机床制造的未来展望

为了保持并增强自己的竞争能力,德国机床制造商应该如何去做呢？为了把中国纳入竞争对手的行列,并且能够与之抗衡,应该进行哪些开发呢？Brecher博士断言:“与用户、供货商和研究机构合作的技术和创新优势是德国机床制造业成功的基础。”根据Brecher博士的观点,在机床研发方面设备制造商们要比以往更加重视系统思维的应用,“在这方面机床厂商一般习惯于按照需求进行改革部件的机床设计,而不太注意技术创新解决方案的整体比例。”Brecher博士还提到,在竞争过程中起决定作用的是设备、工艺和服务的总合。按照他的观点,对于高科技机床来说,应该在技术允许范围内最大化地进行公差可靠的生产、工艺和设备的统一、适配技术和IT集成和智能化、可配置和模件化结构以及兼容的人机接口。根据这一目标,机械制造业的发展趋势在于,按照需求的机器设计、高功率性能的机械和程序模拟、革新的机器部件以及诊断和机器监控。Brecher博士还说:“比较新的模拟方法,如涉及发动机技术的多体模拟,支持有效开发、根据加工任务而确定的机床。”这种模拟方法不仅简化了大量的部件和机器的计算工作,而且降低了研发工作的风险。

在机械制造业内的另外一个“功臣”是创新的控制软件。GEFanuc自动化CNC有限公司总裁LeopoldSchenk先生用Nano-CNC系统清楚地解释了这一点,Nano-CNC系统用最新伺服技术解决了轴运动的Nano内插,并且在Nano内插的基础上高速运行,同时保持了高精度表面。另外,他还提到了Nano-CNC系统的其他特点,如内插时间短暂、预测上千个分程序包,并且处理一个程序包的时间只有0.4s。

精密铣床对高速主轴的要求

微型组件的加工对高精密铣床及其刀具提出了很高的要求,正如柏林Fraunhofer生产设备和结构技术研究所精密加工部主任DirkOberschmidt先生用一些数据指出的那样:“精密铣刀要求主轴转数达到300,000r/min,径向振摆≤1μm,并有很高的径向刚性。≤2μm的制造公差以≤1μm的定位差和分辨率0.01μm的位移测量系统为先决条件。”

图宾根Walter机床制造有限公司测量技术研发中心主任OliverWenke先生坚定地说“精密刀具越来越小,对测量工具的要求越来越高。0.1mm的切削直径目前已经不算奇迹了,要争取对所有需要测量的参数进行综合测量,没有高精密的测量技术,从理论上说,生产商是不可能制造出精密的微型刀具的。”他以WalterHelicheckPlus为例说明现代化测量仪器都能做些什么。带有2个400倍(8:1)的摄影机和50倍(1:1)放大机的这种测量仪器的光学设计通过反射光、透射光和顶射光既可以收录普通标准刀具也可以收录精密刀具的几何图形。在制造和测量中对精确度影响很大的是机器的热状态。WangenEpucret聚合技术有限公司与合资公司总裁Utz-VolkerJackisch博士做出了具体说明:“机床上80%以内的偏差都是由于热变形造成的,Epucret的工程师正在通过置入温度传感器和恒温元件并结合调节技术,研发一种矿物铸铁的‘智能’机床床架。作为新型结构系统的矿物铸铁床架的目的是,能够在产生精度变化的变形之前针对外部热变化自行产生最佳反应。”他介绍这种附加部件与传统热敏组件措施相比的优点在于:“传感器和执行元件是支撑结构的内插组成部分。热变形不是被忽略平衡掉,而是被阻止了,能够独立自动地适配变化的热边界条件。”

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