高速 智能 人性化的加工中心

近年來，由于用戶對加工高效率的需求，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)動技術(shù)以確保更高動態(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，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)動加工中心，據(jù)介紹，即使是對于復(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、單層和兩層模塊化多托盤系統(tǒng)等選項(xiàng)，這些自動化功能的加強(qiáng)對提高整體加工速度具有很大的推動。

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）DDM（直接驅(qū)動式馬達(dá)）BMT（內(nèi)置馬達(dá)的轉(zhuǎn)臺）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)動力傳送到軸，以前都要通過蝸輪，影響了驅(qū)動速度，精度。DDMTM可以不通過蝸輪而直接轉(zhuǎn)送驅(qū)動力，實(shí)現(xiàn)了以往沒有的高效率驅(qū)動。

    由于DCG重心驅(qū)動加工機(jī)帶有振動控制，在加速剛開始時(shí)產(chǎn)生的振動比較小，在開始時(shí)就可以以最大力加速。而非重心驅(qū)動機(jī)械，剛開始加速就會產(chǎn)生劇烈振動，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物體重心平衡的情況下導(dǎo)向和驅(qū)動。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)動技術(shù)，使動態(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)置自動調(diào)整驅(qū)動性能，從而縮短加工時(shí)間及提高和改善相關(guān)質(zhì)量。“ACC”自動加速度控制功能使機(jī)床參數(shù)可以自動適應(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）振動防止控制功能。動態(tài)振動控制，可以大幅度地抑制由于高速軸進(jìn)給運(yùn)動而產(chǎn)生的振動影響，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，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)，對伴隨主軸轉(zhuǎn)動、停止等運(yùn)動類型所出現(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)，通過手動方式進(jìn)行軸移動操作時(shí)，NC畫面上的3D模型將與機(jī)床同步移動進(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。

（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多任務(wù)加工機(jī)床，實(shí)現(xiàn)了對飛機(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。我們在展覽現(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)等級以及對運(yùn)行操控的個(gè)人控制兩個(gè)簡單的例子。

    讓我們再來看看MAZAK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。這對于熟悉個(gè)人電腦操作的人來說，在使用MAZATROL時(shí)就會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。