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大型機床這樣的籠統(tǒng)概念是不足以說明問題的。在X軸向上的行程超過10?m和在Y軸向上的行程達到數(shù)米的機床并不在少數(shù)，它們是切削技術上的巨無霸。“我們最大機床的工作室達到15m長、4m寬和3m高。”Kekeisen公司總經(jīng)理Thomas Gebele解釋說，“在我看來，一臺XXL大型機床擁有至少20m3的行程能力，這是一種優(yōu)勢。”

但是，對此并沒有一個明確的定義。“我認為加工大型工件的機床的工作室體積都在大約30m3以上，即工作室的尺寸至少是5m×2m×3m，設備的銑削功率也應該在60?kW以上。”Union Werkzeugmaschinen公司總經(jīng)理Michael Bergmann評判說。Starrag集團公司董事和營運總監(jiān)Georg Hanrath博士指出，相應的工件規(guī)格應該都在2500mm和5t以上。“往上還有多個工件級別直至30m，在工件重量方面應該沒有限制。”

如果問到廠家迄今為止所提供的最大機床設備的話，則還要高一個等級。Starrag公司向St.Petersburg地區(qū)提供了一臺在X軸上擁有21m和在Y軸上擁有9m行程、用于電站元件加工的龍門銑床。BimatecSoraluce公司的移動立柱銑鏜加工中心擁有64m縱向行程，Cimolai公司采用這種機床設備來加工運輸船所需的重達708?861?kg的槳架部件。

圖1 帶有圓形工作臺的龍門銑床：趨勢是對精度要求越來越高

量身定制的技術方案

大型設備無法批量制造。但是，這里仍可以采用標準構件技術方案。“通過采用移動立柱機床設備的模塊化標準構件系統(tǒng)，我們實現(xiàn)了很高的標準件比例。”BimatecSoraluceZerspannungstechnologie公司董事總經(jīng)理Fred Bisgwa說道，“這樣，我們即可為用戶提供一種符合用戶實際能力和裝備水平的獨特的技術設備。”在Union Chenmnitz公司里也是如此，對設備的大規(guī)模選型也是基于一種標準構件系統(tǒng)。對此，Bergmann說道：“我們向用戶提供量身定制的技術方案，此類技術方案是根據(jù)用戶的框架條件(例如加工任務和廠房里的實際狀況)而專門設計的。作為標準部件的一種組合，方案的實施也是盡可能保持在較低的費用水平上。”

但是，標準也有其局限性。“當我們采用預先制作好的模塊時，各種單獨方案的匹配程度最多只能達到60%。”Kekeisen公司總經(jīng)理Gebele報告說。因此，每款設備實際上都只能制造一臺而已。Starrag公司Hanrath博士強調說：“在大型設備上大幅提高標準件的比例，這從經(jīng)濟性上說當然是值得追求的。隨著不同應用場合和要求的大量出現(xiàn)，這也就意味著在設備的性能上需要作出一些妥協(xié)。”因此，Starrag公司把自己定位為一家高性能技術方案的供應商。通過在市場上尋求特定的技術方案和由此產(chǎn)生的技術重復的效應，也許可以達到一種標準化技術的效應。

自主制造是一個決定性的因素

對自主制造部件的追求是顯而易見的。“在此類設備方面，自主制造的深度是一個決定性的因素，這是因為此類設備的精度只能在制造過程中產(chǎn)生。”Bisgwa判斷說。BimatecSoraluce公司的所有鑄件(如機身、立柱、銑削滑板和銑削頭等)均為自主制造的。

而對于Union公司總經(jīng)理Bergmann來說，雖然不見得必須要達到很高的自主制造深度，但是自主制造確實具有不可戰(zhàn)勝的優(yōu)勢：“Herkules公司在傳統(tǒng)上就一直立足于很高的制造深度。設備上的所有核心部件均在集團內(nèi)部制造，由此可以確保產(chǎn)品的質量和供貨期，同時我們也可以更加靈活地去滿足用戶的特殊要求。”

盡管XXL大型設備與常規(guī)的加工中心有很大的差別，但是有些趨勢則是相同的。“大型部件的金屬材料品種和復合材料都會與小型部件有相類似的研發(fā)過程。”Starrag公司經(jīng)理Hanrath解釋說，“因此所面臨的挑戰(zhàn)也都是差不多。從總體上說，干式加工的情況亦是如此。設備工作室的凈規(guī)格對外罩和切屑排放都提出了特殊的要求，而要滿足這些要求，則會遇到極限的情況。”

大件切削也是朝著整體加工的方向發(fā)展。“向需要接受五軸加工和采用組合型加工工藝的，更為復雜和更為大型的工件發(fā)展的趨勢是顯而易見的。”Hanrath如是說。而Bergmann則補充說道：“為了降低裝卡和換裝的工作量，越來越需要在機床設備上集成多種不同的加工工藝，例如車削和銑削。由此，可以在一臺設備上實現(xiàn)對工件的整體加工。”

圖2 “向需要接受五軸加工和采用組合型加工工藝的，更為復雜和更為大型的工件發(fā)展的趨勢是顯而易見的。”

由于大型部件的換裝需要耗費大量時間，所以一次性裝卡的整體加工也是一個至關重要的因素。Bimatec-Soraluce公司總經(jīng)理Bisgwa表示：“在大型機床設備領域，自動化技術也因此發(fā)揮著重要的作用。通過采用各種不同且自動變址的銑頭和滑枕，再結合使用銑頭和滑枕的全自動更換系統(tǒng)、適配性角銑頭、主軸延長件或電動主軸、旋轉和移動工作臺以及綜合夾持系統(tǒng)，可以實現(xiàn)這一點。通過采取這種方式的自動化，在設立多個工作站時即可確保達到一種往復式的加工狀態(tài)，從而可以使操作人員在主生產(chǎn)時間內(nèi)同時對后面的工件進行裝載和卸載。”

Starrag公司針對工件一側的自動化狀況，也可提供一種雙工作臺的龍門銑床。在這種銑床上，一個工作臺處于工作室內(nèi)，而設置在機床一側的另外一個工作臺則用來對工件進行裝載和卸載。但人們也已經(jīng)采用過托盤系統(tǒng)技術方案，其托盤長度為16?m。

機床設備的精度越來越高

大型切削加工廠家所面臨的一個要求便是對精度的要求。“我們發(fā)現(xiàn)，越來越高的設備精度要求甚至超過了對設備工作室空間的要求。”Union公司總經(jīng)理Bergmann報告說。

圖3 Union公司的Millforce型移動立柱銑床與PCR 150型臥式銑鏜床的配對式布置

Fred Bisgwa則從另外一個角度提示：“大型工件往往需要費時費力的校準過程，尤其是那些非常精密和高價值的工件，其中有一部分工件所需的校準時間甚至超過了加工本身時間。”Bimatec Soraluce公司通過采用照相測量方法給了用戶一個可以對工件進行快速測量和自動調節(jié)的可能。該企業(yè)通過內(nèi)置全套3D測量系統(tǒng)，可以使每個工件的測量時間最多節(jié)省70%，校準時間最多節(jié)省60%。