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绿色机床:数控机床发展的新趋势



数控机床已经存在了半个多世纪,并且已经经历了数字控制,直接数字控制和当今制造业中常用的计算机数字控制。展望未来,发展趋势是什么?

CNC技术的基础是加工设备的可编程自动化。机床可根据设定的程序自动运行,使操作人员和加工设备在时间和空间上分离,使机床和加工系统具有一定的智能和自主性。基本轨迹是信息的交互,处理和整合。可以预见,在未来3到5年内,各国的机床制造商和研发机构将在以下领域争夺制高点:

1.虚拟机床。通过机电一体化,硬件和软件集成仿真技术的发展,可以提高机床的设计水平和性能。

2.绿色机床。重视节能减排,努力减少生产系统的环境负荷。

3.智能机床提高了生产系统的可靠性,加工精度和综合性能。

4.e-machine工具提高了生产系统的独立自主性以及与用户和管理者交互的能力,使得机床不仅是处理设备,而且是企业管理网络中的节点。

其中:绿色机床将成为研究热点。所谓的绿色机床是一种将坯料转换成零件的工作机器。它不仅消耗能源,而且在使用过程中产生固体,液体和气体废物,对工作环境和自然环境造成直接或间接污染。

笔者认为,绿色机床应具备以下特点:一是机床的主要部件均采用再生材料制成。其次,机床的重量和体积减少了50%以上。第三,通过降低移动质量和降低功耗,将功耗降低30%至40%。第四,将使用过程中产生的废物量减少50%至60%,以确保基本无污染的工作环境。 5.报废后,机床的材料可以100%回收。

据统计,机床使用过程中切割金属的功率仅占25%左右,各种损失和辅助功能占绝大多数。机床绿化的第一个措施是通过显着减少机器重量和减少所需的驱动功率来构建生态高效的机床。绿色机床提供了一个新概念:显着减轻机器重量并节省材料;同时降低机器的能耗。传统的机床设计理念是“只有足够的刚度才能确保加工精度,增加刚度必须增加机床的重量”。因此,现有机器的80%的重量用于“保证”机器的刚性,而只有20%用于满足机器的运动学。

绿色机床在保证机床刚性的前提下,大大减轻了机床运动部件的重量,达到了节省材料和节能的目的。有三种方法可以实现这一目标:通过结构优化或新结构实现减重;通过使用新材料或复合材料来减轻重量;并通过使用自适应补偿技术提高机床的精度。