隨著數(shù)控機床的高速發(fā)展，功能部件也向著數(shù)控化的方向邁進(jìn)。CIMT2007的盛會，凸顯了功能部件數(shù)控化的強勁趨勢。與傳統(tǒng)機床的功能部件相較，數(shù)控功能部件的各功能部件間的聯(lián)系不再單純地通過機構(gòu)或機械來緊密地耦合，而是通過數(shù)控系統(tǒng)及程序指令來完成。并且，它們都具有不同程度的反饋控制的能力以保證動作的精確性。這些特點充分反映出機電一體化時代的特征，成為高性能的新型功能部件。 主軸智能化 電主軸是把電機轉(zhuǎn)子和定子內(nèi)裝于主軸和主軸套筒上，用編碼器進(jìn)行速度檢測并與伺服控制裝置構(gòu)成電主軸單元，根據(jù)不同應(yīng)用場合還有在主軸上能對刀具或工件自動夾持等功能。 電主軸的優(yōu)點在于：可以減少轉(zhuǎn)動慣量和增加傳動剛度。因此成為數(shù)控機床高速化所采用的一項主要措施。不過，隨著主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的提高也會引發(fā)一些負(fù)面影響。比如：機床結(jié)構(gòu)和測量系統(tǒng)產(chǎn)生熱變形、裝置控制的跟蹤誤差隨速度增加而增大等。 為了解決電主軸存在的這些問題，智能主軸成為一種新的發(fā)展趨勢。在CIMT2007展會期間，日本山崎馬扎克推出了一種“智能主軸”?！爸悄苤鬏S”是在主軸上裝上溫度、振動、位移和距離等多種傳感器，傳感器信號由NC裝置進(jìn)行不間斷監(jiān)控。因此，在溫度升高、振動加劇、夾具壽命即將到期時可起到預(yù)防保護作用；在發(fā)生異常振動或夾具有錯誤時，能夠立刻關(guān)機，確保安全；對于熱位移，可通過修正，進(jìn)行高精度加工。 據(jù)悉，這種“智能主軸”將來還會有更先進(jìn)的智能化功能：主軸振動一旦增大，就會自動降低轉(zhuǎn)速，改變加工條件。反過來，如果在溫度和振動方面還有余地，就會加大轉(zhuǎn)速，提高加工效率。 伺服驅(qū)動器和電機經(jīng)濟化 在電控方面，市場上普通的電機和驅(qū)動器已經(jīng)逐漸難以滿足數(shù)控系統(tǒng)的要求。數(shù)控機床主軸驅(qū)動的調(diào)速范圍的擴大，也加大了對主軸恒功率的要求。改變電機性能正逐漸成為實現(xiàn)要求的方法之一。 上海富田電機制造有限公司在CIMT2007展示的變頻電機就是一種通過改變頻率以達(dá)到改變電機性能的一種應(yīng)用在數(shù)控機床上的產(chǎn)品。這種變頻電機產(chǎn)品已改變了過去國際廠商一統(tǒng)天下的局面，不少國內(nèi)廠商的產(chǎn)品都在機床行業(yè)得到了應(yīng)用。 展會上的博世力士樂則充分展示了數(shù)控系統(tǒng)MTX、IndraDrive系列伺服驅(qū)動器和伺服電機，充分倡導(dǎo)了從底層的伺服驅(qū)動到上層運動控制的自動化之屋概念。 [ALIGN=CENTER] 圖二：旋轉(zhuǎn)編碼器[/ALIGN] 分布式數(shù)控系統(tǒng)MTX是自動化產(chǎn)品之家的核心部分。作為先進(jìn)的全開放式數(shù)控系統(tǒng)，它最多可控制64根軸、12個獨立的CNC通道，可滿足金屬切削和金屬成型加工設(shè)備的所有要求。此外，伺服驅(qū)動器和電機IndraDrive支持各類現(xiàn)場總線，具有針對各個應(yīng)用的100多個功能模塊，并幾乎兼容所有的電機和編碼器類型。 從展會上也了解到，由于數(shù)控機床高速、高精度加工的趨勢明顯，對驅(qū)動器和電機的需求也迅速增多，但隨著國內(nèi)行業(yè)技術(shù)水平的提高，使得這兩種產(chǎn)品的價格也有所下降。經(jīng)濟型產(chǎn)品已成為市場上的寵兒。 編碼器通信化 編碼器是各類機械最常用的檢測裝置之一，用編碼器作為信號檢測的方法，已經(jīng)在機床行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。在CIMT上，天津宜科電子、天津羅升等公司都展示了其與機床配套的編碼器產(chǎn)品。宜科公司的工程師介紹說，隨著數(shù)控機床的高速化，對編碼器的測速要求也隨之增高。尤其是數(shù)控機床高速運轉(zhuǎn)時對高精度、抗振動等方面的保證需要，也給編碼器提出了更精準(zhǔn)測量的要求。 傳統(tǒng)的編碼器主要是通過PLC進(jìn)行信號輸出。但隨著通信技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用愈來愈普及，更經(jīng)濟、功能強大的現(xiàn)場總線逐漸在金屬加工中嶄露頭角。編碼器的發(fā)展也逐步從與PLC控制相連轉(zhuǎn)向同現(xiàn)場總線控制相連接，這樣，不僅在信號通信傳輸上比較快速，也更有助于加速對加工中的故障進(jìn)行排除。 由于在許多工業(yè)制造中，金屬加工大都是流水不停機作業(yè)，操作者對機床運行時各種數(shù)據(jù)的實時掌控要求也更高。這就要求編碼器與周邊產(chǎn)品相連更加密切，其中，很重要的一點就是要注意總線技術(shù)的發(fā)展，編碼器的產(chǎn)品接口、輸入輸出方式的改變、對不同協(xié)議現(xiàn)場總線的兼容性都是編碼器廠商要注意的地方。 滾珠絲杠高速、高精度、環(huán)保、小型化 CIMT2007展會期間，日本NSK公司展出了5大系列的滾珠絲杠副產(chǎn)品： BSS系列高速靜音滾珠絲杠。BSS系列高速靜音滾珠絲杠具有噪聲小的特點，比NSK的原有產(chǎn)品下降了6dB。該系列絲杠可以實現(xiàn)最大dN值為18萬的高速運轉(zhuǎn)，能實現(xiàn)急加速、急減速。其螺母外徑比NSK原有產(chǎn)品縮減了30%。該系列產(chǎn)品非常適用于有較高靜音要求的機床。 驅(qū)動用“TW系列”滾珠絲杠。隨著工作機械的大型化、高速度、高精度的發(fā)展趨勢，也對控制技術(shù)提出了相應(yīng)的要求。使用2個滾珠絲杠的雙驅(qū)動方式可以實現(xiàn)工作臺的高剛度、高精度以及快速響應(yīng)性。 小型鏇床用滾珠絲杠“BSL”系列。該系列產(chǎn)品包括軸徑尺寸為20～32mm、螺距尺寸為5～12mm的8種規(guī)格。由于采用了新循環(huán)方式、減少了轉(zhuǎn)矩的不均勻，因此滾珠循環(huán)非常順滑。通過采用隔離滾珠式樣的超大型滾珠施加預(yù)壓，實現(xiàn)了順滑的滾動。螺母外徑與原來采用管式循環(huán)相比，最大可縮小24％。通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、交貨快、緊湊型設(shè)計是該系列的主要特點。 高速數(shù)控機床用新HMC系列滾珠絲杠。HMC系列是NSK公司于1997年推出的，由于采用了“空心強冷”技術(shù)，帶來了滾珠絲杠的革命?，F(xiàn)在，NSK公司又對HMC系列進(jìn)行了改進(jìn)，滾珠采用了新的循環(huán)方式，在原有高速的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了靜音、振動小的環(huán)保性。 注塑機的自動化用HTF系列滾珠絲杠。該產(chǎn)品采用具備多個滾珠循環(huán)路線的多條絲杠結(jié)構(gòu)和大口徑滾珠，實現(xiàn)了高負(fù)載容量；速度是“HTF-SRC”系列高速·高負(fù)載滾珠絲杠的2倍以上，并可支持更高速的滾珠進(jìn)給。此外，由于滾珠上升結(jié)構(gòu)通過采用沿絲杠螺旋方向的后導(dǎo)向方式，使得滾珠的循環(huán)非常平滑，實現(xiàn)了低噪聲。 直線導(dǎo)軌高承載、滾動化 南京工藝裝備制造有限公司首次推出的GBZ滾柱重載直線導(dǎo)軌是CIMT2007展會期間國產(chǎn)機床功能部件的亮點。據(jù)了解，此種導(dǎo)軌單根可達(dá)4m，具有超重、低噪聲、高速、高精度、免維護、重負(fù)載能力、可靠密封等特點。此種產(chǎn)品的預(yù)加載荷種類有三種：p00.1C）、p10.05C）、p0.025C）。p00.1C）：適用于大剛度并有沖擊和振動的場合，常用于重型機床的主導(dǎo)軌等；p10.05C）：要求較高重復(fù)定位精度，承受側(cè)懸載荷和單根使用，時常用于精密定位機構(gòu)和測量機構(gòu)上；p0.025C）：有較小的振動和沖擊，兩根導(dǎo)軌并用時，要求運動輕便。 此外，按運動方式分，直線導(dǎo)軌分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。通過觀察，多家直線導(dǎo)軌生產(chǎn)出的產(chǎn)品呈現(xiàn)導(dǎo)軌滾動化趨勢。在較高技術(shù)領(lǐng)域基本不使用滑動導(dǎo)軌，而采用滾動導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌具有摩擦系數(shù)小、運動輕便靈活、運動所需功率小、摩擦發(fā)熱少、磨損小、精度保持性好、低速運動平穩(wěn)性好、移動精度和定位精度高、潤滑簡單、維護方便、高速運動時不會像滑動導(dǎo)軌那樣因動壓而浮起、成本低等特點。