2010年數控機床產業發展方向

中國產業信息網訊：

          內容提示：高速、高精、五軸聯動、復合型機床是未來機床發展的主方向，機床功能部件必然圍繞這一主題進行發展，這樣才能滿足機床制造廠家的需求。相信在各方面重視和努力下，數控機床的先進功能部件的研發和生產將以更堅實的步伐向振興我國機床產業的目標邁進。

          數控機床發展的水平高低，其數控機床功能部件起到了極其重要的作用。數控機床功能部件涵蓋了眾多方面，包括數控系統、刀庫、數控刀架和轉臺、五軸聯動擺頭，主軸、電主軸、滾珠絲杠副和滾動導軌副、高速防護等。近幾年來我國數控機床功能部件的發展取得了極大的進步，功能部件的發展和其專業化生產為機床制造廠提供功能完善、品質優良、運行可靠、結構標準化且性價比合適的選件，縮短機床新產品開發和制造周期，為數控機床的發展奠定了堅實的基礎。

          1、五軸聯動功能部件

          2009-2012年中國數控機床行業市場研究及投資趨勢展望報告

          五軸聯動機床是機床發展的主要趨勢，作為五軸聯動機床關鍵功能部件的擺角頭在本屆展會上有多家展出，其中北京第一機床廠展出的“帶方滑枕的B／C機械式擺角頭”其主要參數如下：C軸最大進給速度(快速)3600。／min，C軸最大輸出扭矩7500Nm，B軸最大進給速度(快速)21600／min，B軸最大輸出扭矩7500Nm，擺角頭主軸最高轉速3000r／min，擺角頭主軸最大輸出功率40kW。

          大連光洋集團的直驅式雙擺銑頭，該銑頭是采用直接驅動技術的雙擺銑頭，內置特殊開發的大扭矩直驅電機一力矩電機，可提供更高的動態性能。區別于傳統的齒輪傳動或蝸輪蝸桿傳動方式，雙擺銑頭沒有任何機械傳動部件，因此具有良好的精度保持性。基于簡單而對稱的結構設計，所有部件、電機、軸承、主軸完美地結合在一起，可獲得更高的穩定性和系統剛性。采用彈性變形液壓夾緊裝置，使得旋轉軸可以在任何加工位置液壓夾緊，可應用在重型切削和高速切削中。采用先進的靜態密封和旋轉密封技術，水、油、氣路完全集中在部件內部，不受旋轉運動的限制。閉環的高精度編碼器及總線式高精度驅動控制器，最大限度的保證其控制精度和可靠性。其主要參數為：額定扭矩：A軸500Nm～1200Nm、C軸1500Nm；定位精度：5”，l0”；擺角范圍：A軸士ll0°、C軸士360°；主軸額定轉速：l000rpm～2000rpm；主軸最高轉速：6000rpm～20000rpm。

          2、滾珠絲杠與線性導軌

          滾珠絲杠、線性導軌作為數控機床最常見的功能部件，經過多年的發展，國產技術已日漸成熟，并且己接近或達到國際先進水平。滾珠絲杠、線性導軌作為機床的傳動部件其性能的優劣很大程度上決定了數控機床的精度和精度保持性，因此絲杠、線性導軌制造水平的高低也影響了整個機床制造業的發展水平。隨著數控機床發展水平的提高，對滾珠絲杠、線性導軌等機床功能部件提出了更高的要求，高速、高精、重載成為滾珠絲杠和線性導軌的發展方向。從本屆展會也可以看到這種趨勢。

          據了解，南京工藝裝備廠生產的塊式高速精密滾珠絲杠副速度可達36～60m／min，DN值可達150000。THK公司展出的產品為高速重載滾珠絲桿SBKH系列，直徑63mm～120mm，最大負荷406kN，線性導軌為SRG-L系列，采用8列滾珠，上下各4列，減小了滾珠直徑，加大了滑塊長度，從而獲得了更高的剛性和移動平穩性。

          3、機床的防護

          機床防護罩是用來保護機床的．他可以保護機床的表面和內部的精密部件如絲杠，光柵等不受外界的腐蝕和破壞。隨著機械設備的不斷完善，防護系統的要求也相應提高，特別是伺服電機的使用使加工機械的速度越來越高，對防護的速度要求也愈來愈高。南通科技生產的VHl00高速立式加工中心Y軸快速移動速度高達120m／min，原來常規的防護措施已不能滿足需要，因此采用了新穎的鋼帶全封閉式防護，取得了很好的效果。高速、可靠是今后機床防護發展的趨勢。

          4、直線電機 
          機床上傳統的“旋轉電機+滾珠絲杠”進給傳統方式由于受自身結構的限制，在進給速度，加速度，快速定位精度等方面很難有突破性的提高，無法滿足高速切削和超精密加工對機床提出的更高要求。直線電機將電能直接轉化成直線運動的機械能，而且不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。具有啟動推力大，傳動剛度高，定位精度高，動態響應快，行程長度不受限制等優點。

          由于系統中取消了一些響應時間常數較大的機械傳動件(如絲杠等)，使整個閉環控制系統響應性能大大提高，反應異常靈敏。直線驅動電機取消了由于絲杠等機械機構產生的間隙和誤差，減少了插補運動時因傳動系統滯后帶來的跟蹤誤差。由于無中間傳動環節，降低了運動噪音。消除了機械摩擦時的能量損耗，極大地提高了傳動效率。

          大連光洋科技有限公司生產的直線電機其額定推力500～12000N，最高速度高達240rn／min．，該電機具有極高的精度，并且帶有高效冷卻系統及溫度控制保護，安裝簡單方便，為廣大機床廠家提供了優良的功能部件。用直線電機取代“旋轉電機+滾珠絲杠”的傳動方式必將成為機床發展的一種趨勢。

          5、新型功能部件

          據有關報道，我國現階段數控機床功能部件品種有1500余種之多，隨著機床制造業的發展對機床功能部件的要求愈來愈高，功能的要求也越發的完善，因此新型功能部件層出不窮。

          無錫協清機械公司生產的XQ-自動平衡系統就是一種新型功能部件，廣泛應用于立式、臥式加工中心，立式車床，立式磨床，龍門機床等多種產品。該系統是利用蓄能器原理，控制平衡缸配合主軸頭之伺服電機上升下降，平衡主軸頭之重量，以達到高速度、高精度加工。它替代了傳統的液壓配重和配重鐵形式，無需外動力設備，節省能源，屬于國家大力提倡的節能降耗產品。適應高轉速時快速平穩提升或下降，運行無噪音，改善配重及油壓系統之缺點。在加工過程中可使精度和光潔度大幅提升，減除微振動，并延長絲杠和電機使用壽命。該系統平衡重量最大為5500k9，最大容積為80L，安裝簡單，操作方便，可提高工作實效。

          6、總結

          高速、高精、五軸聯動、復合型機床是未來機床發展的主方向，機床功能部件必然圍繞這一主題進行發展，這樣才能滿足機床制造廠家的需求。相信在各方面重視和努力下，數控機床的先進功能部件的研發和生產將以更堅實的步伐向振興我國機床產業的目標邁進。