近年來,德國數控機床繼(jì)續在高(gāo)精、高(gāo)速、高效、複合(hé)等方麵努力,深層次體(tǐ)現了高效節能(néng)的特點。
1.提高數控加工效率的先進技(jì)術(shù)
提(tí)高數控加工效(xiào)率以提高切削速度、進(jìn)給速度、加加(jiā)速度(dù),減少換刀時間(jiān)、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,提高係(xì)統的動態特性。
⑵輕量化設計:運動部件(jiàn)結構優化,采用碳纖維(wéi)等複合材料,降低運(yùn)動部件質量。如汽車部件輕(qīng)量化製造,使用碳纖維材料塗膠壓(yā)鑄、溫度控製在150°C,真空擠壓、熱壓固化。材(cái)料強度高、重量(liàng)輕,較金屬材料輕約30%,可作為汽車外殼等主要部件替換材(cái)料。寶馬、奔馳用此材料做底盤、車身。EEW公司在(zài)機床運動部件中大量采用碳纖維材料,用於大跨距(jù)龍門移動式機床,實現高動態高速運動。
⑶采用電主軸,提高主軸轉速。
⑷交換工作台,換料時間(jiān)2.2s,提高上下(xià)料(liào)效(xiào)率。
⑸機(jī)器人上下料,代替人工上下料。
⑹高加加速度,從(cóng)50m/s3提高到150m/s3,加工效率提(tí)高30%。
⑺二次換刀,換刀時間縮短到(dào)1s以內。
2.複合(hé)加工的先進技術
除以往(wǎng)常用的銑車複合加工機床和雙主軸加工機床外,德國亞琛工業大學探索銑削和(hé)激光表(biǎo)麵處理複合,在硬度(dù)低、韌性好的基體材料(liào)上銑削(xuē)加工,然(rán)後通過激光加工在(zài)表(biǎo)麵(miàn)上焊上(shàng)一層具有特殊性能的材料;德(dé)國EEW與Hugo Rost公司合作,在風電葉片(piàn)五軸加(jiā)工機床上複合X射線探傷設備,實現了銑削和探傷在一次裝夾中(zhōng)完成。
3.提高加工精度的先(xiān)進(jìn)技術
⑴對數控機床中的發熱元件冷卻,如直線驅動的初級(jí)和次級、數控轉台、主軸(zhóu)等冷卻(què),減少熱變形(xíng)對機床精度(dù)的影響。定位精度6μm,重複定位精度4μm。
⑵GPS定位技術在提(tí)高裝配精度方(fāng)麵的應用。
4.模塊化機床技術
德國機(jī)床企業具有非常(cháng)細的分工,模塊化的理念貫穿於(yú)機(jī)床生產全過程:
⑴機床模塊(kuài)化設計:將(jiāng)機床進行模(mó)塊化合理劃分,機電液一體(tǐ)化(huà)設計(jì)。
⑵按照模塊化設計結果,電機、絲杠、導(dǎo)軌、刀庫(kù)等部件直接采購,機(jī)架、立柱、橫梁等部件外協(xié)加工,使得大部分機床企業不進行或少量機加(jiā)。
⑶模(mó)塊化裝配:為了提高機床裝配效率,先行進行部(bù)件級裝配(包括機電液氣),模塊間具有(yǒu)便捷的(de)接口,使得模塊具有更強的獨立性,方便運(yùn)輸(shū)傳送(sòng)和裝配。
5.智能化自動化機床技術
德國高(gāo)技術發展戰(zhàn)略在機床方麵體現之一就是數(shù)字工廠,生產(chǎn)、加工過程的自動化、節(jiē)能和適應各(gè)種不同要求。
在海德漢公司內部小型部件物流采用全自動智能化AGV車,實現了自動規劃、自動避障、自動開關門、自動上(shàng)下電梯等功能,具有很高的智能。
德國機床設備的發展趨勢是自動化、高效、節能,機床設備在(zài)滿足基(jī)本加工功(gōng)能之外,逐步向(xiàng)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(guó)汽車製造企業(yè)規劃和提(tí)供(gòng)整體的汽車製造(zào)車間、生產線和設備,其產品廣泛采用了自動化上下料裝置,使機床的加(jiā)工效率和(hé)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(chéng)形技術,用機床數(shù)控係統控製、機器(qì)人加工成形、自動切割(gē)、過程自動控製(zhì)、測量機工位進行測量、後續打孔等工序(xù)的加工,自動組裝並焊接加工。正在做不同車型自適應加工(gōng)流程方(fāng)麵的研究,未來將全過程由機器人自動化完成。
6.其他機床技術
①三點支撐,不用打地基。②人機工程學,更好的(de)接近性。③綠色製造先進技術。④微量潤滑,低溫微量潤滑(huá)MQL。⑤液氮冷卻技術。⑥節能型設備。
德國全麵停止核電,計劃到2050年全麵采用可再生能源,這不僅對(duì)能源領域提出了(le)挑戰(zhàn),也對機床製造行業提出了節(jiē)能型設備的要求。
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