【中國傳動(dòng)網(wǎng) 行業(yè)動(dòng)態(tài)】 近年來，德國數(shù)控機(jī)床繼續(xù)在高精、高速、高效、復(fù)合等方面努力，深層次體現(xiàn)了高效節(jié)能的特點(diǎn)。

1．提高數(shù)控加工效率的先進(jìn)技術(shù)

提高數(shù)控加工效率以提高切削速度、進(jìn)給速度、加加速度，減少換刀時(shí)間、上下料時(shí)間等手段為代表，如直線進(jìn)給速度達(dá)150m/min，加速度1g。

⑴采用直線電機(jī)、力矩電機(jī)，縮短傳動(dòng)鏈，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。

⑵輕量化設(shè)計(jì)：運(yùn)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化，采用碳纖維等復(fù)合材料，降低運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量。如汽車部件輕量化制造，使用碳纖維材料涂膠壓鑄、溫度控制在150°C，真空擠壓、熱壓固化。材料強(qiáng)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(jī)床運(yùn)動(dòng)部件中大量采用碳纖維材料，用于大跨距龍門移動(dòng)式機(jī)床，實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)高速運(yùn)動(dòng)。

⑶采用電主軸，提高主軸轉(zhuǎn)速。

⑷交換工作臺(tái)，換料時(shí)間2.2s，提高上下料效率。

⑸機(jī)器人上下料，代替人工上下料。

⑹高加加速度，從50m/s3提高到150m/s3，加工效率提高30%。

⑺二次換刀，換刀時(shí)間縮短到1s以內(nèi)。

2．復(fù)合加工的先進(jìn)技術(shù)

除以往常用的銑車復(fù)合加工機(jī)床和雙主軸加工機(jī)床外，德國亞琛工業(yè)大學(xué)探索銑削和激光表面處理復(fù)合，在硬度低、韌性好的基體材料上銑削加工，然后通過激光加工在表面上焊上一層具有特殊性能的材料；德國EEW與HugoRost公司合作，在風(fēng)電葉片五軸加工機(jī)床上復(fù)合X射線探傷設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了銑削和探傷在一次裝夾中完成。

3．提高加工精度的先進(jìn)技術(shù)

⑴對(duì)數(shù)控機(jī)床中的發(fā)熱元件冷卻，如直線驅(qū)動(dòng)的初級(jí)和次級(jí)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)、主軸等冷卻，減少熱變形對(duì)機(jī)床精度的影響。定位精度6μm，重復(fù)定位精度4μm。

⑵GPS定位技術(shù)在提高裝配精度方面的應(yīng)用。

4．模塊化機(jī)床技術(shù)

德國機(jī)床企業(yè)具有非常細(xì)的分工，模塊化的理念貫穿于機(jī)床生產(chǎn)全過程：

⑴機(jī)床模塊化設(shè)計(jì)：將機(jī)床進(jìn)行模塊化合理劃分，機(jī)電液一體化設(shè)計(jì)。

⑵按照模塊化設(shè)計(jì)結(jié)果，電機(jī)、絲杠、導(dǎo)軌、刀庫等部件直接采購，機(jī)架、立柱、橫梁等部件外協(xié)加工，使得大部分機(jī)床企業(yè)不進(jìn)行或少量機(jī)加。

⑶模塊化裝配：為了提高機(jī)床裝配效率，先行進(jìn)行部件級(jí)裝配（包括機(jī)電液氣），模塊間具有便捷的接口，使得模塊具有更強(qiáng)的獨(dú)立性，方便運(yùn)輸傳送和裝配。

5．智能化自動(dòng)化機(jī)床技術(shù)

德國高技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略在機(jī)床方面體現(xiàn)之一就是數(shù)字工廠，生產(chǎn)、加工過程的自動(dòng)化、節(jié)能和適應(yīng)各種不同要求。

在海德漢公司內(nèi)部小型部件物流采用全自動(dòng)智能化AGV車，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)規(guī)劃、自動(dòng)避障、自動(dòng)開關(guān)門、自動(dòng)上下電梯等功能，具有很高的智能。

德國機(jī)床設(shè)備的發(fā)展趨勢是自動(dòng)化、高效、節(jié)能，機(jī)床設(shè)備在滿足基本加工功能之外，逐步向?yàn)橛脩籼峁┘苫?、自?dòng)化的解決方案。如通快公司在中國不僅銷售機(jī)床，更重要的是為中國汽車制造企業(yè)規(guī)劃和提供整體的汽車制造車間、生產(chǎn)線和設(shè)備，其產(chǎn)品廣泛采用了自動(dòng)化上下料裝置，使機(jī)床的加工效率和自動(dòng)化程度大大提高。

寶馬汽車摩托車構(gòu)架自動(dòng)制造線以前由人工制造，卡斯魯爾大學(xué)機(jī)床研究所通過機(jī)床、空間成形技術(shù)，用機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)控制、機(jī)器人加工成形、自動(dòng)切割、過程自動(dòng)控制、測量機(jī)工位進(jìn)行測量、后續(xù)打孔等工序的加工，自動(dòng)組裝并焊接加工。正在做不同車型自適應(yīng)加工流程方面的研究，未來將全過程由機(jī)器人自動(dòng)化完成。

6．其他機(jī)床技術(shù)

①三點(diǎn)支撐，不用打地基。②人機(jī)工程學(xué)，更好的接近性。③綠色制造先進(jìn)技術(shù)。④微量潤滑,低溫微量潤滑MQL。⑤液氮冷卻技術(shù)。⑥節(jié)能型設(shè)備。

德國全面停止核電，計(jì)劃到2050年全面采用可再生能源，這不僅對(duì)能源領(lǐng)域提出了挑戰(zhàn)，也對(duì)機(jī)床制造行業(yè)提出了節(jié)能型設(shè)備的要求。

附：全球最強(qiáng)悍的十大數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)

1、日本FANUC數(shù)控系統(tǒng)

發(fā)那科(FANUC)在數(shù)控系統(tǒng)科研、設(shè)計(jì)、制造、銷售等方面實(shí)力強(qiáng)大。

高可靠性的PowerMate0系列用于控制2軸的小型車床，取代步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的伺服系統(tǒng);可配畫面清晰、操作方便、中文顯示的CRT/MDI，也可配性能/價(jià)格比高的DPL/MDI。

普及型CNC0-D系列0-TD用于車床，0-MD用于銑床及小型加工中心，0-GCD用于圓柱磨床，0-GSD用于平面磨床，0-PD用于沖床。

全功能型的0-C系列0-TC用于通用車床、自動(dòng)車床，0-MC用于銑床、鉆床、加工中心，0-GCC用于內(nèi)、外圓磨床，0-GSC用于平面磨床，0-TTC用于雙刀架4軸車床。

高性能/價(jià)格比的0i系列整體軟件功能包，高速、高精度加工，并具有網(wǎng)絡(luò)功能。0i-MB/MA用于加工中心和銑床，4軸4聯(lián)動(dòng);0i-TB/TA用于車床，4軸2聯(lián)動(dòng);0i-mateMA用于銑床，3軸3聯(lián)動(dòng);0i-mateTA用于車床，2軸2聯(lián)動(dòng)。

具有網(wǎng)絡(luò)功能的超小型、超薄型CNC16i/18i/21i系列控制單元與LCD集成于一體，具有網(wǎng)絡(luò)功能，超高速串行數(shù)據(jù)通訊。其中FSl6i-MB的插補(bǔ)、位置檢測和伺服控制以納米為單位。16i最大可控8軸，6軸聯(lián)動(dòng);18i最大可控6軸，4軸聯(lián)動(dòng);21i最大可控4軸，4軸聯(lián)動(dòng)。

除此之外，還有實(shí)現(xiàn)機(jī)床個(gè)性化的CNCl6/18/160/180系列。

2、德國西門子數(shù)控系統(tǒng)

SIEMENS公司的數(shù)控裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)性好，在一種標(biāo)準(zhǔn)硬件上，配置多種軟件，使它具有多種工藝類型，滿足各種機(jī)床的需要，并成為系列產(chǎn)品。采用SIMATICS系列可編程控制器或集成式可編程控制器，用SYEP編程語言，具有豐富的人機(jī)對(duì)話功能，具有多種語言的顯示。

SIEMENS公司CNC裝置主要有SINUMERIK3/8/810/820/850/880/805/802/840系列。

3、日本三菱數(shù)控系統(tǒng)

工業(yè)中常用的三菱數(shù)控系統(tǒng)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系列屬于高端產(chǎn)品，完全納米控制系統(tǒng)，高精度高品位加工，支持5軸聯(lián)動(dòng)，可加工復(fù)雜表面形狀的工件。

4、德國海德漢數(shù)控系統(tǒng)

Heidenhain的iTNC530控制系統(tǒng)是適合銑床、加工中心或需要優(yōu)化刀具軌跡控制之加工過程的通用性控制系統(tǒng)，屬于高端數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理時(shí)間比以前的TNC系列產(chǎn)品快8倍，所配備的“快速以太網(wǎng)”通訊接口能以100Mbit/s的速率傳輸程序數(shù)據(jù)，比以前快了10倍，新型程序編輯器具有大型程序編輯能力，可以快速插入和編輯信息程序段。

5、德國力士樂數(shù)控系統(tǒng)

力士樂(BoschRexroth)是原博世自動(dòng)化技術(shù)部與原力士樂公司于2001年合并組成，屬博世集團(tuán)全資擁有。博世力士樂是世界知名的傳動(dòng)與制控公司，在工業(yè)液壓、電子動(dòng)與控制、線性傳動(dòng)與組裝技術(shù)、氣動(dòng)、液壓傳動(dòng)服務(wù)以至行走機(jī)械液壓方面居世界領(lǐng)先地位。公司注冊(cè)總部位于德國斯圖加特，而營運(yùn)總部及董事局總辦事處則設(shè)于德國洛爾。

6、法國NUM數(shù)控系統(tǒng)

NUM公司是法國著名的一家國際性公司，專門從事CNC數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和研究，是施耐德電氣的子公司，歐洲主流數(shù)控系統(tǒng)供貨商。主要產(chǎn)品有：NUM1020/1040、NUM1020M、NUM1020T、NUM1040M、NUM1040T、NUM1060、NUM1050、NUM驅(qū)動(dòng)及電機(jī)。

7、西班牙FAGOR數(shù)控系統(tǒng)

發(fā)格自動(dòng)化(FAGORAUTOMATION)是世界著名的數(shù)控系統(tǒng)(CNC)、數(shù)顯表(DRO)和光柵測量系統(tǒng)的專業(yè)制造商，隸屬于西班牙蒙德拉貢集團(tuán)公司，成立于1972年。發(fā)格側(cè)重于在機(jī)床自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展，其產(chǎn)品涵蓋了數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)/電機(jī)/主軸系統(tǒng)、光柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器及高分辨率高精度角度編碼器、數(shù)顯表等產(chǎn)品。

8、日本MAZAK數(shù)控系統(tǒng)

山崎馬扎克公司主要生產(chǎn)CNC車床、復(fù)合車銑加工中心、立式加工中心、臥式加工中心、CNC激光系統(tǒng)、FMS柔性生產(chǎn)系統(tǒng)、CAD/CAM系統(tǒng)、CNC裝置和生產(chǎn)支持軟件等。

MazatrolFusion640數(shù)控系統(tǒng)在世界上首次使用了CNC和PC融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化功能。數(shù)控系統(tǒng)直接接入因特網(wǎng)，即可接受到小巨人機(jī)床有限公司提供的24小時(shí)網(wǎng)上在線維修服務(wù)。

9、華中數(shù)控

華中數(shù)控具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控裝置形成了高、中、低三個(gè)檔次的系列產(chǎn)品，研制了華中8型系列高檔數(shù)控系統(tǒng)新產(chǎn)品，已有數(shù)十臺(tái)套與列入國家重大專項(xiàng)的高檔數(shù)控機(jī)床配套應(yīng)用;具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的伺服驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)裝置性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

HNC-848數(shù)控裝置品是全數(shù)字總線式高檔數(shù)控裝置，瞄準(zhǔn)國外高檔數(shù)控系統(tǒng)，采用雙CPU模塊的上下位機(jī)結(jié)構(gòu)，模塊化、開放式體系結(jié)構(gòu)，基于具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的NCUC工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)。具有多通道控制技術(shù)、五軸加工、高速高精度、車銑復(fù)合、同步控制等高檔數(shù)控系統(tǒng)的功能，采用15”液晶顯示屏。主要應(yīng)用于高速、高精、多軸、多通道的立式、臥式加工中心，車銑復(fù)合，5軸龍門機(jī)床等。

10、廣州數(shù)控

廣州數(shù)控是廣東省20家重點(diǎn)裝備制造企業(yè)之一，國家863重點(diǎn)項(xiàng)目《中檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化支撐技術(shù)》承擔(dān)企業(yè)。主營業(yè)務(wù)有：數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、伺服電機(jī)研發(fā)生產(chǎn)，數(shù)控機(jī)床連鎖營銷、機(jī)床數(shù)控化工程，工業(yè)機(jī)器人、精密數(shù)控注塑機(jī)研制等。

廣州數(shù)控?fù)碛熊嚧矓?shù)控系統(tǒng)、鉆、銑床數(shù)控系統(tǒng)、加工中心數(shù)控系統(tǒng)、磨床數(shù)控系統(tǒng)等多領(lǐng)域的數(shù)控系統(tǒng)。其中，GSK27系統(tǒng)采用多處理器實(shí)現(xiàn)nm級(jí)控制;人性化人機(jī)交互界面，菜單可配置，根據(jù)人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，更符合操作人員的加工習(xí)慣;采用開放式軟件平臺(tái)，可以輕松與第三方軟件連接;高性能硬件支持最大8通道，64軸控制。

此外，沈陽機(jī)床i5數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)耗時(shí)5年，耗資11.5億，成功攻克CNC運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)字總線技術(shù)等運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的核心底層技術(shù)，徹底突破和掌握了運(yùn)動(dòng)控制底層技術(shù)，于2012年推出世界上首臺(tái)具有網(wǎng)絡(luò)智能功能的i5數(shù)控系統(tǒng)。

i5是指Indus-try、Information、Internet、Integrate、Intelligent，即工業(yè)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化的有效集成。該系統(tǒng)誤差補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)先、控制精度達(dá)到納米級(jí)、產(chǎn)品精度在不用光柵尺測量的情況下達(dá)到3μm。其最大特點(diǎn)在于它能夠即時(shí)響應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)，是傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)不能互通互聯(lián)的終結(jié)者，這為智能化工廠做好了技術(shù)鋪墊。