綠色機(jī)床或?qū)⒊蔀闄C(jī)床研究熱點(diǎn)
http://www.cnkawayi.cn 2009-02-23 14:24 中企顧問(wèn)網(wǎng)
本文導(dǎo)讀：數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)已有半個(gè)多世紀(jì)，歷經(jīng)了從數(shù)字控制、直接數(shù)字控制到今天制造業(yè)普遍應(yīng)用的計(jì)算機(jī)數(shù)控。
數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)已有半個(gè)多世紀(jì)，歷經(jīng)了從數(shù)字控制、直接數(shù)字控制到今天制造業(yè)普遍應(yīng)用的計(jì)算機(jī)數(shù)控。
展望未來(lái)，其發(fā)展趨勢(shì)究竟如何？數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)是加工設(shè)備的編程自動(dòng)化，機(jī)床可以按照設(shè)定的程序自動(dòng)運(yùn)行，使操作者與加工設(shè)備在時(shí)間和空間上得以分離，賦予機(jī)床和加工系統(tǒng)一定的智能和自主性，它的基本軌跡是信息的交互、處理和集成。
據(jù)此可推斷，在未來(lái)的3～5年，各國(guó)機(jī)床制造商和研發(fā)機(jī)構(gòu)將在下列領(lǐng)域爭(zhēng)奪制高點(diǎn)：
（1）虛擬機(jī)床。通過(guò)研發(fā)機(jī)電一體化的、硬件和軟件集成的仿真技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的設(shè)計(jì)水平和使用績(jī)效的提高。
（2）綠色機(jī)床。強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排，力求使生產(chǎn)系統(tǒng)的環(huán)境負(fù)荷達(dá)到最小化。
（3）智能機(jī)床。提高生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性、加工精度和綜合性能。
（4）e-機(jī)床。提高生產(chǎn)系統(tǒng)的獨(dú)立自主性以及與使用者和管理者的交互能力，使機(jī)床不僅是一臺(tái)加工設(shè)備，而是成為企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
其中，綠色機(jī)床將成為研究熱點(diǎn)。所謂綠色機(jī)床是將毛坯轉(zhuǎn)化為零件的工作母機(jī)，在使用過(guò)程中不僅消耗能源，還會(huì)產(chǎn)生固體、液體和氣體廢棄物，對(duì)工作環(huán)境和自然環(huán)境造成直接或間接的污染。
據(jù)此，綠色機(jī)床應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：
（1）機(jī)床主要零部件由再生材料制造。
（2）機(jī)床的重量和體積減少50%以上。
（3）通過(guò)減輕移動(dòng)質(zhì)量、降低空運(yùn)轉(zhuǎn)功率等措施使功率消耗減少30%～40%。
（4）使用過(guò)程中產(chǎn)生的各種廢棄物減少50%～60%，保證基本沒(méi)有污染的工作環(huán)境。
（5）報(bào)廢后機(jī)床的材料100%可回收。據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)床使用過(guò)程中用于切除金屬的功率只占到25%左右，各種損耗和輔助功能占去大部分。機(jī)床綠色化的第一個(gè)措施是通過(guò)大幅度降低機(jī)床重量和減少所需的驅(qū)動(dòng)功率來(lái)構(gòu)建具有生態(tài)效益的機(jī)床。綠色機(jī)床提出一種全新的概念，大幅減少機(jī)床重量，節(jié)省材料，同時(shí)降低機(jī)床使用時(shí)的能源消耗。
傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)計(jì)理念是“只有足夠的剛度才能保證加工精度，提高剛度就必須增加機(jī)床重量”。因此，現(xiàn)有機(jī)床重量的80%用于保證機(jī)床的剛度，而只有20%用于滿(mǎn)足機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)的需要。
綠色機(jī)床就是在保證機(jī)床剛度的前提下大幅減少機(jī)床移動(dòng)部件的重量，達(dá)到省材、節(jié)能的目的。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的途徑有3個(gè)方面：通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化或者采用新結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輕量化；采用新材料或復(fù)合材料來(lái)實(shí)現(xiàn)輕量化；采用自適應(yīng)補(bǔ)償技術(shù)提高機(jī)床的精度。
展望未來(lái)，其發(fā)展趨勢(shì)究竟如何？數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)是加工設(shè)備的編程自動(dòng)化，機(jī)床可以按照設(shè)定的程序自動(dòng)運(yùn)行，使操作者與加工設(shè)備在時(shí)間和空間上得以分離，賦予機(jī)床和加工系統(tǒng)一定的智能和自主性，它的基本軌跡是信息的交互、處理和集成。
據(jù)此可推斷，在未來(lái)的3～5年，各國(guó)機(jī)床制造商和研發(fā)機(jī)構(gòu)將在下列領(lǐng)域爭(zhēng)奪制高點(diǎn)：
（1）虛擬機(jī)床。通過(guò)研發(fā)機(jī)電一體化的、硬件和軟件集成的仿真技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的設(shè)計(jì)水平和使用績(jī)效的提高。
（2）綠色機(jī)床。強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排，力求使生產(chǎn)系統(tǒng)的環(huán)境負(fù)荷達(dá)到最小化。
（3）智能機(jī)床。提高生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性、加工精度和綜合性能。
（4）e-機(jī)床。提高生產(chǎn)系統(tǒng)的獨(dú)立自主性以及與使用者和管理者的交互能力，使機(jī)床不僅是一臺(tái)加工設(shè)備，而是成為企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
其中，綠色機(jī)床將成為研究熱點(diǎn)。所謂綠色機(jī)床是將毛坯轉(zhuǎn)化為零件的工作母機(jī)，在使用過(guò)程中不僅消耗能源，還會(huì)產(chǎn)生固體、液體和氣體廢棄物，對(duì)工作環(huán)境和自然環(huán)境造成直接或間接的污染。
據(jù)此，綠色機(jī)床應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：
（1）機(jī)床主要零部件由再生材料制造。
（2）機(jī)床的重量和體積減少50%以上。
（3）通過(guò)減輕移動(dòng)質(zhì)量、降低空運(yùn)轉(zhuǎn)功率等措施使功率消耗減少30%～40%。
（4）使用過(guò)程中產(chǎn)生的各種廢棄物減少50%～60%，保證基本沒(méi)有污染的工作環(huán)境。
（5）報(bào)廢后機(jī)床的材料100%可回收。據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)床使用過(guò)程中用于切除金屬的功率只占到25%左右，各種損耗和輔助功能占去大部分。機(jī)床綠色化的第一個(gè)措施是通過(guò)大幅度降低機(jī)床重量和減少所需的驅(qū)動(dòng)功率來(lái)構(gòu)建具有生態(tài)效益的機(jī)床。綠色機(jī)床提出一種全新的概念，大幅減少機(jī)床重量，節(jié)省材料，同時(shí)降低機(jī)床使用時(shí)的能源消耗。
傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)計(jì)理念是“只有足夠的剛度才能保證加工精度，提高剛度就必須增加機(jī)床重量”。因此，現(xiàn)有機(jī)床重量的80%用于保證機(jī)床的剛度，而只有20%用于滿(mǎn)足機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)的需要。
綠色機(jī)床就是在保證機(jī)床剛度的前提下大幅減少機(jī)床移動(dòng)部件的重量，達(dá)到省材、節(jié)能的目的。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的途徑有3個(gè)方面：通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化或者采用新結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輕量化；采用新材料或復(fù)合材料來(lái)實(shí)現(xiàn)輕量化；采用自適應(yīng)補(bǔ)償技術(shù)提高機(jī)床的精度。
