机床发展的未来洞见

　　使用同一台机床完成铣削、车削、钻削等工序所带来的诸多益处意味着多任务机床正日益受到欢迎。无需在不同的机床之间转换，而能够在同一台机床上完成零件加工的好处显而易见。 这不仅增加了以准时制进行生产的可能性，同时也提高了加工的精确性。如今的一种新趋势是，主轴旋转时扭矩和功率越来越大；另一种趋势是控制系统变得更加强大，灵活性更高，并且能向几个方向移动。 还有一种趋势目前正出现在汽车制造业。传统小批量生产的连续自动式半自动生产线正被加工中心和特种机床所取代，这样做是为了获得更高的灵活性和更快的安装时间。 至于普通的机加工行业，一个类似的趋势是由多任务机床取代几台传统的CNC机床。 面对我们这个行业的现状，未来的机床将朝哪个方向发展？由谁来推动它的开发？ 《金属切削世界》就此问题请教了4个大型机床制造商 —— 德马吉、牧野、山崎马扎克和森精机。 首先是牧野公司的介绍。德国牧野公司业务部经理Uwe Speetzen说，“我们主要为高科技产业提供产品，是这个产业的需求推动了我们的产品开发。我们的业务主要侧重于汽车及航天航空业，以及农业机械和工业零部件等。它们的共同之处是对于高生产效率、质量和可靠性的需求。” 像德国汽车工业这样要求严格的客户对产品开发有着最大的影响。除了一种价格较为廉宜的型号之外，牧野并不生产低成本机器。 Speetzen说道，“甚至连进军东欧地区的企业也要求高质量产品。” 高质量精密机床已形成一个重要的专业领域。牧野是向空中客车集团提供生产铝结构零件的加工中心设备独家供货商之一。这就要求精密机床具备先进的主轴技术和运动控制能力，以提供高性能和高精确度的切削能力。 Speetzen说，“对运动控制有高要求的模具机床，市场需求量也很大。此外，我们正通过铣削和放电加工(EDM)解决方案，向微型加工应用的方向发展。我们提供自行开发的软件，并可整合各种不同的机器人系统。我们所关注的重点是高精确度。” 所有机床都是多功能的吗？ Speetzen毫不犹豫地回答道，“绝对是。” 英国山崎马扎克公司营销经理Les Pratt则认为，机床开发主要是由工程师和设计师所推动的，他们还负责整合各种新的应用方案。 但他表示，客户总是能够很迅速地采纳这些机床革新，同时开发人员也总是把焦点集中在客户的需要上。 Pratt说山崎马扎克正朝着五轴机床的方向发展，这种机床能一次生产出有多个表面的棱柱形零件。 他说，“这就减少了更换装夹的次数。在同一位置上就可以完成所有操作，可以说它提供了各种无限的机会。” 这种设备就是多任务机床，可以实现小批量生产，并且生产周期短和操作多样化。该技术正推动着机床开发，而在这一领域里，对提高生产效率的需求也在不断提升。 “客户要求机器具备尽可能多样化的能力，山崎马扎克必须对此做出反应。这种多样化正是我们成功的一个关键。”Pratt说道。 但即便是单个机床的性能也很重要。如今机床必须具备更多功用，这就意味着要确保刀具能满足那些需求。例如现在的车削中心要执行越来越多的铣削操作，Les Pratt解释道。 “刀具和新机床一起开发，这一点很重要。我们就功率、速度和刚性等问题向刀具生产商提出要求，同时要求刀具具备更强的多功能性，使其能以多种方式应用。新技术使得具备更多功用的机床能以合理的价格供应市场，这就是新型改良机床的另一特色。” Pratt说，“在客户准备好接受这些新机床时加紧开发也很重要，这样他们既可以投入资金，又能掌握足够的知识。不过许多客户都能很快地吸收新技术，并从中获益。” 那么日本的情况又如何？森精机的营销部以书面形式回答了这一问题，并解释道：作为一家全球企业，其动力是不断努力成为世界最大、最受尊重的车床、加工中心、多轴车削中心和磨床的国际制造商。 该公司指出，“产品开发在满足客户需求和促进公司未来发展方面起着极为重要的作用。” 目前森精机正集中发展欧洲市场，因为公司在该地区的市场份额仍然不大。2004年欧洲机床市场总值大约为150亿美元，为60亿美元日本市场的2.5倍。 近几年来最重要的机床开发包括新的DCG系列(加工中心)和NL系列(车床)。在森精机希望有卓越表现的领域，这两个系列都至关重要。DCG是“在重心驱动”的英文缩写。 森精机的营销部还指出，“由于被推动的位置远离物体的重心，因此在加速和减速时会产生振动。而在加速和减速时产生一些小振动，是因为被推动的位置与物体重心不在同一处。” 营销部继续解释说，“我们将两副滚珠丝杆平行放置并同时驱动，从而达到对物体重心推动的效果。我们解决了所有跟振动有关的问题，并改进了加速/减速以及表面质量。” 而NL系列则采用一种创新的“内置电动机转塔”。这一设计通过降低驱动组件所产生的热量，实现了稳定的刚性。 至于通过设计创新刀具来实现公司目标的重要性，营销部总结道，“我们认为在缩短总节拍时间和提升客户利润的问题上，刀具制造商和机床制造商携手合作是至关重要的。整合机床和刀具使得进一步提升生产效率成为现实。” 那么从刀具制造的角度来看， 维克可乐满的专家认为是什么推动了机床开发？ 维克可乐满应用开发经理Chris Mills说，“我认为这应该跟刀具开发所面对的主要问题是相同的——制造上的灵活性、性能的改善以及应用新型复合材料和零件。” 他也指出了多任务机床的最新趋势，这种机床除了改善性能之外还兼顾了灵活性，从而可为全新的刀具应用订立新的要求。 Chris Mills解释说，“我们看一下最新推出的产品就很清楚了。我们有一种组合刀具，可以进行铣削和车削工序，以及一种可代替人工操作对钻孔后部去毛刺的刀具。就在5年前，我们还将很难想象这会是提升生产效率的方法之一。” 他同时强调，由于出现了更难处理的新材料以及更加复杂的形状，它们要求更佳的性能和新增的能力，结果使零件加工的难度也加大了。 Mills最后解释说，“因此持续的性能开发以及对未来趋势和技术的掌握正推动着加工应用的发展。”

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