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| 欧洲机床展览（EMO）的观感
3/15/2008 7:48:00 PM |
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邹 盛
公司决定派我到德国参加9月17日到9月22日期间在德国汉诺威举办的欧洲机床展览（简称EMO），我们公司2台设备也通过与2家德国当地企业合作的方式参加了此次机床展。此次去的另外一个任务就是看看德国人在滚珠丝杠副的加工上有什么不同的思路。
EMO见闻
9月14日我到达了德国，9月17日上午9点展会顺利开幕了。据我了解本次EMO展会再次以超容量轻松捍卫世界第一机床展。来自48个国家的2118家参展商参加了这次展会，使得这次展会比上届扩大了12%，也使得2007年EMO展会，成为其创建30年来最大一次的展会。开幕式期间德国总理Koehler也亲自参加开幕式的致辞。
汉诺威的这个展馆（览）共有展馆30多个，此次的EMO展开放了20多个展馆，数量上是北京国际机床展的4倍左右。因展区太大，展馆区有免费的红线巴士可供参观者在展馆间来会穿插。各个展馆内部的空间还比较大，我仔细观察了展馆建筑和展位布置的细节发现德国人做事还真是如传说中那样一丝不苟，各个展馆里面大小展位上百个，每个展位都要通水、通电、甚至通压缩空气，但你看不到走道上有一根管线，就是掀开地上铺的地毯也看不见，原来他们的管线全部通过地下走的，每个展位上都有一个大概1个平方左右面积的小屋，里面用来放置配电箱和杂物，里面甚至冰箱都有。展馆上方沿着墙壁密布着各种管道，但都排放得整整齐齐的，不同的管道的颜色是不一样的，管道上方还标记了里面物体的性质和排布方向，每隔一段距离还有位置标示，真是有条不紊。
这次展会上所有国际上知名的大的机床厂商都来了，德国的德马吉集团、斯来福临集团、日本的马扎克、大隈、森精机、牧野等国际大厂都在展会上摆出了很大的展位展示了自己的产品。
在展会期间具（据）我的观察和分析此次展会透露出来的数控技术和装备的发展趋势是：
高速化发展新趋势
目前高速加工中心进给速度最高可达80m/min,空运行速度可达100m/min左右。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快（行）速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3小时,在普通铣床加工需8小时。
精密化加工发展新趋势
由于各组件加工的精密化,微米的误差已不是问题。以电脑辅助生产（ＣＡＭ）系统的发展 带动数控控制器的功能越来越多。在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工 中心则从3～5μm,提高到1～1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。
复合化发展新趋势
产品外观曲线的复杂化致使模具加工技术必须不断升级,机床五轴加工、六轴加工已日益普及,机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。同一台机床上实现车、铣、磨、钻、镗的复合加工工艺现在已经不是什么稀奇的事情。
为了适应以上机床的发展趋势下面3种技术可以通过这次EMO展会看到已经被广泛使用：
1、智能机械手
生产线上工件的形状越来越复杂，而且为了适应市场的变化生产线上产品的类型是经常更改的，人工越来越贵，靠人工装夹工件和简易的机械臂来装夹复杂多变的产品已经不能满足需要了。所以智能化的机械手用得越来越多，展会上看到Fanuc的机械手带上摄像头，使用机械视觉功能可以自动判断工件的夹持位置，不管工件从传送带上过来是在什么位置，朝那个方向，机械手都能通过机械视觉系统判断夹持位置然后把工件装夹到机床上，并把机床上加工好的产品拿下来放到传送带上面去。也可以把加工好的零件抓下来，直接装夹到下一道工序的机床上加工。你可以想象一下，未来的工厂可能根本不需要人了，多台高速的加工中心配置多个智能机械手就是一个智能化的无人车间了。
2、直接驱动技术
随着机床的功能越来越复杂，对精度和速度的要求越来越高，直接驱动在现代的高速机 床上被广泛使用，直线电机、力矩电机的使用使机床的结构越来越简单，省去了传动环节后， 精度也大大提高了。马扎克机床在本次展会上展出的多台车铣复合加工中心上都采用了电主 轴、直线电机技术，在他们的展台上我看见一台车铣加工中心使用40KW的电主轴带动直径大约为300mm 的轴类零件以1500转／分钟的转速在车削。
3、刀具测量和寿命管理
随着机床的越来越复杂，为了满足灵活多变的加工需要，机床配的刀库也越来越大，刀 具也越来越多，有的复杂的加工中心刀具都有200多把。如何使刀具寿命最长、减少对刀时间 对开机率的影响、将刀具破损的损失降到最低？刀具自动测量技术和刀具寿命管理技术在高速 加工中心上得到了广泛采用。
我在马扎克机床的展台上看到一台带可交换工作台的5轴卧式加工中心，这台机床配置了庞大的刀库系统，该机床在加工时工作区有刀具破损检测系统，如果系统检测到刀尖有破损 则会通知刀具管理系统自动更换刀具，在机床后部的刀库旁配备了一台智能机械手，边上有一 道光从刀库的侧面照射到经过该位置的每一个刀尖，如果刀具寿命管理系统检测到刀具寿命已 经快到了，那么机械手就会从刀库中取下那把刀具放到边上的刀具架上并更换新的刀具到机床 的刀库中。
德国加工滚珠螺母的方法
在此次的德国之行我还了解到对滚珠丝杠的滚珠螺母滚道的加工，德国人也有独特的方法。除了和国内使用相同的磨削方法加工滚道外，还有使用硬车技术加工滚珠螺母滚道的，我看到德国一家工厂中有一台车床是专门精车螺母的滚道的，他们的工序是这样的：首先他们先使用复合机床将螺母的粗加工完成，包括反向器孔、外圆端面的粗车、滚道的粗车，然后将工件拿去热处理，最后放到一台精车机床上硬车轨道和螺母的外圆、端面（不加切削液），我看过他们做的螺母滚道光洁度可以达到0.2到0.4，不会比我们磨削的差。
我想他们采用这种工艺的最大的优点是：可以加工大导程的螺母，它不受磨杆干涉的限制，其次这种工艺省钱，不需要金刚滚轮。做精车加工的时候，首先将工件以任意角度装到主轴的液压卡盘上，然后用工件测量探头转过来并伸到螺母的滚道中测量一下滚道的位置，然后加工。先车工件的外圆和端面，然后换一把螺纹车刀硬车滚道，最后完成工件的加工。加工效率并不是特别高，比磨削工艺要高一些。
我还了解到原来德国人在粗车螺纹滚道的时候不是用的自己磨成固定角度的白钢刀片，他们使用的是标准的合金刀片，使用数控系统插补的方式将滚道的倾斜角一刀刀车成需要的角度，而且速度很快，主轴转速1500转／分，车直径21.1的滚道，进给速度15米/分钟，车削30刀完成。我想这样的好处是不需要自己磨刀大大缩短加工的准备时间，和加工时间。采用标准的合金刀片和标准刀杆，刀具寿命长，车削刚性好速度快，换螺纹车刀的刀片很方便。这样的粗车螺纹的工艺我已经在我们公司生产的HF204车铣加工中心上试验成功了。
总之，此次的德国之行见识很多，感受到德国工业和科技的发达，德国人的严谨的工作作风，德国美丽的没有污染的环境，特别是对未来机床的发展走向，和螺母加工的工艺给了我很大的启发，这里我拿出我的心得和体会与大家分享。
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