高速 智能 人性化的加工中心

近年來，由于用戶對(duì)加工高效率的需求，盡可能用高速加工代替電加工，是加快模具開發(fā)速度、提高模具加工質(zhì)量的必然趨勢。加工中心是目前金屬切削機(jī)床中發(fā)展最快的品種，其技術(shù)的創(chuàng)新亦同我國模具產(chǎn)業(yè)對(duì)加工中心的需求量增長一樣非常之大。

高速的定義在不斷刷新

    高速切削技術(shù)是本世紀(jì)的重大發(fā)展趨勢之一，對(duì)于模具制造更是如此。本次展覽展出的加工中心主軸轉(zhuǎn)速普遍都在20 000r/min以上。正如我們所知道的，高速切削的材料切除量大，加工時(shí)間短，優(yōu)點(diǎn)還有不易形成毛刺，后續(xù)加工需要的時(shí)間短甚至完全不需要。而且，由于切削力和刀具受力小，高速切削可滿足更高尺寸精度和形狀要求以及更高表面質(zhì)量要求。但是，除非機(jī)床結(jié)構(gòu)能完全適應(yīng)高速切削加工要求，否則所有這些特點(diǎn)都只能是理論的。越來越多的人意識(shí)到，簡單地使用高轉(zhuǎn)速主軸根本不可能滿足生產(chǎn)領(lǐng)域所需的高速切削要求。

    德馬吉最新推出的HSC linear系列機(jī)床代表著高速切削技術(shù)的全新時(shí)代。據(jù)介紹，這個(gè)全新的系列產(chǎn)品滿足了全方位要求，超堅(jiān)固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)成超高速運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，高頻高轉(zhuǎn)速HSK主軸為標(biāo)準(zhǔn)配置，全部直線軸和旋轉(zhuǎn)軸全部采用直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)以確保更高動(dòng)態(tài)性能和更高精度，還配備具有易用3D功能的高性能CNC數(shù)控系統(tǒng) 。

德馬吉的新產(chǎn)品在速度，智能性以及外觀和操作性上都得到加強(qiáng)

以備受矚目的HSC 55 linear為例，它采用龍門結(jié)構(gòu)具有超高剛性，熱對(duì)稱平衡結(jié)構(gòu)，標(biāo)配28 000r/min高速主軸，所有軸全部采用直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，加速度達(dá)2 g。加工區(qū)的合理安排和主軸的高轉(zhuǎn)速使HSC 55 linear加工中心不僅能高速加工高硬鋼材還能高速加工石墨材料。

    相比市場上的其它高速切削機(jī)床，選擇28 000r/min主軸作為標(biāo)配，德馬吉這個(gè)新主軸的剛性更高。它不僅能降低加工中的振動(dòng)，提高表面質(zhì)量，延長刀具使用壽命。據(jù)介紹，該機(jī)床也可以配18 000r/min電主軸，還可用相同的價(jià)格選配42 000r/min甚至60000 rpm兩種轉(zhuǎn)速的主軸。

    接下來再看MAZAK的VARIAXIS Ⅱ系列5軸聯(lián)動(dòng)加工中心，據(jù)介紹，即使是對(duì)于復(fù)雜形狀工件的加工，也只需要在高剛性傾斜式工作臺(tái)上一次裝夾后就可以完成所有的加工，而且加工面相互位置的精度很高，在后工序階段不用進(jìn)行修正就可以實(shí)施裝配作業(yè)也是該多面加工機(jī)床的特征。另外，通過5軸聯(lián)運(yùn)功能還可以進(jìn)行葉輪等多維曲面工件的加工，具備了應(yīng)對(duì)所加工類型的能力。除此之外，該機(jī)床還具備了諸如雙交換工作臺(tái)、單層和兩層模塊化多托盤系統(tǒng)等選項(xiàng)，這些自動(dòng)化功能的加強(qiáng)對(duì)提高整體加工速度具有很大的推動(dòng)。

Mazak將IT與制造技術(shù)完美結(jié)合

     森精機(jī)此次展出的N系列令人印象深刻。被譽(yù)為業(yè)內(nèi)最齊全、產(chǎn)品系列最豐富的森精機(jī)產(chǎn)品群中，N系列是主要產(chǎn)品。通過在主機(jī)上應(yīng)用體現(xiàn)當(dāng)今最尖端技術(shù)的DCG（重心驅(qū)動(dòng)）DDM（直接驅(qū)動(dòng)式馬達(dá)）BMT（內(nèi)置馬達(dá)的轉(zhuǎn)臺(tái)）ORC（八角滑枕結(jié)構(gòu)）等森精機(jī)原創(chuàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了更高的速度和精度。據(jù)介紹，NH系列具有世界最高速度。

    據(jù)該公司介紹，為了將驅(qū)動(dòng)力傳送到軸，以前都要通過蝸輪，影響了驅(qū)動(dòng)速度，精度。DDMTM可以不通過蝸輪而直接轉(zhuǎn)送驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了以往沒有的高效率驅(qū)動(dòng)。

    由于DCG重心驅(qū)動(dòng)加工機(jī)帶有振動(dòng)控制，在加速剛開始時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)比較小，在開始時(shí)就可以以最大力加速。而非重心驅(qū)動(dòng)機(jī)械，剛開始加速就會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，只能慢慢加力。還有，NH系列采用Box in Box構(gòu)造，可以很好地在保持移動(dòng)物體重心平衡的情況下導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)。同時(shí)提高了伺服馬達(dá)的快速反應(yīng)性能，實(shí)現(xiàn)從未有過的高速度、高加速度。

    最新展出的MIKRON XSM 600U 高速銑削加工中心同樣在追求創(chuàng)造高速加工的新標(biāo)準(zhǔn)。XSM 600 是在HSM/XSM成功應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)最高精度和最佳表面質(zhì)量的基礎(chǔ)上推出的創(chuàng)新產(chǎn)品。GF阿奇夏米爾設(shè)計(jì)的這款新機(jī)型，結(jié)合了HSM 3、4、5軸高速銑削加工的最優(yōu)特點(diǎn)，因此，無處不體現(xiàn)著作為瑞士制造商長年以來的淳厚技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn)，主要用于模具和工具，以及高附加值零件的生產(chǎn)。采用了直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的MIKRON XSM系列智能型超高速銑削加工中心和MIKRON XSM U智能型5軸聯(lián)動(dòng)超高速銑削加工中心則為超高速加工領(lǐng)域書寫了新的標(biāo)準(zhǔn)。

    新的MIKRON XSM 系統(tǒng)又一次挑戰(zhàn)了加工技術(shù)極限，直線軸及旋轉(zhuǎn)軸都采用了直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，使動(dòng)態(tài)性能及加工精度同時(shí)得到完美表現(xiàn)。所有的軸的動(dòng)態(tài)性能都能達(dá)到驚人的參數(shù)值（80n/min, 2.5g），確保刀具能處于十分有利的工況。

森精機(jī)NH系列集成了其多項(xiàng)先進(jìn)原創(chuàng)技術(shù)，該公司稱具有世界最高速度

代表未來的智能化的機(jī)床

    通過裝載智能化功能，使機(jī)床本身可以不依賴，甚至替代操作員的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)或感受來進(jìn)行加工，由此減輕操作員的負(fù)擔(dān)。這是機(jī)床發(fā)展的重要方向，也是目前機(jī)床創(chuàng)新的熱點(diǎn)所在。

    依然以德馬吉HSC 55 linear舉例，其數(shù)控系統(tǒng)為新型DMG ERGOline Control和海德漢iTNC 530，代表著德馬吉公司在5軸機(jī)床領(lǐng)域20多年的技術(shù)領(lǐng)先實(shí)力。例如“碰撞監(jiān)測”功能可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測碰撞，因此能最有效利用加工區(qū)域空間。“3D quickSET”功能可以快速檢查和修正加工區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)特性和用旋鈕精確比較，“ATC”功能允許用簡單的按鈕設(shè)置自動(dòng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)性能，從而縮短加工時(shí)間及提高和改善相關(guān)質(zhì)量。“ACC”自動(dòng)加速度控制功能使機(jī)床參數(shù)可以自動(dòng)適應(yīng)工件重量。因此可以高速銑削重量輕的工件，用低速度銑削重量大的工件。

MAZAK所展出的機(jī)床都強(qiáng)調(diào)如下四個(gè)特性，來突出其在智能化方面的進(jìn)展。

（1）振動(dòng)防止控制功能。動(dòng)態(tài)振動(dòng)控制，可以大幅度地抑制由于高速軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的振動(dòng)影響，由于在整個(gè)進(jìn)給速度領(lǐng)域中獲得了高精度定位，從而可以在加工時(shí)獲得高速的進(jìn)給速度，縮短加工時(shí)間。同時(shí)，由于降低了加工過程中的刀尖振動(dòng)，從而防止刀尖異常磨損，可以不用考慮加工面、形狀精度或者刀具壽命，安心地進(jìn)行高速加工。

（2）智能化熱屏蔽進(jìn)行溫度控制。通過使用新型熱位移量推測系統(tǒng)，對(duì)伴隨主軸轉(zhuǎn)動(dòng)、停止等運(yùn)動(dòng)類型所出現(xiàn)的急劇的主軸伸縮進(jìn)行了高精度的補(bǔ)償。通過這個(gè)高精度的熱位補(bǔ)償，以及采用抑制在機(jī)床周邊氣溫變化時(shí)機(jī)床發(fā)生失真的熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)，從而能夠獲得長期穩(wěn)定的加工精度。

（3）防碰撞控制。在進(jìn)行刀具設(shè)定時(shí)，通過手動(dòng)方式進(jìn)行軸移動(dòng)操作時(shí)，NC畫面上的3D模型將與機(jī)床同步移動(dòng)進(jìn)行機(jī)床干涉檢查，如果3D模型發(fā)生沖突，機(jī)床立即停止移動(dòng)。

（4）語音導(dǎo)航功能。MAZATROL用語音通知在刀具準(zhǔn)備時(shí)的操作內(nèi)容或安全確認(rèn)等事項(xiàng)，在防止錯(cuò)誤發(fā)生方面可以發(fā)揮較大的作用。

    MAZAK機(jī)床的智能性還體現(xiàn)在Done-in-one理念的貫徹。MAZAK在2005-2006年度獲得日本“GOOD DESIGN AWARD”，憑借的就是Done-in-one的理念，而這之前的獎(jiǎng)項(xiàng)均是頒發(fā)給某項(xiàng)產(chǎn)品或技術(shù)。展示的INTEGREXE-H Ⅱ系列適合多品種、少數(shù)量生產(chǎn)領(lǐng)域，雖然是以車床作為基礎(chǔ)裝備，但是卻具有與加工中心同等的加工主軸。作為與CNC車床和加工中心合為一體的超級(jí)多任務(wù)加工機(jī)床，實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛機(jī)或造船等大口徑長型工件實(shí)施一次性裝卡-Done-in-one。對(duì)長型零部件加工時(shí)間實(shí)現(xiàn)了劃時(shí)代般的縮短。

    比INTEGREXE系列更上一個(gè)平臺(tái)的是帶有e-Tower支援作業(yè)人員和生產(chǎn)管理信息塔的e系列。通過e-Tower，可以掌握加工程序、警告通知、維護(hù)方法的說明、生產(chǎn)日程管理、生產(chǎn)狀況報(bào)告等工廠運(yùn)行狀況。它更充分地體現(xiàn)了MAZAK機(jī)床將IT技術(shù)與制造技術(shù)完美融合的特性。

GF阿奇夏米爾不斷書寫超高速加工新標(biāo)準(zhǔn)

最新的設(shè)計(jì)更加以人為本

    對(duì)于操作人員的使用習(xí)慣、健康安全甚至工作愉快心情的考慮被提升到歷史最高程度�？v觀展出的機(jī)床，既有共性也有不同特色。

    德馬吉的“新造型設(shè)計(jì)”在EMO2007便全新亮相了，該公司介紹說，新造型設(shè)計(jì)能夠提供最大的功能性和人體功能學(xué)，目的是為了突出其品牌的獨(dú)特性和不可混淆性。我們?cè)谡褂[現(xiàn)場可以看到。所有的機(jī)床都使用統(tǒng)一的品牌設(shè)計(jì)和塑造標(biāo)準(zhǔn)，其中包括高質(zhì)的奶白色和部分高亮度黑色的表面涂層，還包括DMG LIGHTline，從側(cè)門領(lǐng)域縱向鋪滿整個(gè)機(jī)床，而傳統(tǒng)的信號(hào)燈被不同顏色的運(yùn)行狀態(tài)燈所取代，運(yùn)行的過程被更好地視覺化。

    客戶的需求是設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。DMG公司“新造型設(shè)計(jì)”這一代機(jī)床引人注目的地方還在于極高的透明度。全套設(shè)備有40%使用了安全玻璃。當(dāng)其他的機(jī)床制造商用更多金屬片在視覺上阻擋工藝流程透明化時(shí)，德馬吉機(jī)床可讓用戶直接親眼見到切削過程 ，增加操作的認(rèn)同感，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

    另一個(gè)亮點(diǎn)無疑是新的DMG ERGOline 19"控制面板，可以根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的不同安置在控制臺(tái)的左邊或者右邊的懸臂上。它還具備一套橫移裝置，顯示器和操作界面都可以調(diào)節(jié)，滿足操作人員的最佳人體工程學(xué)的個(gè)人需求�？蛇x擇的還包括操作者座位調(diào)節(jié)或者同樣是可選項(xiàng)的可調(diào)節(jié)鼠標(biāo)和繪圖板。憑借著DMG SOFTkeys ，DMG公司在操作舒適度上走出了一條新路。德馬吉已經(jīng)用智能的獨(dú)特的DMG SMARTkey系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)意義上的鑰匙箱。DMG SMARTkey 的外形與一個(gè)高級(jí)的MP3播放器相類似，提供不同的運(yùn)行模式選擇。該公司向我們演示了操作者個(gè)人授權(quán)以及所有的授權(quán)等級(jí)以及對(duì)運(yùn)行操控的個(gè)人控制兩個(gè)簡單的例子。

    讓我們?cè)賮砜纯碝AZAK的第6代CNC裝置MAZATROL MATRIX，它是在具有20年以上歷史的MAZATROL基礎(chǔ)上開發(fā)出的最新款式，其研發(fā)花費(fèi)了大約5年時(shí)間，是針對(duì)近年來更為進(jìn)化的復(fù)合加工而開發(fā)出來的CNC裝置。15"彩色液晶顯示器，與PC用鍵盤同樣按鍵排列的QWERTY鍵盤，在輸入數(shù)據(jù)時(shí)具以與PC同樣的感覺。這對(duì)于熟悉個(gè)人電腦操作的人來說，在使用MAZATROL時(shí)就會(huì)有一種駕輕就熟的感覺。還有鼠標(biāo)，在進(jìn)行虛擬機(jī)床操作時(shí)，通過這個(gè)鼠標(biāo)可以方便地移動(dòng)視點(diǎn)，簡單地檢查程序，確認(rèn)機(jī)床狀態(tài)等。標(biāo)準(zhǔn)裝備的USB接口，可以方便地將在辦公室編制的加工程序復(fù)制到CNC裝置上。

    MIKRON XSM 600U 高速銑削加工中心沿襲了“MIKRON系統(tǒng)“的技術(shù)發(fā)展，新的XSM采用了模塊化的方式以及緊湊型工作區(qū)域的設(shè)計(jì)，包括床身、刀具及托盤自動(dòng)化單元，以及液體及排屑管理裝置。在以前的設(shè)計(jì)中，通過機(jī)床可看到或接觸加工過程。而整個(gè)新的系統(tǒng)則更為流暢，更符合人類環(huán)境學(xué)概念，充分體現(xiàn)了尖端技術(shù)的價(jià)值。