近年來,德國(guó)數控機床繼續在高精、高(gāo)速、高(gāo)效、複合等方麵努(nǔ)力,深(shēn)層次體現了高效節(jiē)能的特(tè)點。
1.提高數控加工效率的先進(jìn)技術
提高數控加工效率以提(tí)高切削速度、進給速(sù)度、加加速度(dù),減少換刀時間、上下料(liào)時間(jiān)等手段(duàn)為代表,如(rú)直線(xiàn)進給速度達150m/min,加速度1g。
⑴采用(yòng)直線電機、力矩電機,縮(suō)短傳動鏈,提高係統的動態特性。
⑵輕量化設計:運動部件結構優化,采用碳纖維等複合材料,降低運動(dòng)部件質(zhì)量。如汽車部件輕量化製造,使用碳纖維材料塗膠壓鑄、溫度控製在150°C,真空擠(jǐ)壓、熱壓固化。材料(liào)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(yòng)碳纖維材料,用於(yú)大跨(kuà)距龍門移動式機床,實現(xiàn)高動態高速運動。
⑶采(cǎi)用電主軸,提高主軸轉速。
⑷交換工作台,換料時間2.2s,提高上下料效率。
⑸機(jī)器人(rén)上下料,代替人工上下料。
⑹高加加速度(dù),從50m/s3提高到150m/s3,加工效率提高(gāo)30%。
⑺二次換刀,換(huàn)刀(dāo)時(shí)間縮短到1s以內。
2.複合加工的先(xiān)進技(jì)術
除以往常用的(de)銑車複合加工(gōng)機床和雙主(zhǔ)軸加工機床外,德國亞琛工業大學探索銑削和激光表麵處理複合,在(zài)硬度低、韌性好的基體材料(liào)上銑削加工,然後通過激光(guāng)加工在表麵(miàn)上焊上一層具有特殊性能的材料;德國EEW與Hugo Rost公司合作,在風電葉片五軸加工機(jī)床上複合X射(shè)線探傷設備,實現了銑削(xuē)和探傷在一次裝(zhuāng)夾中完成。
3.提高加工精度的先進技術
⑴對數控機床中(zhōng)的發(fā)熱元件冷卻,如直線驅動的初級和次級、數控轉(zhuǎn)台、主軸等冷卻(què),減少(shǎo)熱變形對機床精度的影響。定位精度6μm,重複定位精度4μm。
⑵GPS定位技術在提高裝配精度方麵的應用。
4.模塊化機床技(jì)術
德(dé)國機床企業具有非常細的分工,模塊化的理念貫穿於機床(chuáng)生產全過程:
⑴機床模塊化設計:將機床進行模塊化合理劃分,機電液一體化設計。
⑵按照模塊化設計結果,電(diàn)機、絲(sī)杠、導軌、刀庫等部件直接采購,機架、立柱(zhù)、橫梁等(děng)部件外協加(jiā)工,使得大部分(fèn)機床企業不進行或少(shǎo)量機加。
⑶模塊化裝配:為了提高機(jī)床裝配效率,先行進行部件(jiàn)級裝配(pèi)(包括(kuò)機電液氣),模塊間具有便捷的接口(kǒu),使得模塊具(jù)有更強的獨立性,方便運輸傳送和裝(zhuāng)配。
5.智能化自動化機床技術
德國(guó)高技術發展(zhǎn)戰略在機床方麵體現之一就是數字工廠,生產、加工過(guò)程的(de)自動化、節能和適應各種不同要求。
在海德漢公司(sī)內部小型(xíng)部(bù)件物流采用全自動智能化AGV車,實現了自(zì)動規劃、自動避障(zhàng)、自動開關門、自動上(shàng)下電梯(tī)等功能,具有很高的智能。
德國機床設備的發(fā)展趨勢是自動化、高效、節能,機床(chuáng)設備在滿足基本加工(gōng)功能之外,逐步向為用戶提供集成(chéng)化(huà)、自動化的解決(jué)方案。如通快公(gōng)司在中國不僅(jǐn)銷售機床(chuáng),更重要的是為中國汽車製造企業規劃和提供(gòng)整體的汽車製造車間、生產(chǎn)線和設備,其產品廣泛采用了自動化上下料裝(zhuāng)置,使機床(chuáng)的加(jiā)工效率和自動化程度大大提高。
寶馬汽車摩托車構架自動製造線以前由人工製造,卡斯魯爾大學機床研究所通過機床、空間成形技術,用機床數控係統控製、機器人加工(gōng)成形、自動切割、過程自動控製、測量機工位進行測量、後續打孔等工序的加工,自動組裝並焊接加工。正在做不同車型自(zì)適(shì)應加工流程方麵的(de)研究(jiū),未來將全過程由機器人自動(dòng)化完成。
6.其他機床技術
①三點支撐,不用打地基。②人機(jī)工程學,更好的接近性(xìng)。③綠(lǜ)色製造先進技術。④微量(liàng)潤滑,低溫微量潤滑MQL。⑤液氮冷卻(què)技術。⑥節能型設備(bèi)。
德(dé)國全麵停止核電,計劃到2050年全麵采用可再生(shēng)能(néng)源,這不(bú)僅對能源領域提出了挑戰,也對機床製造行業提出了節能型設備的(de)要求。
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