隨著數(shù)控機床的高速發(fā)展，功能部件也向著數(shù)控化的方向邁進。CIMT2007的盛會，凸顯了功能部件數(shù)控化的強勁趨勢。與傳統(tǒng)機床的功能部件相較，數(shù)控功能部件的各功能部件間的聯(lián)系不再單純地通過機構或機械來緊密地耦合，而是通過數(shù)控系統(tǒng)及程序指令來完成。并且，它們都具有不同程度的反饋控制的能力以保證動作的精確性。這些特點充分反映出機電一體化時代的特征，成為高性能的新型功能部件。 主軸智能化 電主軸是把電機轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)裝于主軸和主軸套筒上，用編碼器進行速度檢測并與伺服控制裝置構成電主軸單元，根據(jù)不同應用場合還有在主軸上能對刀具或工件自動夾持等功能。 電主軸的優(yōu)點在于：可以減少轉(zhuǎn)動慣量和增加傳動剛度。因此成為數(shù)控機床高速化所采用的一項主要措施。不過，隨著主軸轉(zhuǎn)速和進給速度的提高也會引發(fā)一些負面影響。比如：機床結(jié)構和測量系統(tǒng)產(chǎn)生熱變形、裝置控制的跟蹤誤差隨速度增加而增大等。 為了解決電主軸存在的這些問題，智能主軸成為一種新的發(fā)展趨勢。在CIMT2007展會期間，日本山崎馬扎克推出了一種“智能主軸”?！爸悄苤鬏S”是在主軸上裝上溫度、振動、位移和距離等多種傳感器，傳感器信號由NC裝置進行不間斷監(jiān)控。因此，在溫度升高、振動加劇、夾具壽命即將到期時可起到預防保護作用；在發(fā)生異常振動或夾具有錯誤時，能夠立刻關機，確保安全；對于熱位移，可通過修正，進行高精度加工。 據(jù)悉，這種“智能主軸”將來還會有更先進的智能化功能：主軸振動一旦增大，就會自動降低轉(zhuǎn)速，改變加工條件。反過來，如果在溫度和振動方面還有余地，就會加大轉(zhuǎn)速，提高加工效率。 伺服驅(qū)動器和電機經(jīng)濟化 在電控方面，市場上普通的電機和驅(qū)動器已經(jīng)逐漸難以滿足數(shù)控系統(tǒng)的要求。數(shù)控機床主軸驅(qū)動的調(diào)速范圍的擴大，也加大了對主軸恒功率的要求。改變電機性能正逐漸成為實現(xiàn)要求的方法之一。 上海富田電機制造有限公司在CIMT2007展示的變頻電機就是一種通過改變頻率以達到改變電機性能的一種應用在數(shù)控機床上的產(chǎn)品。這種變頻電機產(chǎn)品已改變了過去國際廠商一統(tǒng)天下的局面，不少國內(nèi)廠商的產(chǎn)品都在機床行業(yè)得到了應用。 展會上的博世力士樂則充分展示了數(shù)控系統(tǒng)MTX、IndraDrive系列伺服驅(qū)動器和伺服電機，充分倡導了從底層的伺服驅(qū)動到上層運動控制的自動化之屋概念。 [ALIGN=CENTER] 圖二：旋轉(zhuǎn)編碼器[/ALIGN] 分布式數(shù)控系統(tǒng)MTX是自動化產(chǎn)品之家的核心部分。作為先進的全開放式數(shù)控系統(tǒng)，它最多可控制64根軸、12個獨立的CNC通道，可滿足金屬切削和金屬成型加工設備的所有要求。此外，伺服驅(qū)動器和電機IndraDrive支持各類現(xiàn)場總線，具有針對各個應用的100多個功能模塊，并幾乎兼容所有的電機和編碼器類型。 從展會上也了解到，由于數(shù)控機床高速、高精度加工的趨勢明顯，對驅(qū)動器和電機的需求也迅速增多，但隨著國內(nèi)行業(yè)技術水平的提高，使得這兩種產(chǎn)品的價格也有所下降。經(jīng)濟型產(chǎn)品已成為市場上的寵兒。 編碼器通信化 編碼器是各類機械最常用的檢測裝置之一，用編碼器作為信號檢測的方法，已經(jīng)在機床行業(yè)得到了廣泛的應用。在CIMT上，天津宜科電子、天津羅升等公司都展示了其與機床配套的編碼器產(chǎn)品。宜科公司的工程師介紹說，隨著數(shù)控機床的高速化，對編碼器的測速要求也隨之增高。尤其是數(shù)控機床高速運轉(zhuǎn)時對高精度、抗振動等方面的保證需要，也給編碼器提出了更精準測量的要求。 傳統(tǒng)的編碼器主要是通過PLC進行信號輸出。但隨著通信技術在工業(yè)中的應用愈來愈普及，更經(jīng)濟、功能強大的現(xiàn)場總線逐漸在金屬加工中嶄露頭角。編碼器的發(fā)展也逐步從與PLC控制相連轉(zhuǎn)向同現(xiàn)場總線控制相連接，這樣，不僅在信號通信傳輸上比較快速，也更有助于加速對加工中的故障進行排除。 由于在許多工業(yè)制造中，金屬加工大都是流水不停機作業(yè)，操作者對機床運行時各種數(shù)據(jù)的實時掌控要求也更高。這就要求編碼器與周邊產(chǎn)品相連更加密切，其中，很重要的一點就是要注意總線技術的發(fā)展，編碼器的產(chǎn)品接口、輸入輸出方式的改變、對不同協(xié)議現(xiàn)場總線的兼容性都是編碼器廠商要注意的地方。 滾珠絲杠高速、高精度、環(huán)保、小型化 CIMT2007展會期間，日本NSK公司展出了5大系列的滾珠絲杠副產(chǎn)品： BSS系列高速靜音滾珠絲杠。BSS系列高速靜音滾珠絲杠具有噪聲小的特點，比NSK的原有產(chǎn)品下降了6dB。該系列絲杠可以實現(xiàn)最大dN值為18萬的高速運轉(zhuǎn)，能實現(xiàn)急加速、急減速。其螺母外徑比NSK原有產(chǎn)品縮減了30%。該系列產(chǎn)品非常適用于有較高靜音要求的機床。 驅(qū)動用“TW系列”滾珠絲杠。隨著工作機械的大型化、高速度、高精度的發(fā)展趨勢，也對控制技術提出了相應的要求。使用2個滾珠絲杠的雙驅(qū)動方式可以實現(xiàn)工作臺的高剛度、高精度以及快速響應性。 小型鏇床用滾珠絲杠“BSL”系列。該系列產(chǎn)品包括軸徑尺寸為20～32mm、螺距尺寸為5～12mm的8種規(guī)格。由于采用了新循環(huán)方式、減少了轉(zhuǎn)矩的不均勻，因此滾珠循環(huán)非常順滑。通過采用隔離滾珠式樣的超大型滾珠施加預壓，實現(xiàn)了順滑的滾動。螺母外徑與原來采用管式循環(huán)相比，最大可縮小24％。通用化、標準化、交貨快、緊湊型設計是該系列的主要特點。 高速數(shù)控機床用新HMC系列滾珠絲杠。HMC系列是NSK公司于1997年推出的，由于采用了“空心強冷”技術，帶來了滾珠絲杠的革命?，F(xiàn)在，NSK公司又對HMC系列進行了改進，滾珠采用了新的循環(huán)方式，在原有高速的基礎上，實現(xiàn)了靜音、振動小的環(huán)保性。 注塑機的自動化用HTF系列滾珠絲杠。該產(chǎn)品采用具備多個滾珠循環(huán)路線的多條絲杠結(jié)構和大口徑滾珠，實現(xiàn)了高負載容量；速度是“HTF-SRC”系列高速·高負載滾珠絲杠的2倍以上，并可支持更高速的滾珠進給。此外，由于滾珠上升結(jié)構通過采用沿絲杠螺旋方向的后導向方式，使得滾珠的循環(huán)非常平滑，實現(xiàn)了低噪聲。 直線導軌高承載、滾動化 南京工藝裝備制造有限公司首次推出的GBZ滾柱重載直線導軌是CIMT2007展會期間國產(chǎn)機床功能部件的亮點。據(jù)了解，此種導軌單根可達4m，具有超重、低噪聲、高速、高精度、免維護、重負載能力、可靠密封等特點。此種產(chǎn)品的預加載荷種類有三種：p00.1C）、p10.05C）、p0.025C）。p00.1C）：適用于大剛度并有沖擊和振動的場合，常用于重型機床的主導軌等；p10.05C）：要求較高重復定位精度，承受側(cè)懸載荷和單根使用，時常用于精密定位機構和測量機構上；p0.025C）：有較小的振動和沖擊，兩根導軌并用時，要求運動輕便。 此外，按運動方式分，直線導軌分為滑動導軌和滾動導軌。通過觀察，多家直線導軌生產(chǎn)出的產(chǎn)品呈現(xiàn)導軌滾動化趨勢。在較高技術領域基本不使用滑動導軌，而采用滾動導軌。滾動導軌具有摩擦系數(shù)小、運動輕便靈活、運動所需功率小、摩擦發(fā)熱少、磨損小、精度保持性好、低速運動平穩(wěn)性好、移動精度和定位精度高、潤滑簡單、維護方便、高速運動時不會像滑動導軌那樣因動壓而浮起、成本低等特點。