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1．提高数控加工效率的先进技术 提高数控加工效率以提高切削速度、进给速度、加加速度，减少换刀时间、上下料时间等手段为代表，如直线进给速度达150m/min，加速度1g。 ⑴采用直线电机、力矩电机，缩短传动链，提高系统的动态特性。 ⑵轻量化设计：运动部件结构优化，采用碳纤维等复合材料，降低运动部件质量。如汽车部件轻量化制造，使用碳纤维材料涂胶压铸、温度控制在150°C，真空挤压、热压固化。材料强度高、重量轻，较金属材料轻约30%，可作为汽车外壳等主要部件替换材料。宝马、奔驰用此材料做底盘、车身。EEW公司在机床运动部件中大量采用碳纤维材料，用于大跨距龙门移动式机床，实现高动态高速运动。 ⑶采用电主轴，提高主轴转速。 ⑷交换工作台，换料时间2.2s，提高上下料效率。 ⑸机器人上下料，代替人工上下料。 ⑹高加加速度，从50m/s3提高到150m/s3，加工效率提高30%。 ⑺二次换刀，换刀时间缩短到1s以内。 2．复合加工的先进技术 除以往常用的铣车复合加工机床和双主轴加工机床外，德国亚琛工业大学探索铣削和激光表面处理复合，在硬度低、韧性好的基体材料上铣削加工，然后通过激光加工在表面上焊上一层具有特殊性能的材料；德国EEW与Hugo Rost公司合作，在风电叶片五轴加工机床上复合X射线探伤设备，实现了铣削和探伤在一次装夹中完成。 3．提高加工精度的先进技术 ⑴对数控机床中的发热元件冷却，如直线驱动的初级和次级、数控转台、主轴等冷却，减少热变形对机床精度的影响。定位精度6μm，重复定位精度4μm。 ⑵GPS定位技术在提高装配精度方面的应用。 4．模块化机床技术 德国机床企业具有非常细的分工，模块化的理念贯穿于机床生产全过程： ⑴机床模块化设计：将机床进行模块化合理划分，机电液一体化设计。 ⑵按照模块化设计结果，电机、丝杠、导轨、刀库等部件直接采购，机架、立柱、横梁等部件外协加工，使得大部分机床企业不进行或少量机加。 ⑶模块化装配：为了提高机床装配效率，先行进行部件级装配（包括机电液气），模块间具有便捷的接口，使得模块具有更强的独立性，方便运输传送和装配。 5．智能化自动化机床技术 德国高技术发展战略在机床方面体现之一就是数字工厂，生产、加工过程的自动化、节能和适应各种不同要求。 在海德汉公司内部小型部件物流采用全自动智能化AGV车，实现了自动规划、自动避障、自动开关门、自动上下电梯等功能，具有很高的智能。 德国机床设备的发展趋势是自动化、高效、节能，机床设备在满足基本加工功能之外，逐步向为用户提供集成化、自动化的解决方案。如通快公司在中国不仅销售机床，更重要的是为中国汽车制造企业规划和提供整体的汽车制造车间、生产线和设备，其产品广泛采用了自动化上下料装置，使机床的加工效率和自动化程度大大提高。 宝马汽车摩托车构架自动制造线以前由人工制造，卡斯鲁尔大学机床研究所通过机床、空间成形技术，用机床数控系统控制、机器人加工成形、自动切割、过程自动控制、测量机工位进行测量、后续打孔等工序的加工，自动组装并焊接加工。正在做不同车型自适应加工流程方面的研究，未来将全过程由机器人自动化完成。 6．其他机床技术 ①三点支撑，不用打地基。②人机工程学，更好的接近性。③绿色制造先进技术。④微量润滑,低温微量润滑MQL。⑤液氮冷却技术。⑥节能型设备。 德国全面停止核电，计划到2050年全面采用可再生能源，这不仅对能源领域提出了挑战，也对机床制造行业提出了节能型设备的要求。 附：全球最强悍的十大数控机床系统 1、日本FANUC数控系统 发那科(FANUC)在数控系统科研、设计、制造、销售等方面实力强大。 高可靠性的PowerMate0系列用于控制2轴的小型车床，取代步进电动机的伺服系统;可配画面清晰、操作方便、中文显示的CRT/MDI，也可配性能/价格比高的DPL/MDI。 普及型CNC0-D系列0-TD用于车床，0-MD用于铣床及小型加工中心，0-GCD用于圆柱磨床，0-GSD用于平面磨床，0-PD用于冲床。 全功能型的0-C系列0-TC用于通用车床、自动车床，0-MC用于铣床、钻床、加工中心，0-GCC用于内、外圆磨床，0-GSC用于平面磨床，0-TTC用于双刀架4轴车床。 高性能/价格比的0i系列整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。0i-MB/MA用于加工中心和铣床，4轴4联动;0i-TB/TA用于车床，4轴2联动;0i-mateMA用于铣床，3轴3联动;0i-mateTA用于车床，2轴2联动。 具有网络功能的超小型、超薄型CNC16i/18i/21i系列控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。其中FSl6i-MB的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。16i最大可控8轴，6轴联动;18i最大可控6轴，4轴联动;21i最大可控4轴，4轴联动。 除此之外，还有实现机床个性化的CNCl6/18/160/180系列。 2、德国西门子数控系统 SIEMENS公司的数控装置采用模块化结构设计，经济性好，在一种标准硬件上，配置多种软件，使它具有多种工艺类型，满足各种机床的需要，并成为系列产品。采用SIMATICS系列可编程控制器或集成式可编程控制器，用SYEP编程语言，具有丰富的人机对话功能，具有多种语言的显示。 SIEMENS公司CNC装置主要有SINUMERIK3/8/810/820/850/880/805/802/840系列。 3、日本三菱数控系统 工业中常用的三菱数控系统有：M700V系列、M70V系列、M70系列、M60S系列、E68系列、E60系列、C6系列、C64系列、C70系列。其中，M700V系列属于高端产品，完全纳米控制系统，高精度高品位加工，支持5轴联动，可加工复杂表面形状的工件。 4、德国海德汉数控系统 Heidenhain的iTNC530控制系统是适合铣床、加工中心或需要优化刀具轨迹控制之加工过程的通用性控制系统，属于高端数控系统。该系统的数据处理时间比以前的TNC系列产品快8倍，所配备的“快速以太网”通讯接口能以100Mbit/s的速率传输程序数据，比以前快了10倍，新型程序编辑器具有大型程序编辑能力，可以快速插入和编辑信息程序段。 5、德国力士乐数控系统 力士乐(BoschRexroth)是原博世自动化技术部与原力士乐公司于2001年合并组成，属博世集团全资拥有。博世力士乐是世界知名的传动与制控公司，在工业液压、电子动与控制、线性传动与组装技术、气动、液压传动服务以至行走机械液压方面居世界领先地位。公司注册总部位于德国斯图加特，而营运总部及董事局总办事处则设于德国洛尔。 6、法国NUM数控系统 NUM公司是法国著名的一家国际性公司，专门从事CNC数控系统的开发和研究，是施耐德电气的子公司，欧洲主流数控系统供货商。主要产品有：NUM1020/1040、NUM1020M、NUM1020T、NUM1040M、NUM1040T、NUM1060、NUM1050、NUM驱动及电机。 7、西班牙FAGOR数控系统 发格自动化(FAGORAUTOMATION)是世界著名的数控系统(CNC)、数显表(DRO)和光栅测量系统的专业制造商，隶属于西班牙蒙德拉贡集团公司，成立于1972年。发格侧重于在机床自动化领域的发展，其产品涵盖了数控系统、伺服驱动/电机/主轴系统、光栅尺、旋转编码器及高分辨率高精度角度编码器、数显表等产品。 8、日本MAZAK数控系统 山崎马扎克公司主要生产CNC车床、复合车铣加工中心、立式加工中心、卧式加工中心、CNC激光系统、FMS柔性生产系统、CAD/CAM系统、CNC装置和生产支持软件等。 Mazatrol Fusion640数控系统在世界上首次使用了CNC和PC融合技术，实现了数控系统的网络化、智能化功能。数控系统直接接入因特网，即可接受到小巨人机床有限公司提供的24小时网上在线维修服务。 9、华中数控 华中数控具有自主知识产权的数控装置形成了高、中、低三个档次的系列产品，研制了华中8型系列高档数控系统新产品，已有数十台套与列入国家重大专项的高档数控机床配套应用;具有自主知识产权的伺服驱动和主轴驱动装置性能指标达到国际先进水平。 HNC-848数控装置品是全数字总线式高档数控装置，瞄准国外高档数控系统，采用双CPU模块的上下位机结构，模块化、开放式体系结构，基于具有自主知识产权的NCUC工业现场总线技术。具有多通道控制技术、五轴加工、高速高精度、车铣复合、同步控制等高档数控系统的功能，采用15”液晶显示屏。主要应用于高速、高精、多轴、多通道的立式、卧式加工中心，车铣复合，5轴龙门机床等。 10、广州数控 广州数控是广东省20家重点装备制造企业之一，国家863重点项目《中档数控系统产业化支撑技术》承担企业。主营业务有：数控系统、伺服驱动、伺服电机研发生产，数控机床连锁营销、机床数控化工程，工业机器人、精密数控注塑机研制等。 广州数控拥有车床数控系统、钻、铣床数控系统、加工中心数控系统、磨床数控系统等多领域的数控系统。其中，GSK27系统采用多处理器实现nm级控制;人性化人机交互界面，菜单可配置，根据人体工程学设计，更符合操作人员的加工习惯;采用开放式软件平台，可以轻松与第三方软件连接;高性能硬件支持最大8通道，64轴控制。 此外，沈阳机床i5数控系统研发团队耗时5年，耗资11.5亿，成功攻克CNC运动控制技术、数字伺服驱动技术、实时数字总线技术等运动控制领域的核心底层技术，彻底突破和掌握了运动控制底层技术，于2012年推出世界上首台具有网络智能功能的i5数控系统。 i5是指Indus-try、Information、Internet、Integrate、Intelligent，即工业化、信息化、网络化、智能化、集成化的有效集成。该系统误差补偿技术领先、控制精度达到纳米级、产品精度在不用光栅尺测量的情况下达到3μm。其最大特点在于它能够即时响应互联网，是传统数控系统不能互通互联的终结者，这为智能化工厂做好了技术铺垫。 |
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