摘要：圖賓根磨床大會(huì)報(bào)告的基本觀點(diǎn)——德國(guó)機(jī)床制造商只有通過(guò)創(chuàng)新才能保持他們?cè)趪?guó)際市場(chǎng)上的領(lǐng)先地位。

哪些開(kāi)發(fā)能夠推動(dòng)機(jī)床業(yè)未來(lái)的發(fā)展？德國(guó)機(jī)床制造商怎樣才能提高自身的競(jìng)爭(zhēng)能力？亞琛RWTH機(jī)床實(shí)驗(yàn)室(WZL)主任，Christian Brecher博士強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“鑒于目前技術(shù)功率指標(biāo)的提高，我們已經(jīng)看到了飽和狀態(tài)。為了適應(yīng)機(jī)床的技術(shù)指標(biāo)，生產(chǎn)者想要逾越技術(shù)功率參數(shù)的差額是比較困難的。”同時(shí)Christian Brecher博士也明確指出，亞洲將是機(jī)床生產(chǎn)商未來(lái)的核心市場(chǎng)，歐美市場(chǎng)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)將會(huì)停滯不前，而且中國(guó)會(huì)在中低工藝方面成為越來(lái)越重要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)是成功的基礎(chǔ)

為了保持并增強(qiáng)自己的競(jìng)爭(zhēng)能力，德國(guó)機(jī)床制造商應(yīng)該如何去做呢？為了把中國(guó)納入競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的行列，并且能夠與之抗衡，應(yīng)該進(jìn)行哪些開(kāi)發(fā)呢？Brecher博士斷言：“與用戶、供貨商和研究機(jī)構(gòu)合作的技術(shù)和創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)是德國(guó)機(jī)床制造業(yè)成功的基礎(chǔ)。”根據(jù)Brecher博士的觀點(diǎn)，在機(jī)床研發(fā)方面設(shè)備制造商們要比以往更加重視系統(tǒng)思維的應(yīng)用，“在這方面機(jī)床廠商一般習(xí)慣于按照需求進(jìn)行改革部件的機(jī)床設(shè)計(jì)，而不太注意技術(shù)創(chuàng)新解決方案的整體比例。”Brecher博士還提到，在競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中起決定作用的是設(shè)備、工藝和服務(wù)的總合。按照他的觀點(diǎn)，對(duì)于高科技機(jī)床來(lái)說(shuō)，應(yīng)該在技術(shù)允許范圍內(nèi)最大化地進(jìn)行公差可靠的生產(chǎn)、工藝和設(shè)備的統(tǒng)一、適配技術(shù)和IT集成和智能化、可配置和模件化結(jié)構(gòu)以及兼容的人機(jī)接口。根據(jù)這一目標(biāo)，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)在于，按照需求的機(jī)器設(shè)計(jì)、高功率性能的機(jī)械和程序模擬、革新的機(jī)器部件以及診斷和機(jī)器監(jiān)控。Brecher博士還說(shuō)：“比較新的模擬方法，如涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的多體模擬，支持有效開(kāi)發(fā)、根據(jù)加工任務(wù)而確定的機(jī)床。”這種模擬方法不僅簡(jiǎn)化了大量的部件和機(jī)器的計(jì)算工作，而且降低了研發(fā)工作的風(fēng)險(xiǎn)。

在機(jī)械制造業(yè)內(nèi)的另外一個(gè)“功臣”是創(chuàng)新的控制軟件。GE Fanuc自動(dòng)化CNC有限公司總裁Leopold Schenk先生用Nano-CNC系統(tǒng)清楚地解釋了這一點(diǎn)，Nano-CNC系統(tǒng)用最新伺服技術(shù)解決了軸運(yùn)動(dòng)的Nano內(nèi)插，并且在Nano內(nèi)插的基礎(chǔ)上高速運(yùn)行，同時(shí)保持了高精度表面。另外，他還提到了Nano-CNC系統(tǒng)的其他特點(diǎn)，如內(nèi)插時(shí)間短暫、預(yù)測(cè)上千個(gè)分程序包，并且處理一個(gè)程序包的時(shí)間只有0.4s。

精密銑床對(duì)高速主軸的要求

微型組件的加工對(duì)高精密銑床及其刀具提出了很高的要求，正如柏林Fraunhofer生產(chǎn)設(shè)備和結(jié)構(gòu)技術(shù)研究所精密加工部主任Dirk Oberschmidt先生用一些數(shù)據(jù)指出的那樣：“精密銑刀要求主軸轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到300,000r/min，徑向振擺≤1μm，并有很高的徑向剛性。≤2μm的制造公差以≤1μm的定位差和分辨率0.01μm的位移測(cè)量系統(tǒng)為先決條件。”

圖賓根Walter機(jī)床制造有限公司測(cè)量技術(shù)研發(fā)中心主任Oliver Wenke先生堅(jiān)定地說(shuō)“精密刀具越來(lái)越小，對(duì)測(cè)量工具的要求越來(lái)越高。0.1mm的切削直徑目前已經(jīng)不算奇跡了，要爭(zhēng)取對(duì)所有需要測(cè)量的參數(shù)進(jìn)行綜合測(cè)量，沒(méi)有高精密的測(cè)量技術(shù)，從理論上說(shuō)，生產(chǎn)商是不可能制造出精密的微型刀具的。”他以Walter Helicheck Plus為例說(shuō)明現(xiàn)代化測(cè)量?jī)x器都能做些什么。帶有2個(gè)400倍(8:1)的攝影機(jī)和50倍(1:1)放大機(jī)的這種測(cè)量?jī)x器的光學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)反射光、透射光和頂射光既可以收錄普通標(biāo)準(zhǔn)刀具也可以收錄精密刀具的幾何圖形。在制造和測(cè)量中對(duì)精確度影響很大的是機(jī)器的熱狀態(tài)。Wangen Epucret聚合技術(shù)有限公司與合資公司總裁Utz-Volker Jackisch博士做出了具體說(shuō)明：“機(jī)床上80%以內(nèi)的偏差都是由于熱變形造成的，Epucret的工程師正在通過(guò)置入溫度傳感器和恒溫元件并結(jié)合調(diào)節(jié)技術(shù)，研發(fā)一種礦物鑄鐵的‘智能’機(jī)床床架。作為新型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的礦物鑄鐵床架的目的是，能夠在產(chǎn)生精度變化的變形之前針對(duì)外部熱變化自行產(chǎn)生最佳反應(yīng)。”他介紹這種附加部件與傳統(tǒng)熱敏組件措施相比的優(yōu)點(diǎn)在于：“傳感器和執(zhí)行元件是支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)插組成部分。熱變形不是被忽略平衡掉，而是被阻止了，能夠獨(dú)立自動(dòng)地適配變化的熱邊界條件。”

“比較新的模擬方法如多體模擬，支持有效開(kāi)發(fā)符合需求的機(jī)床。”