據(jù)有關資料統(tǒng)計,在歐美工業(yè)發(fā)達國家中,有50%~70%的零部件都是采用激光加工來完成的,尤其是近年來發(fā)展很快。激光在工業(yè)制造中所顯示出的低成本、高效率以及應用的巨大潛力,導致了世界主要工業(yè)國家間互相競爭的動力。電火花加工、MES、信息化技術、網(wǎng)絡化制造等和激光技術一樣,在現(xiàn)代制造業(yè)都有著異曲同工的效果。
激光技術前景無限
王鶴齡先生:隨著激光技術在金屬加工中的應用越來越普遍,為滿足客戶對激光技術的全面和苛刻要求,各制造商間競爭已達白熱化。經(jīng)過幾年的激光功率大戰(zhàn),大家認識到高品質切割厚度的極限后,而更專注于如何提高生產(chǎn)效率,系統(tǒng)可靠性和降低運行成本來給用戶帶來更高的附加價值和收益。
不斷創(chuàng)新的技術將緊密圍繞著驅動技術、切割技術、降低能耗、可靠的過程控制和人性化的控制平臺展開。
驅動技術:為體現(xiàn)激光高速切割的特性,要求更高的加速度≥3g使薄板多孔零件的切割效率翻倍,從而切入傳統(tǒng)的沖床加工領域。但同時還要避免由此而增加的驅動力對機床結構剛性和穩(wěn)定性的額外要求。
切割技術:“飛行穿孔”和高速“可控脈沖穿孔”技術適應8mm或以上的板厚,以達到提高40%以上的效率,減少3/4的穿孔孔徑和熱效應而導致的變形、反濺現(xiàn)象,同時提高切割過程的可靠性延長鏡片和割嘴的壽命。
降低能耗:由于電轉化成激光的效率一直很低,而電的成本隨著經(jīng)濟的發(fā)展迅速增加,從而激勵電源從電子管進步到半導體控制,這樣不但可提升激光性能,顯著降低電能和激光氣體消耗,從而保證客戶更經(jīng)濟更環(huán)保的生產(chǎn)制造。
可靠的過程控制:完善的反射光隔離技術延長了切割高反射材料時所有鏡片的壽命,等離子云控制保證切割質量,光路保護及上述的“可控脈沖穿孔”技術提高了可靠性。
人性化的控制平臺:高速CNC使龐大的加工方案的傳輸在幾秒鐘內(nèi)而不是幾十分鐘完成,進口設備必須有中文界面,15“以上的顯示屏且觸摸操作簡單可靠。
激光切割機發(fā)展高速化
EvaSchwinghammer女士:“TRUMATICL3050激光切割機代表了目前技術發(fā)展的水平,直線性驅動系統(tǒng)在切割機中得到了完美的應用,使激光切割機達到了前所未有的加工速度和加速度值,為用戶帶來了可觀的生產(chǎn)率增長。”這是通快在3年前制造的全新二維5kW切割激光機。
與此同時,直線驅動技術已經(jīng)被應用于所有50系列激光切割機,包括TRUMATICL6050。為了將此項技術帶來的超高速度轉換成理想中適合的切割速度,德國公司現(xiàn)推薦帶有6kW激光器的激光切割機,并同一時間應用于TRUMATICL3050、L4050、L6050。首先,擁有了FLYCUT,使輪廓線之間帶有相互緊密排列的功能,可以提高生產(chǎn)率70%;其次,為了在無人操作班次下提高質量及生產(chǎn)穩(wěn)定性,通快設計一個自動噴嘴更換裝置;最后,當板材或板材厚度被更換時,程序會自動選擇正確的噴嘴,而不是由操作人員手工完成。
使用TLF6000激光切割機意味著加工速度會提高36%,并由此影響到生產(chǎn)效率。特別是對于大面積范圍的加工。在高速加工薄板時,TLF6000有效地達到切割速度40m/min;高速切割時的最大板厚可達4mm。
電火花加工無所不在
楊大勇先生:電火花加工技術自20世紀40年代發(fā)明以來,在現(xiàn)代科學技術的推動下,由于其獨特的優(yōu)點而發(fā)展成為一種極其重要的加工手段,彌補了傳統(tǒng)加工方法在現(xiàn)代制造業(yè)中的不足,得到了廣泛的應用。尤其是在機械(特別是模具制造)、航空航天、汽車、微電子、家電產(chǎn)品等領域占有極為重要的地位。當前,隨著微電子、計算機和自動控制技術的進步,電火花成形加工技術得到了飛速發(fā)展。
由于電火花成形加工具有非接觸加工、以柔克剛、精密微細等特點,其應用范圍越來越寬。
加工模具,如沖模、鍛模、塑料模、拉伸模、壓鑄模、擠壓模、玻璃模、膠木模、陶土模、粉末冶金燒結模、花紋模等等。電火花加工可在淬火后進行,免去了熱處理變形的修正問題。多種型腔可整體加工,避免了常規(guī)機械加工方法因需拼裝而帶來的誤差。
在航空航天、機械等領域中加工高溫合金等難加工材料,例如,航空發(fā)動機的渦輪葉片,其材料為又硬又韌的耐熱合金,電火花加工是合適的工藝方法。
微細精密加工,通常可用于范圍內(nèi)的型孔加工,如纖維異型噴絲孔、發(fā)動機噴油嘴、電子顯微鏡柵孔、激光器件等。
加工各種成形刀具(硬質合金、聚晶金剛石刀具)、樣板、工具、量具、螺紋等成形零件。
輔助用途,如去除折斷在零件中的絲錐、鉆頭,修復磨損件,跑合齒輪嚙合件等。
各種工件與材料的切割,包括材料的切割、特殊結構零件的切割,切割微細窄縫及微細窄縫組成的零件(如金屬柵網(wǎng)、慢波結構、集成電路引線框架等)。
多種高硬度、高熔點難加工材料,被電火花加工技術逐一解決。多種機械加工難于實現(xiàn)的復雜、精密模具和零件被電火花加工技術所攻克。
MES與網(wǎng)絡化制造終端前景看好
王學軍先生:隨著數(shù)控機床使用的逐漸普及,許多企業(yè)開始探索提高數(shù)控機床開動率的途徑。尤其是那些從事多品種生產(chǎn)的企業(yè),程序的編制、生產(chǎn)計劃的安排、刀具的管理以及現(xiàn)場設備工作狀況了解等工作占用了大量的時間,機床實際產(chǎn)生利潤的時間甚至不到總時間的30%。為了解決這一問題,MES的概念被提了出來,MES是“ManufacturingExecutionSystem”的英文縮寫,中文翻譯為“制造執(zhí)行系統(tǒng)”。MES對車間生產(chǎn)過程進行集成化管理,實現(xiàn)信息集成與共享,從而達到車間生產(chǎn)過程整體全局優(yōu)化的目標。
目前,針對機械加工行業(yè)的MES方案很多,但真正效果好的卻不多,其主要的問題就在于底層數(shù)據(jù)的采集上?,F(xiàn)在絕大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)并不具備與網(wǎng)絡集成的能力,MES需要的許多數(shù)據(jù)還是要由人來采集完成后輸入系統(tǒng),數(shù)據(jù)的可靠性和系統(tǒng)的易用性都存在著一定的問題。日本山崎馬扎克(YamazakiMazak)公司早在20世紀90年代中期就敏銳地預見到信息技術與制造技術結合的價值,經(jīng)過多年的開發(fā)于1998年左右推出了世界上第一種網(wǎng)絡化的數(shù)控系統(tǒng)-MazatrolFusion640系列,并為之開發(fā)了配套的MES軟件-CyberProductionCenter。
通過CyberProductionCenter,計劃的編排、制造指令的下達、刀具數(shù)據(jù)的集中管理和監(jiān)控、機床狀態(tài)的反饋等等,全部可以通過網(wǎng)絡直接針對相應的機床來進行。MazatrolFusion640系列數(shù)控系統(tǒng)很好地解決了底層數(shù)據(jù)的采集問題,使得配備了MazatrolFusion640系列數(shù)控系統(tǒng)的機床成為了真正意義上的網(wǎng)絡化制造終端。
(鋼訊)