科技發展:現代機床產品技術發展趨勢(2)
6)激光加工機床
采用靈活的光束控制,高輸出微型化的二極管激光器,緊湊和易于集成打標和刻劃系統及焊接功能。
德國DMG公司DML40SL激光銑模機,采用功率100W YAG激光器,光束φ0.1mm加工60×60mm,深10mm的零件,加工量5~10mm3/min,表面粗糙度1.3μm。日本住友重工與加拿大Lumonics公司合作開發的InpactG3500-H激光鉆孔機,采用光學系統電流掃描,CO2激光器快速對印刷電路厚0.1mm聚酰亞胺樹脂多層板連接孔進行鉆孔。最小孔距50μm,每秒鉆孔120個,定位精度30μm,重復定位精度5μm。以利于個人計算機、攝像機及其它產品減少尺寸。
7)水射流切割機床
美國Ingersoll Rand公司Absolute系列數控水射流切割機 ,龍門結構,兩切割頭。X、Y軸由伺服電機,齒輪齒條和直線導軌驅動 。齒輪軸裝在有負壓的鋁盒內,防止水份和灰塵。機械手裝卸材料和切割件。37.3KW的增壓器將高壓水送入切割頭,經小孔高速噴射,前室真空后吸入磨料,在超硬聚束管內混合,噴射切割浸在水中工件。氣動系統調節水位。X、Y軸和龍門式機械手由硬盤驅動的IBM386兼容計算機控制。
8)小型機床
計算機、網絡和通信等信息產品制造業,信息服務業和軟件業,構成高速發展的信息(IT)產業。加工IT產品零件和模具及小型零件的小型機床,精密、高效、低成本,市場廣闊。
日本1999年機床的銷售額較上年下降24%,IT產品加工機床卻上升42%。Mazak公司IT產品加工機床已占銷售額50~60%,Nanoturm超精數控車床,轉速15000rpm,功率3.7KW,快速20m/min。采用高精度直線導軌和滾珠絲杠,控溫冷卻和防震措施,梳狀刀架和亞微米控制,保證加工精度。牧野Hyper2亞微米臥式加工中心,轉速40000rpm,快速12m/min,行程200×150×150mm,刀具φ6mm,刀庫42把,雙托盤,整機封閉,無觀察窗,23°±0.5℃恒溫下加工,最小分辨率0.016μm,對刀尖位置可亞微米測量和誤差自動補償。北村機械Sparkcut立式加工中心,轉速150000rpm,氣浮軸承,快速100m/min,加速度2g,行程310×500×350mm,滾珠絲杠驅動,刀庫5把,FANUC 15MB數控系數。伊藤精工采用小型精密和數控機床,專機,對手機等IT產品中2~4階梯,φ30μm~φ3mm,長21~29mm24,歐洲進口原料的超硬細針,在恒溫下24小時連續生產。
9)并聯機床
誕生八年來有所發展,部件標準化,專業廠生產,三桿,桿與立柱和主軸套筒連接,臥式結構和并聯模塊等相繼開發。
美國Ingersoll公司HOH600臥式并聯機床,轉速20000rpm,功率37.5KW,快速30m/min,加速度0.5g,A、B軸可回轉±15°,刀庫40/80把,進入加工區手動換刀,加工區封閉。瑞士Fischer公司立式并聯機床,轉速42000rpm,功率12.5KW,Siemens840D數控系統。日本豐田工機HexaM并聯機床,轉速24000rpm,可動范圍φ500×350mm,擺角±20°,加速度1g,直線電機驅動,刀庫9把,自動換刀,FANUC151-MA數控系統。日立精機PA35 II并聯機床,轉速20000rpm,功率2.6KW,倒置結構。并聯機構帶動工件夾盤運動,轉速10000rpm,快速100m/min,自動裝卸工件,三軸行程350×350×220mm,刀具朝上加工。
瑞典Reos Robotics公司并聯機床,采用并串聯結構。三桿模塊具有三個自由度,另兩個自由度由串聯結構,可C、A(B)軸回轉的復合主軸頭解決,結構大為簡化。Tricept加工中心,轉速30000rpm,功率45KW,快速90m/min,加速度2g,Heidenhain光柵測量,Siemens840D數控系統。模塊可0°、45°和90°布置。
10)未來機床
高速、高精、高效、環保和復合型機床是未來機床發展方向。
在2000年9月美國芝加哥國際制造技術展覽會上,美國Cininnati公司航空工業用五軸Hyper Mach新概念機床為棱臺形床身,四面為梯形弧面,矩形立柱,轉速>60000rpm,功率80KW,快速100m/min,工進60m/min,加速度2g,氮化硅陶瓷軸承,低振動HSK-63F機動滑座主軸,高精度、高剛度、高壽命和高溫度穩定,五軸直線電機驅動,Siemens數字計算機數控系統。日本Mazak公司予測未來機床為2019年誕生形如飛行器,轉速100000rpm,加速度8g,切削速度2Mach,回轉工作臺分度1/10000°,轉速8000rpm,刀具在回轉中交換,干切削、無噪聲、油污和粉塵、車、銑、激光加工和測量復合的機床,六軸聯動。