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試看德國數(shù)控機床先進技術(shù)及在產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用
2013-06-28 15:26:09

 

 

    近年來,德國數(shù)控機床繼續(xù)在高精、高速、高效、復(fù)合等方面努力,深層次體現(xiàn)了高效節(jié)能的特點。 

    1.提高數(shù)控加工效率的先進技術(shù)

    提高數(shù)控加工效率以提高切削速度、進給速度、加加速度,減少換刀時間、上下料時間等手段為代表,如直線進給速度達150m/min,加速度1g。

    ⑴采用直線電機、力矩電機,縮短傳動鏈,提高系統(tǒng)的動態(tài)特性。

    ⑵輕量化設(shè)計:運動部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化,采用碳纖維等復(fù)合材料,降低運動部件質(zhì)量。如汽車部件輕量化制造,使用碳纖維材料涂膠壓鑄、溫度控制在150°C,真空擠壓、熱壓固化。材料強度高、重量輕,較金屬材料輕約30%,可作為汽車外殼等主要部件替換材料。寶馬、奔馳用此材料做底盤、車身。EEW公司在機床運動部件中大量采用碳纖維材料,用于大跨距龍門移動式機床,實現(xiàn)高動態(tài)高速運動。

    ⑶采用電主軸,提高主軸轉(zhuǎn)速。

    ⑷交換工作臺,換料時間2.2s,提高上下料效率。

    ⑸機器人上下料,代替人工上下料。

    ⑹高加加速度,從50m/s3提高到150m/s3,加工效率提高30%。

    ⑺二次換刀,換刀時間縮短到1s以內(nèi)。

    2.復(fù)合加工的先進技術(shù)

    除以往常用的銑車復(fù)合加工機床和雙主軸加工機床外,德國亞琛工業(yè)大學(xué)探索銑削和激光表面處理復(fù)合,在硬度低、韌性好的基體材料上銑削加工,然后通過激光加工在表面上焊上一層具有特殊性能的材料;德國EEW與Hugo Rost公司合作,在風(fēng)電葉片五軸加工機床上復(fù)合X射線探傷設(shè)備,實現(xiàn)了銑削和探傷在一次裝夾中完成。

    3.提高加工精度的先進技術(shù)

    ⑴對數(shù)控機床中的發(fā)熱元件冷卻,如直線驅(qū)動的初級和次級、數(shù)控轉(zhuǎn)臺、主軸等冷卻,減少熱變形對機床精度的影響。定位精度6μm,重復(fù)定位精度4μm。

    ⑵GPS定位技術(shù)在提高裝配精度方面的應(yīng)用。

    4.模塊化機床技術(shù)

    德國機床企業(yè)具有非常細的分工,模塊化的理念貫穿于機床生產(chǎn)全過程:

    ⑴機床模塊化設(shè)計:將機床進行模塊化合理劃分,機電液一體化設(shè)計。

    ⑵按照模塊化設(shè)計結(jié)果,電機、絲杠、導(dǎo)軌、刀庫等部件直接采購,機架、立柱、橫梁等部件外協(xié)加工,使得大部分機床企業(yè)不進行或少量機加。

    ⑶模塊化裝配:為了提高機床裝配效率,先行進行部件級裝配(包括機電液氣),模塊間具有便捷的接口,使得模塊具有更強的獨立性,方便運輸傳送和裝配。

    5.智能化自動化機床技術(shù)

德國高技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略在機床方面體現(xiàn)之一就是數(shù)字工廠,生產(chǎn)、加工過程的自動化、節(jié)能和適應(yīng)各種不同要求。

    在海德漢公司內(nèi)部小型部件物流采用全自動智能化AGV車,實現(xiàn)了自動規(guī)劃、自動避障、自動開關(guān)門、自動上下電梯等功能,具有很高的智能。

    德國機床設(shè)備的發(fā)展趨勢是自動化、高效、節(jié)能,機床設(shè)備在滿足基本加工功能之外,逐步向為用戶提供集成化、自動化的解決方案。如通快公司在中國不僅銷售機床,更重要的是為中國汽車制造企業(yè)規(guī)劃和提供整體的汽車制造車間、生產(chǎn)線和設(shè)備,其產(chǎn)品廣泛采用了自動化上下料裝置,使機床的加工效率和自動化程度大大提高。

    寶馬汽車摩托車構(gòu)架自動制造線以前由人工制造,卡斯魯爾大學(xué)機床研究所通過機床、空間成形技術(shù),用機床數(shù)控系統(tǒng)控制、機器人加工成形、自動切割、過程自動控制、測量機工位進行測量、后續(xù)打孔等工序的加工,自動組裝并焊接加工。正在做不同車型自適應(yīng)加工流程方面的研究,未來將全過程由機器人自動化完成。

    6.其他機床技術(shù)

    ①三點支撐,不用打地基。②人機工程學(xué),更好的接近性。③綠色制造先進技術(shù)。④微量潤滑,低溫微量潤滑MQL。⑤液氮冷卻技術(shù)。⑥節(jié)能型設(shè)備。

    德國全面停止核電,計劃到2050年全面采用可再生能源,這不僅對能源領(lǐng)域提出了挑戰(zhàn),也對機床制造行業(yè)提出了節(jié)能型設(shè)備的要求。

 

 

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