截至2020年，全球有40多個國家和經(jīng)濟體正式宣布了碳中和目標，應(yīng)對氣候變化的全球共識和趨勢已無法逆轉(zhuǎn)。中國提出了力爭在2030年前二氧化碳排放達到峰值，力爭在2060年前實現(xiàn)碳中和的目標。該目標將全面推動我國實現(xiàn)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。首先，倒逼產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提升國際競爭力。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型和新興產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，有助于推動國內(nèi)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型并提高長期持續(xù)的經(jīng)濟競爭力。其次，促進就業(yè)和經(jīng)濟繁榮。
相關(guān)研究表明，工業(yè)生產(chǎn)是第一大碳排放源，在能源使用造成的碳排放中，每年有近36%來源工業(yè)生產(chǎn)。工業(yè)企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型是碳中和的重點實現(xiàn)路徑。為制造業(yè)提供綠色制造技術(shù)則是機床工具行業(yè)應(yīng)盡的責(zé)任，應(yīng)有的擔(dān)當(dāng)。
MAKINO(牧野)的高精密數(shù)控線切割機床U6，搭載綠色節(jié)能新電源ES200A，容量更大，標配電流80A(峰值100A);通過更精細的數(shù)字化控制技術(shù)對電壓和電流進行控制，控制更精準，損耗小，工作狀態(tài)更穩(wěn)定;得益于其新一代數(shù)字電源控制技術(shù)，雖然電源容量增大，綜合耗能卻更低，與之前的系統(tǒng)電源相比，綜合節(jié)能40%。
MAZAK的Smooth Monitor AX軟件，能夠收集和分析工廠的機床生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并將機床生產(chǎn)狀態(tài)和電量消耗可視化。通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集分析解決生產(chǎn)問題，從而提高整個工廠的生產(chǎn)效率。據(jù)稱，該項技術(shù)的應(yīng)用能夠減少23%的CO2排放。此外，在機床待機狀態(tài)下，切斷不必要的電力供應(yīng)以減少能源消耗，如照明燈、顯示屏、排屑器等。待機模式下，能耗能降低45%。
OKUMA公司的新一代節(jié)能系統(tǒng)ECO Suite包含了ECO怠速停止、ECO能耗監(jiān)視、ECO液壓單元和ECO操作4個功能模塊。
“ECO怠速停止”應(yīng)用了“Thermo-FriendlyConcept”智能技術(shù)，監(jiān)控主軸的冷卻狀態(tài)，在保持主軸精度的條件下，適時關(guān)閉冷卻裝置，并及時關(guān)停非工作外圍設(shè)備，大大降低了未加工時耗電量。加工準備時間越長，“ECO怠速停止”的節(jié)能效果越顯著。
MB-5000HII工作一個月的節(jié)能效果
“ECO能耗監(jiān)視”能單獨顯示主軸、進給軸、外圍設(shè)備的耗電量。可在操作界面中確認“ECO怠速停止”功能來關(guān)停非工作外圍設(shè)備達到的節(jié)能效果。
“ECO液壓單元”采用低速、低噪音、低振動的高效節(jié)能液壓單元，通過高效液壓泵融合機床伺服控制技術(shù)，實現(xiàn)超低速運轉(zhuǎn)下的精密控制。結(jié)合運轉(zhuǎn)狀況優(yōu)化泵的運轉(zhuǎn)。
ECO液壓單元節(jié)能63%
“ECO操作”模式下，機床自動采取節(jié)能運轉(zhuǎn)模式，排屑器、油霧收集器在加工結(jié)束后自動停止運轉(zhuǎn)，僅運行所需的外圍設(shè)備。
DMGMORI機床的綠色制造技術(shù)(Green tech)可幫助用戶降低能源消耗。
DMGMori CELOS的27個應(yīng)用程序中，節(jié)能(Energy Saving)App能夠按時間或者程序段記錄機床的功率消耗，有停機、預(yù)熱、待機等模式管理機床、氣動液壓系統(tǒng)、顯示屏、照明燈，降低機床的能源消耗和運行成本，同時提高生產(chǎn)率。據(jù)稱，節(jié)能模式下，機床的能耗將降低30%。
INDEX機床在設(shè)計之初就遵循提升環(huán)保兼容性的同時降低能耗的原則。體現(xiàn)在ECO fluid、ECO energy、ECO design、ECO cool、ECO control等多項措施上。其中ECOfluid根據(jù)使用情況對泵的運行進行控制以降低其能耗，從而使冷卻液供應(yīng)和液壓供應(yīng)的能耗達到最佳水準;ECO energy使用同步電機提升效率降低能耗，同時所有驅(qū)動裝置配備電能回饋裝置以回收制動能量;ECO design減輕機床組件重量，降低能耗，通過技術(shù)和工藝整合，在一臺機床上進行智能化多工位加工以實現(xiàn)節(jié)能;ECO cool采用中央控制的機床冷卻系統(tǒng)，使余熱得到再利用;ECO control通過智能化待機方案降低消耗，自動關(guān)閉周邊設(shè)備。
瑞士TORNOS(托納斯)采用變頻器驅(qū)動高壓泵，從而優(yōu)化加工潤滑油的供給。優(yōu)化高壓泵電機的轉(zhuǎn)速，能夠嚴格按需供給潤滑油，顯著降低能耗，節(jié)省成本。通過優(yōu)化分析和計算，減輕機床關(guān)鍵部件的移動質(zhì)量，提高運動部件的加速度，同時降低能耗。應(yīng)用更高效的同步電機驅(qū)動技術(shù)，能夠回收再利用70%的制動能。Tornos自動車床上搭載的TB-DECO軟件包能夠計算每個刀具分度過程的最小進給速度，而無需修改零件的循環(huán)時間。據(jù)稱這項技術(shù)可節(jié)約大約7%的能耗。
大族粵銘的高功率光纖激光切割機Mach4020，配置有自動節(jié)能裝置，設(shè)備空閑時間超過5min，即自動進入休眠狀態(tài)。
伺服壓力機通過伺服電機控制滑塊的運動，壓力曲線可任意編程，任意設(shè)定和改變加工過程中的速度，實現(xiàn)位置、速度的閉環(huán)反饋控制，獲得任意的滑塊運動特性，具有節(jié)能環(huán)保的特點。江蘇亞威的SKE1、SME2系列伺服壓力機，采用低轉(zhuǎn)速、大扭矩專用伺服電機驅(qū)動，智能伺服控制，節(jié)省能源消耗，提高經(jīng)濟效益。
干切削技術(shù)環(huán)境污染小，可省去切削液相關(guān)的裝置，能降低產(chǎn)品的成本，加工產(chǎn)生的切屑干凈清潔，便于回收處理，是綠色制造技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。在CCMT2022展會上，將可看到眾多應(yīng)用干切削技術(shù)的展品。如重慶機床的數(shù)控滾齒機YH3120CNC、YE3115CNC、YE3140，南京二機的數(shù)控干式插齒機YD5126CNC、數(shù)控干式滾齒機YDB3132CNC，北京若墾自動化的高速數(shù)控滾齒機YK3120CNC6Z，寶雞虢西的數(shù)控齒輪倒角機GYK9335，宜昌長機YK8115數(shù)控刮齒機，日本浜井產(chǎn)業(yè)株式會社的N60 臥式精密滾齒機，均應(yīng)用了干切技術(shù)。
有研究表明，電機耗電量占工業(yè)電能總需求的70%，因此，提高電機的能效成為節(jié)能低碳的一項重要措施。提高電機能效的關(guān)鍵在于整體系統(tǒng)，如變速控制電機、數(shù)字化系統(tǒng)元件和工具，以及在電機系統(tǒng)中使用電能緩沖技術(shù)等措施的相互配合。
北京FANUC公司αis系列主軸電機和伺服電機，采用有限元優(yōu)化軟件對磁力進行解析，通過優(yōu)化電機磁路來最大限度提升扭矩，提高效率。它具有電源再生功能，可回收電機制動能。
格蘭富水泵(上海)有限公司展出的浸入式水泵，集成的變頻電機MGE配備高效IE5(國家能效一級)永磁電機，能有效降低能耗。
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