近10年来,全球领先的机床制造商一直致力于提高数控机床的技术性能,不断超越对方,推出令人眼花缭乱的新产品。 例如复合加工机床、并联运动机床、倒立加工机床、超精密机床等。可以预见,未来10年,机床制造商和研发机构将争夺机床加工领域的制高点。 深入研究机床与环境、人的关系领域,形成与竞争对手“超脱”的新产品,如智能机床、网络机床、绿色机床等,适应产业转型和发展的需要。 升级改造,发展低碳经济。
机床是机械制造行业广泛使用的设备,属于耗能产品(EuP)。 其设计、制造、使用和回收均应遵守相关法规和标准。 2008年10月,欧盟委员会向欧洲议会提交《用能产品生态设计指南》2009-2011年工作计划,将机床产品列为十大用能产品之一。 “机床生态设计初步研究”项目由德国弗劳恩霍夫应用研究协会微系统组装与封装研究所和生产设备与设计技术研究所开展。 预计2012年将出台相关法规或指令,规范机床的使用。 能源消耗受到限制,必将为我国机床工具产品出口制造新的“绿色壁垒”。
节能减排是21世纪工业生产的时代使命,也是我国经济可持续发展的需要。 我国是世界上最大的机床生产国和消费国,拥有机床约700万台。 如果每台每天节省1千瓦时,全年可节省电能20亿千瓦时以上。
我国大部分机床都是老型号、使用时间较长、年久失修。 首先应对使用5年以上的机床进行空转功率测量,对运行效率低、能耗高的机床进行检修或淘汰。
其次,由于机床的生产效率主要体现在高性能的切削刀具上,因此采用先进的切削刀具和合理的切削参数,可以降低单位体积去除切屑所需的能耗,或者说提高单位能源创造的价值。 消耗。
其次,借助编程软件对数控程序进行优化,使刀具轨迹尽可能处于连续运动状态,减少运动方向和速度的突变,从而降低刀具的能耗。 驱动电机。
三是对机床进行能源管理,采用低能耗、高效率的液压、气动、润滑、切削液等辅助装置,减少非切削工序的能耗,以及未使用的辅助装置的功率 被及时关闭。
最后还应该看到,切削液是机床使用过程中不可缺少的辅助材料,也是主要的污染源。 随着刀具涂层技术的进步,干式切削将逐渐得到应用。 目前,采用微量润滑技术(MQL)是推动绿色制造的首选解决方案。
事实上,所谓绿色生态机床的主要特点在于其部件尤其是运动部件的轻量化设计。 轻量化设计主要体现在以下四个方面:
首先是新结构,采用杆机构、焊接结构、箱中箱结构、台中台结构,通过轻量化和直接驱动,减少驱动运动部件的电机功率。 二是利用计算机对机床结构进行优化和模拟,在保证机床刚度的同时,减少铸件的壁厚和重量。 然而,由于材料和铸造工艺众多,获得高质量的薄壁铸件并不容易。 问题仍有待解决。 三是新材料的应用,采用铝合金、碳纤维、工程陶瓷等材料替代钢、铸铁制造机床零部件。 但其经济性和可靠性有待进一步评估。 第四是自适应控制。 在开发智能机床时,实时监测机床的动态性能,当振动发生时进行抑制或补偿。