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高能效为机床研发指明方向

2018-12-03 15:20:31

高能效为机床研发指明方向

效率、能耗和成本是评价一个机床优劣的三大标准。

近年来,在机床制造商之间,机床的能耗更多地引起了大家的关注。这不仅是由于不断上涨的能源成本促使业界开发高能效机床,也因为节约资源的可持续发展理念日益深入人心。在不久前德国汉诺威EMO(欧洲机床展)上,机床的创新自动化解决方案通过“智能化”能源管理带来较低的生命周期成本,减少综合成本并由此带来了更高的生产率。

“总体来说,与欧洲市场相关的厂商对高能效解决方案的需求比较大。”北京某机床企业技术人员李胜在参观后得出这样的观察。他告诉,他感觉到汽车制造商正在要求获得这种类型的解决方案,以便他们能够将这些方案应用于全球生产制造点。但从国际范围内看,需求量不那么强劲。

李胜说,部分大型和特种机床制造商将推出,能够满足绝大多数诸如汽车制造商这样的大型系列产品制造商对高能效有所需求的机床产品。他认为,这将成为一种趋势。在他看来,这方面发展背后的驱动力来自于立法状况,也来自于大型企业降低能源成本的计划。

对于德国巨浪有限公司来说,他们看重的是机床的能源生产率,而不是能源效率。他们认为,在轮班生产结束之后或非生产期间的能源节约特别重要。

为此,巨浪机床的标准设备包括了电能再生驱动装置、液压装置内蓄压器充压开关和具备根据负荷减少电流输入的异步主轴电机。

巨浪公司的Eppler博士还建议将在机床中利用来自各个冷却回路(例如电气开关柜冷却或冷却液体装置)的热能作为建筑物技术系统的组成部分。他认为,从能源的角度考虑,相比之下循环使用机床车间的机床所产生的热量并不明智。

作为一种替代方案,巨浪提出了所谓的Fluidtower(流体塔)概念,此装置能够将散发出来的热量传输到中央水系统内,紧凑地集成到机床车间内、液压装置以及主轴水冷系统之中,采用在车间地板上安装的塔式装置。

当然,提高机床效率本身就是一种节能。比如与单轴机床相比,就每个制造出来的工件来说,双轴机床的能源节约率约为40%。

巨浪公司技术负责人认为,机床节能是一项复杂的课题,不能只局限在查明机床所用各个部件的效率。“从我们的角度看,有必要对整个生产过程执行一次以能源为基础的观察,我们称之为‘每件能耗’。”

他认为采用高能效部件是一个重要步骤,但这一步骤只能在很小程度上影响工件生产的总能耗。相比之下,尽量减少整台机床的基本能耗,特别是通过暂时性关闭不需要的能耗设备,影响则大得多。

这位来自奥地利的专家建议进一步采取缩短每个工件生产用时的措施,因为在生产量上升时,基本能耗就可以分配给更多的工件。比如一方面通过根据生产需要打开或关闭装置来减少机床的基本能耗,也用于减少连接到主电源的总负荷;另一方面,通过减少主轴重量、能源回收、提升合格产品百分比以及通过整体加工缩短加工流程来降低可变能耗。

值得一提的是,高能效部件生产方法还带来了尽可能短的制造周期。目前国外不少企业还在生产中采用了自产的高能效机床。这种机床的价值不仅体现在能源节约成效上,更为重要的是,因为拥有了完美的试验环境,可以找出持续性减少能耗的方法。

实际上,已经有企业把自身积累的技术诀窍作为一种服务出售,用于解决客户在能效方面存在的问题。获悉,瑞士tarrag公司在EMO上,已经展示了此类服务项目。他们推出了“服务协助价值模块(SAM)”,即测量机床能耗的服务。

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