使用同一臺機床完成銑削、車削、鉆削等工序所帶來的諸多益處意味著多任務(wù)機床正日益受到歡迎。無需在不同的機床之間轉(zhuǎn)換,而能夠在同一臺機床上完成零件加工的好處顯而易見。
這不僅增加了以準(zhǔn)時制進(jìn)行生產(chǎn)的可能性,同時也提高了加工的性。如今的一種新趨勢是,主軸旋轉(zhuǎn)時扭矩和功率越來越大;另一種趨勢是控制系統(tǒng)變得更加強大,靈活性更高,并且能向幾個方向移動。
還有一種趨勢目前正出現(xiàn)在汽車制造業(yè)。傳統(tǒng)小批量生產(chǎn)的連續(xù)自動式半自動生產(chǎn)線正被加工中心和特種機床所取代,這樣做是為了獲得更高的靈活性和更快的安裝時間。
至于普通的機加工行業(yè),一個類似的趨勢是由多任務(wù)機床取代幾臺傳統(tǒng)的CNC機床。
面對我們這個行業(yè)的現(xiàn)狀,未來的機床將朝哪個方向發(fā)展?由誰來推動它的開發(fā)?
《金屬切削世界》就此問題請教了4個大型機床制造商 —— 德馬吉、牧野、山崎馬扎克和森精機。
首先是牧野公司的介紹。德國牧野公司業(yè)務(wù)部Uwe Speetzen說,“我們主要為高科技產(chǎn)業(yè)提供產(chǎn)品,是這個產(chǎn)業(yè)的需求推動了我們的產(chǎn)品開發(fā)。我們的業(yè)務(wù)主要側(cè)重于汽車及航天航空業(yè),以及農(nóng)業(yè)機械和工業(yè)零部件等。它們的共同之處是對于高生產(chǎn)效率、質(zhì)量和可靠性的需求?!?/p>
像德國汽車工業(yè)這樣要求嚴(yán)格的客戶對產(chǎn)品開發(fā)有著zui大的影響。除了一種價格較為廉宜的型號之外,牧野并不生產(chǎn)低成本機器。
Speetzen說道,“甚至連進(jìn)軍東歐地區(qū)的企業(yè)也要求高質(zhì)量產(chǎn)品?!?/p>
高質(zhì)量精密機床已形成一個重要的專業(yè)領(lǐng)域。牧野是向空中客車集團(tuán)提供生產(chǎn)鋁結(jié)構(gòu)零件的加工中心設(shè)備*供貨商之一。這就要求精密機床具備先進(jìn)的主軸技術(shù)和運動控制能力,以提供高性能和高度的切削能力。
Speetzen說,“對運動控制有高要求的模具機床,市場需求量也很大。此外,我們正通過銑削和放電加工(EDM)解決方案,向微型加工應(yīng)用的方向發(fā)展。我們提供自行開發(fā)的軟件,并可整合各種不同的機器人系統(tǒng)。我們所關(guān)注的重點是高度?!?/p>
所有機床都是多功能的嗎?
Speetzen毫不猶豫地回答道,“是。”
英國山崎馬扎克公司營銷Les Pratt則認(rèn)為,機床開發(fā)主要是由工程師和設(shè)計師所推動的,他們還負(fù)責(zé)整合各種新的應(yīng)用方案。
但他表示,客戶總是能夠很迅速地采納這些機床革新,同時開發(fā)人員也總是把焦點集中在客戶的需要上。
Pratt說山崎馬扎克正朝著五軸機床的方向發(fā)展,這種機床能一次生產(chǎn)出有多個表面的棱柱形零件。
他說,“這就減少了更換裝夾的次數(shù)。在同一位置上就可以完成所有操作,可以說它提供了各種無限的機會?!?/p>
這種設(shè)備就是多任務(wù)機床,可以實現(xiàn)小批量生產(chǎn),并且生產(chǎn)周期短和操作多樣化。該技術(shù)正推動著機床開發(fā),而在這一領(lǐng)域里,對提高生產(chǎn)效率的需求也在不斷提升。
“客戶要求機器具備盡可能多樣化的能力,山崎馬扎克必須對此做出反應(yīng)。這種多樣化正是我們成功的一個關(guān)鍵。”Pratt說道。
但即便是單個機床的性能也很重要。如今機床必須具備更多功用,這就意味著要確保刀具能滿足那些需求。例如現(xiàn)在的車削中心要執(zhí)行越來越多的銑削操作,Les Pratt解釋道。
“刀具和新機床一起開發(fā),這一點很重要。我們就功率、速度和剛性等問題向刀具生產(chǎn)商提出要求,同時要求刀具具備更強的多功能性,使其能以多種方式應(yīng)用。新技術(shù)使得具備更多功用的機床能以合理的價格供應(yīng)市場,這就是新型改良機床的另一特色?!?/p>
Pratt說,“在客戶準(zhǔn)備好接受這些新機床時加緊開發(fā)也很重要,這樣他們既可以投入資金,又能掌握足夠的知識。不過許多客戶都能很快地吸收新技術(shù),并從中獲益。”
那么日本的情況又如何?森精機的營銷部以書面形式回答了這一問題,并解釋道:作為一家企業(yè),其動力是不斷努力成為世界zui大、zui受尊重的車床、加工中心、多軸車削中心和磨床的制造商。
該公司指出,“產(chǎn)品開發(fā)在滿足客戶需求和促進(jìn)公司未來發(fā)展方面起著極為重要的作用。”
目前森精機正集中發(fā)展歐洲市場,因為公司在該地區(qū)的*仍然不大。2004年歐洲機床市場總值大約為150億美元,為60億美元日本市場的2.5倍。
近幾年來zui重要的機床開發(fā)包括新的DCG系列(加工中心)和NL系列(車床)。在森精機希望有表現(xiàn)的領(lǐng)域,這兩個系列都至關(guān)重要。DCG是“在重心驅(qū)動”的英文縮寫。
森精機的營銷部還指出,“由于被推動的位置遠(yuǎn)離物體的重心,因此在加速和減速時會產(chǎn)生振動。而在加速和減速時產(chǎn)生一些小振動,是因為被推動的位置與物體重心不在同一處。”
營銷部繼續(xù)解釋說,“我們將兩副滾珠絲桿平行放置并同時驅(qū)動,從而達(dá)到對物體重心推動的效果。我們解決了所有跟振動有關(guān)的問題,并改進(jìn)了加速/減速以及表面質(zhì)量?!?/p>
而NL系列則采用一種創(chuàng)新的“內(nèi)置電動機轉(zhuǎn)塔”。這一設(shè)計通過降低驅(qū)動組件所產(chǎn)生的熱量,實現(xiàn)了穩(wěn)定的剛性。
至于通過設(shè)計創(chuàng)新刀具來實現(xiàn)公司目標(biāo)的重要性,營銷部總結(jié)道,“我們認(rèn)為在縮短總節(jié)拍時間和提升客戶利潤的問題上,刀具制造商和機床制造商攜手合作是至關(guān)重要的。整合機床和刀具使得進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率成為現(xiàn)實。”
那么從刀具制造的角度來看,山特維克可樂滿的專家認(rèn)為是什么推動了機床開發(fā)?
山特維克可樂滿應(yīng)用開發(fā)Chris Mills說,“我認(rèn)為這應(yīng)該跟刀具開發(fā)所面對的主要問題是相同的——制造上的靈活性、性能的改善以及應(yīng)用新型復(fù)合材料和零件。”
他也指出了多任務(wù)機床的趨勢,這種機床除了改善性能之外還兼顧了靈活性,從而可為全新的刀具應(yīng)用訂立新的要求。
Chris Mills解釋說,“我們看一下推出的產(chǎn)品就很清楚了。我們有一種組合刀具,可以進(jìn)行銑削和車削工序,以及一種可代替人工操作對鉆孔后部去毛刺的刀具。就在5年前,我們還將很難想象這會是提升生產(chǎn)效率的方法之一。”
他同時強調(diào),由于出現(xiàn)了更難處理的新材料以及更加復(fù)雜的形狀,它們要求更佳的性能和新增的能力,結(jié)果使零件加工的難度也加大了。