛应用将是涡轮蜗杆结构转台的噩梦。一位资深的数控转台专家感叹道:以后的数控转台厂可能会转型为一个电机厂。
(来源:金属加工在线)

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