綠色機床：數(shù)控機床發(fā)展的新趨勢

　　數(shù)控機床的出現(xiàn)已有半個多世紀，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)用的計算機數(shù)控。展望未來，其發(fā)展趨勢究竟如何？

　　數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)是加工設(shè)備的可編程自動化，機床可以按照設(shè)定的程序自動運行，使操作者與加工設(shè)備在時間和空間上得以分離，賦予機床和加工系統(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?？梢灶A(yù)測，在未來的3~5年，各國機床制造商和研發(fā)機構(gòu)將在下列領(lǐng)域爭奪制高點：

　　1.虛擬機床。通過研發(fā)機電一體化的、硬件和軟件集成的仿真技術(shù)，來實現(xiàn)機床的設(shè)計水平和使用績效的提高。

　　2.綠色機床。強調(diào)節(jié)能減排，力求便生產(chǎn)系統(tǒng)的環(huán)境負荷達到最小化。

　　3.聰明機床提高生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性、加工精度和綜合性能。

　　4.e-機床提高生產(chǎn)系統(tǒng)的獨立自主性以及與使用者和管理者的交互能力，使機床不僅是一臺加工設(shè)備，而是成為企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點。

　　其中：綠色機床將成為研究熱點。所謂綠色機床是將毛坯轉(zhuǎn)化為零件的工作母機，在使用過程中不僅消耗能源，還會產(chǎn)生固體、液體和氣體廢棄物，對工作環(huán)境和自然環(huán)境造成直接或間接的污染。

　　筆者認為綠色機床應(yīng)該具有以下特點：一、機床主要零部件由再生材料制造。二、機床的重量和體積減少50%以上。三、通過減輕移動質(zhì)量、降低空運轉(zhuǎn)功率等措施使功率消耗減少30%～40%。四、使用過程中產(chǎn)生的各種廢棄物減少50%~60%，保證基本沒有污染的工作環(huán)境。五、報廢后機床的材料100%可回收。

　　據(jù)統(tǒng)計，機床使用過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。機床綠色化的第一個措施是通過大幅度降低機床重量和減少所需的驅(qū)動功率來構(gòu)建具有生態(tài)效益的機床。綠色機床提出一種全新的概念：大幅減少機床重量，節(jié)省材料；同時降低機床使用時的能源消耗。

　　傳統(tǒng)的機床設(shè)計理念是“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床重量”。因此，現(xiàn)有機床重量的80%用于“保證”機床的剛度，而只有20%用于滿足機床運動學(xué)的需要。

　　綠色機床就是在保證機床剛度的前提下大幅減少機床移動部件的重量，達到省材、節(jié)能的目的。實現(xiàn)這個目標的途徑有3個方面：通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化或者采用新結(jié)構(gòu)實現(xiàn)輕量化；采用新材料或復(fù)合材料來實現(xiàn)輕量化同；采用自適應(yīng)補償技術(shù)提高機床的精度