聚焦直線電機與并聯(lián)機床:機床技術(shù)的創(chuàng)新典范
在如今全球經(jīng)濟都陷入金融危機的狀態(tài)下,并且在尚未擺脫其復(fù)雜金融風(fēng)暴影響的今天,人們開始對未來的經(jīng)濟發(fā)展進(jìn)行了深入的思考探索,我們將通過以什么樣不同的姿態(tài)和樣貌來迎接一個嶄新的時代的來到呢?可以想見,危機過后,世界經(jīng)濟體系環(huán)境將會開始發(fā)生翻天覆地的變化,其技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展模式也將不再像原先一樣的簡單重復(fù),我們必將造就一個以高新技術(shù)和創(chuàng)新成果為支撐的,以節(jié)能環(huán)保和低碳經(jīng)濟為主導(dǎo)的,綠色而且高效的現(xiàn)代化主義的文明時代。本屆展會的主題是“以科技創(chuàng)新迎接后危機時代”,那么,現(xiàn)今的機床有哪些令人矚目的共性、關(guān)鍵技術(shù)呢?記者注意到直線電機和并聯(lián)機床。直線電機:前途遠(yuǎn)大瓶頸仍存日前,中國機床工具工業(yè)協(xié)會有關(guān)人士告訴記者:“直驅(qū)技術(shù)是行業(yè)發(fā)展的方向,也是國產(chǎn)機床的短板,在這個領(lǐng)域,德國和日本占盡先機。但是,我最近了解到,日本在直驅(qū)技術(shù)的開發(fā)上也遇到了難題,即大功率、大扭矩加工時無法解決散熱問題。”美國Ingersoll公司是知名的機床制造商,克萊斯勒汽車公司購買其6臺HVM600臥式加工中心,用來生產(chǎn)高級汽車發(fā)動機汽缸蓋。該機床主軸轉(zhuǎn)速2萬r/min,X/Y/Z三軸由GEFANUC的直線電機驅(qū)動。這6臺加工中心每天生產(chǎn)300個汽缸蓋,相當(dāng)于11臺非直線電機驅(qū)動的加工中心的生產(chǎn)量。目前,世界上最知名的機床廠家?guī)缀鯚o一例外地都推出了直線電機驅(qū)動的機床產(chǎn)品,品種覆蓋了絕大多數(shù)機床類型。國內(nèi)自1995年以來也開展了直線電機在機床上的應(yīng)用研究,如廣東工大研發(fā)的直線感應(yīng)電機驅(qū)動的GD-3型高速數(shù)控機床進(jìn)給單元,清華研究的長行程永磁直線伺服單元,北京機電院研發(fā)的直線電機驅(qū)動的加工中心,浙江大學(xué)研制的圓筒型直線電機驅(qū)動的并聯(lián)機構(gòu)坐標(biāo)測量機和扁平永磁直線電機驅(qū)動的磨床,北京機床研究所研發(fā)的直線電機驅(qū)動的電火花成型機床,國防科大研發(fā)的活塞非圓切削中采用直線電機驅(qū)動刀具以及北航、南航與有關(guān)單位合作研發(fā)的機床等。此外,一些企業(yè)如杭州機床集團、江蘇多棱數(shù)控機床股份有限公司、濟南捷邁數(shù)控公司、深圳市大族激光科技股份有限公司、南京四開公司等也分別在平面磨床、激光劃線機、激光切割機、雕銑機、加工中心等采用了不同的直線電機技術(shù),取得了較好的效果。近幾年,國際上對數(shù)控機床采用直線電機顯得特別熱,究其原因是,傳統(tǒng)機床的驅(qū)動裝置依賴絲桿驅(qū)動,絲桿驅(qū)動本身具有一系列不利因素,如:長度限制、機械間隙、摩擦、扭矩、螺矩一周期誤差等,而直線電機不僅無此缺陷,且結(jié)構(gòu)簡單、精度可以是絲桿的10倍甚至100倍,加速度可以是傳統(tǒng)機床的20倍以上。直線電機技術(shù)的發(fā)展,經(jīng)歷了不短的歷史和幾起幾落的波浪式發(fā)展,采用直線電機驅(qū)動的新型裝置與非直線電機驅(qū)動相比,它所具有的結(jié)構(gòu)簡單、無接觸、無磨損、噪聲低、速度快、精度高、組合靈活等優(yōu)點是明顯的,但由于直線電機本身所具有的磁路開斷所引起的邊端效應(yīng)以及安裝氣隙較大等問題,故在一些直線運動的裝置或系統(tǒng)中,是否采用新型的直線電機來驅(qū)動,要權(quán)衡利弊得失,選擇能充分發(fā)揮直線電機自身優(yōu)勢的直線運動裝置或系統(tǒng)中發(fā)展應(yīng)用。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,在一些旋轉(zhuǎn)伺服電機或其它驅(qū)動裝置無能為力或勉強應(yīng)付的地方,尋找直線電機能充分發(fā)揮優(yōu)勢的位置,在滿足人類需求和完善人類美好愿望的進(jìn)程中求得自身的發(fā)展,前景是廣闊的,但選擇是要謹(jǐn)慎的。并聯(lián)機床:理念獨到也有爭議20世紀(jì)70年代初世界上出現(xiàn)了第一批電氣機器人,在一些極其單調(diào)和危險的工作領(lǐng)域,被用來替代人體勞動。這種機器人應(yīng)用的就是串聯(lián)技術(shù),其技術(shù)優(yōu)勢是工作終端能夠向各方向運動,具有足夠的動態(tài)性能和靈活性,可到達(dá)要求的工作區(qū)域,但其精度和剛性較差。一直以來,機床制造業(yè)的開發(fā)者們夢想著將機器人的靈活性好、工作區(qū)域大與傳統(tǒng)機床精度、剛性高的優(yōu)點結(jié)合在一起。在過去的20年里,人們一直著眼于運動并聯(lián)機床(PKM)的開發(fā)。自其問世以來,并聯(lián)機床的研發(fā),總體上仍處于研究、試制、試用階段,對并聯(lián)機床的動力學(xué)特性及其加工精度影響規(guī)律等研究內(nèi)容還處在起步階段。以犧牲工作空間和靈活度為代價,試圖獲得高剛度、高承載能力、良好的運動特性,但到目前為止,國內(nèi)外所開發(fā)出的并聯(lián)機床并未達(dá)到所期望的精度能力。中國機床工具工業(yè)協(xié)會常務(wù)副理事長吳柏林告訴記者:“我不看好并聯(lián)機床的發(fā)展。一位院士跟我持相同觀點,他問我,有什么加工是一定要用并聯(lián)機床才能實現(xiàn)的呢?”但這并不妨礙企業(yè)嘗試的沖動。2009年9月,威海華東數(shù)控股份有限公司(以下簡稱“華東數(shù)控”)與瑞典艾克斯康公司(EXECHON)(以下簡稱“艾克斯康”)簽訂《EIM-01的制造許可協(xié)議》。華東數(shù)控通過制造許可方式引進(jìn)艾克斯康公司的成套系列并聯(lián)運動機床技術(shù),由公司生產(chǎn)制造、銷售系列并聯(lián)運動五軸聯(lián)動數(shù)控機床。艾克斯康公司保證用其技術(shù)生產(chǎn)的機床產(chǎn)品在用戶的工廠驗收合格。并聯(lián)機床,已經(jīng)開始進(jìn)入實質(zhì)運作階段,并呈現(xiàn)多家競爭格局。中國機床工具工業(yè)協(xié)會名譽理事長梁訓(xùn)瑄認(rèn)為,并聯(lián)機床可以“巧干代替大干”。由于這種機床的高度靈活性,可以對重大型的工件進(jìn)行擬人化的加工,在功能上相當(dāng)于上千萬元一臺的龍門銑床;其次,它的應(yīng)用范圍潛力較大。其實,哈爾濱量具刃具集團(以下簡稱“哈量”)于2006年首次對艾克斯康并聯(lián)運動機床的引進(jìn),也是梁訓(xùn)瑄一手運作的。作為專家,他不止在一種場合進(jìn)行過并聯(lián)機床的推廣,其原因即是他對這種技術(shù)的未來把握和對這種機型的看好。上屆中國國際機床展(CIMT2009)上,作為國內(nèi)最早的技術(shù)引進(jìn)者,哈量也展出了并聯(lián)機床的樣機。梁訓(xùn)瑄介紹說,國內(nèi)引進(jìn)艾克斯康并聯(lián)機床的3家企業(yè)在產(chǎn)品規(guī)格上有所差異。哈量主要做700mm規(guī)格的(這一規(guī)格同時也轉(zhuǎn)讓給了韓國的企業(yè));華東數(shù)控主要做900mm、1000mm,1100mm、1300mm規(guī)格的并聯(lián)機床;長征自貢主要做300mm、500mm的。供應(yīng)杰力科技直線步進(jìn)電機的深圳市杰力科技有限公司與您攜手共創(chuàng)輝煌!
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