機床制造如何低碳？
http://www.debgrams.com 2011-01-17 15:00 來源：中國工業報
數控機床當前發展趨向是高速、高精度、復合加工和多軸聯動等。然而，這一僅著眼于技術性能提升的發展趨勢遠遠不能滿足當前科技潮流的要求，作為制造業的重要工具，機床研發還將考慮機床與環境和使用者關系的和諧。高性能、綠色化、智能化的集成和融合才能開創面向未來的高性能數控機床的新局面。
過去的10年，全球領先的機床制造商都致力于數控機床技術性能的提高，不斷相互超越，推出令人眼花繚亂的新產品。例如復合加工機床、并聯運動機床、倒置式加工機床、超精密機床等。可以預測，在未來的10年里，機床制造商和研發機構將在機床與環境和人的關系領域爭奪制高點，形成“超脫”競爭對手的新產品，例如智能機床、網絡機床、綠色機床等以適應產業轉型升級和發展低碳經濟的需要。
機床是機械制造工業中廣泛使用的裝備，是一種用能產品（En鄄ergyUsingProduct，即EuP）。它的設計、制造、使用和回收將受到有關法規和標準的制約。2008年10月歐盟委員會向歐洲議會提交了《用能產品生態設計指南》2009～2011年的工作計劃，將機床產品列為十大用能產品之一。由德國弗朗霍夫應用研究促進會的微系統裝配和包裝研究所以及生產裝備與設計技術研究所開展“機床生態設計預研”項目，預計將在2012年出臺相關法規或指令，對機床的能耗加以限制，這必將對我國機床產品出口造成新的“綠色壁壘”。
節能減排是21世紀工業生產的時代使命，也是我國經濟可持續發展的需要。我國是世界機床生產大國和消費大國，機床的擁有量大約700萬臺。如果每天每臺節約1kWh，全年將有可能節約電能20億kWh以上。
那么，現階段如何實現低碳機床呢？
我國大多數機床型號陳舊、役齡較長，年久失修。首先，應該對服役5年以上的機床進行空運轉功率測量，對運轉效率低下和高能耗的機床進行檢修或淘汰。
其次，由于機床的生產效率主要由高性能刀具來體現，因此采用先進的刀具和合理的切削參數，減少切除單位體積切屑所需的能耗，或者提高單位能耗所創造的價值。
再其次，則是借助編程軟件對數控程序進行優化，使刀具軌跡盡量處于連續運動狀態，減少運動方向和速度的突然變化，以降低驅動電動機的能耗。
再次，對機床進行能源管理，采用低能耗高效率的液壓、氣動、潤滑和切削液等輔助裝置，減少非切削過程的能源消耗，及時關閉不使用的輔助裝置的電源。
最后，還應注意的是切削液是機床使用過程中不可缺少的輔助材料，也是主要的污染源。隨著刀具涂層技術的進步，干切削將會逐步獲得應用。當前，采用微量潤滑技術（MQL）是推廣綠色制造的首選方案。
事實上，所謂綠色生態機床，其主要特點在于其部件特別是移動部件的輕量化設計。而輕量化設計又主要體現在以下四個方面：
一是新結構，采用桿機構、焊接結構、箱中箱結構、臺中臺結構，通過輕量化和直接驅動減少驅動移動部件的電動機功率。二是借助計算機進行機床結構的優化和仿真，在保證機床剛度的前提下，降低鑄件的壁厚和重量，但要獲得一個高質量的薄壁鑄件不是一件容易的事，許多材料和鑄造工藝問題有待解決。三是新材料的應用，采用鋁合金、碳素纖維、工程陶瓷等材料替代鋼材和鑄鐵制造機床零部件。但其經濟性、可靠性有待進一步評估。四是自適應控制，開發智能化機床時對機床的動態性能進行實時監控，當出現振動時，加以抑制或補償。
低碳經濟涉及千家萬戶，不管是老百姓還是企業。如果我國5000多家機床制造廠家和數十萬家機床使用廠家都加以重視，正所謂，今天一小步，明天將是我國制造業走向低碳經濟的一大步。
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