隨著數(shù)控機(jī)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(huì)，凸顯了功能部件數(shù)控化的強(qiáng)勁趨勢(shì)。與傳統(tǒng)機(jī)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(guò)機(jī)構(gòu)或機(jī)械來(lái)緊密地耦合，而是通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)及程序指令來(lái)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(dòng)作的精確性。這些特點(diǎn)充分反映出機(jī)電一體化時(shí)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(jī)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(cè)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(chǎng)合還有在主軸上能對(duì)刀具或工件自動(dòng)夾持等功能。 電主軸的優(yōu)點(diǎn)在于：可以減少轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和增加傳動(dòng)剛度。因此成為數(shù)控機(jī)床高速化所采用的一項(xiàng)主要措施。不過(guò)，隨著主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的提高也會(huì)引發(fā)一些負(fù)面影響。比如：機(jī)床結(jié)構(gòu)和測(cè)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(wèn)題，智能主軸成為一種新的發(fā)展趨勢(shì)。在CIMT2007展會(huì)期間，日本山崎馬扎克推出了一種“智能主軸”。“智能主軸”是在主軸上裝上溫度、振動(dòng)、位移和距離等多種傳感器，傳感器信號(hào)由NC裝置進(jìn)行不間斷監(jiān)控。因此，在溫度升高、振動(dòng)加劇、夾具壽命即將到期時(shí)可起到預(yù)防保護(hù)作用；在發(fā)生異常振動(dòng)或夾具有錯(cuò)誤時(shí)，能夠立刻關(guān)機(jī)，確保安全；對(duì)于熱位移，可通過(guò)修正，進(jìn)行高精度加工。 據(jù)悉，這種“智能主軸”將來(lái)還會(huì)有更先進(jìn)的智能化功能：主軸振動(dòng)一旦增大，就會(huì)自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速，改變加工條件。反過(guò)來(lái)，如果在溫度和振動(dòng)方面還有余地，就會(huì)加大轉(zhuǎn)速，提高加工效率。 伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)經(jīng)濟(jì)化 在電控方面，市場(chǎng)上普通的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)逐漸難以滿足數(shù)控系統(tǒng)的要求。數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)的調(diào)速范圍的擴(kuò)大，也加大了對(duì)主軸恒功率的要求。改變電機(jī)性能正逐漸成為實(shí)現(xiàn)要求的方法之一。 上海富田電機(jī)制造有限公司在CIMT2007展示的變頻電機(jī)就是一種通過(guò)改變頻率以達(dá)到改變電機(jī)性能的一種應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上的產(chǎn)品。這種變頻電機(jī)產(chǎn)品已改變了過(guò)去國(guó)際廠商一統(tǒng)天下的局面，不少國(guó)內(nèi)廠商的產(chǎn)品都在機(jī)床行業(yè)得到了應(yīng)用。 展會(huì)上的博世力士樂(lè)則充分展示了數(shù)控系統(tǒng)MTX、IndraDrive系列伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)，充分倡導(dǎo)了從底層的伺服驅(qū)動(dòng)到上層運(yùn)動(dòng)控制的自動(dòng)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(dòng)化產(chǎn)品之家的核心部分。作為先進(jìn)的全開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，它最多可控制64根軸、12個(gè)獨(dú)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(dòng)器和電機(jī)IndraDrive支持各類現(xiàn)場(chǎng)總線，具有針對(duì)各個(gè)應(yīng)用的100多個(gè)功能模塊，并幾乎兼容所有的電機(jī)和編碼器類型。 從展會(huì)上也了解到，由于數(shù)控機(jī)床高速、高精度加工的趨勢(shì)明顯，對(duì)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)的需求也迅速增多，但隨著國(guó)內(nèi)行業(yè)技術(shù)水平的提高，使得這兩種產(chǎn)品的價(jià)格也有所下降。經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品已成為市場(chǎng)上的寵兒。 編碼器通信化 編碼器是各類機(jī)械最常用的檢測(cè)裝置之一，用編碼器作為信號(hào)檢測(cè)的方法，已經(jīng)在機(jī)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(jī)床配套的編碼器產(chǎn)品。宜科公司的工程師介紹說(shuō)，隨著數(shù)控機(jī)床的高速化，對(duì)編碼器的測(cè)速要求也隨之增高。尤其是數(shù)控機(jī)床高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)高精度、抗振動(dòng)等方面的保證需要，也給編碼器提出了更精準(zhǔn)測(cè)量的要求。 傳統(tǒng)的編碼器主要是通過(guò)PLC進(jìn)行信號(hào)輸出。但隨著通信技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用愈來(lái)愈普及，更經(jīng)濟(jì)、功能強(qiáng)大的現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線控制相連接，這樣，不僅在信號(hào)通信傳輸上比較快速，也更有助于加速對(duì)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(jī)作業(yè)，操作者對(duì)機(jī)床運(yùn)行時(shí)各種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(diǎn)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(duì)不同協(xié)議現(xiàn)場(chǎng)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(huì)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(diǎn)，比NSK的原有產(chǎn)品下降了6dB。該系列絲杠可以實(shí)現(xiàn)最大dN值為18萬(wàn)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，能實(shí)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(jī)床。 驅(qū)動(dòng)用“TW系列”滾珠絲杠。隨著工作機(jī)械的大型化、高速度、高精度的發(fā)展趨勢(shì)，也對(duì)控制技術(shù)提出了相應(yīng)的要求。使用2個(gè)滾珠絲杠的雙驅(qū)動(dòng)方式可以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)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(guò)采用隔離滾珠式樣的超大型滾珠施加預(yù)壓，實(shí)現(xiàn)了順滑的滾動(dòng)。螺母外徑與原來(lái)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(jì)是該系列的主要特點(diǎn)。 高速數(shù)控機(jī)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(qiáng)冷”技術(shù)，帶來(lái)了滾珠絲杠的革命。現(xiàn)在，NSK公司又對(duì)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(shí)現(xiàn)了靜音、振動(dòng)小的環(huán)保性。 注塑機(jī)的自動(dòng)化用HTF系列滾珠絲杠。該產(chǎn)品采用具備多個(gè)滾珠循環(huán)路線的多條絲杠結(jié)構(gòu)和大口徑滾珠，實(shí)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(guò)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(shí)現(xiàn)了低噪聲。 直線導(dǎo)軌高承載、滾動(dòng)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(huì)期間國(guó)產(chǎn)機(jī)床功能部件的亮點(diǎn)。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(hù)、重負(fù)載能力、可靠密封等特點(diǎn)。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(dòng)的場(chǎng)合，常用于重型機(jī)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(shí)常用于精密定位機(jī)構(gòu)和測(cè)量機(jī)構(gòu)上；p0.025C）：有較小的振動(dòng)和沖擊，兩根導(dǎo)軌并用時(shí)，要求運(yùn)動(dòng)輕便。 此外，按運(yùn)動(dòng)方式分，直線導(dǎo)軌分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。通過(guò)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(dòng)化趨勢(shì)。在較高技術(shù)領(lǐng)域基本不使用滑動(dòng)導(dǎo)軌，而采用滾動(dòng)導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌具有摩擦系數(shù)小、運(yùn)動(dòng)輕便靈活、運(yùn)動(dòng)所需功率小、摩擦發(fā)熱少、磨損小、精度保持性好、低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好、移動(dòng)精度和定位精度高、潤(rùn)滑簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、高速運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)像滑動(dòng)導(dǎo)軌那樣因動(dòng)壓而浮起、成本低等特點(diǎn)。