能源消耗大的装置主要是冷却润滑泵。采用高压状态下的转速调节，可以节约能源

供应给机床的能源只有20%～40%被用于其主要功能，例如，在铣床上用于零部件的金属切削工艺。这意味着，在这方面有着可以进行探讨的巨大潜力。

在NC-Plus联合研究项目上，9家合作伙伴致力于将铣床正常工作状态下的能源消耗降低30%。然而，单个零部件的优化不足以实现这个目标，所以有必要让整个机器与机加工工艺过程实现整体性匹配，利用控制系统对能源管理予以支持。所以，项目联合会组成包括机床和零部件制造企业、用户和院校合作伙伴。

机床是个复杂系统，其组成包括不少功能单元，而且在原则上，要满足客户的要求。在这里，生产任务，如精度、周期时间和灵活性等是主要的影响因素。这意味着我们不可能获得“现成”的效率措施。NC-Plus研究项目展示出极具广阔前景的提高基础效率的措施，就其经济效益而言，有必要对这些措施的具体应用情况逐一进行评估。

高能源效率是采取一系列措施的结果

联合研究项目的基础是对铣床在工艺过程中整个能源需求的测量。这些测量，除了能源流动速率之外，还包括压力、容积流量、冷却润滑剂、冷却水、液压油温度以及机床的压缩空气消耗等。这些测量数据给3个子项目提供研究机床不同领域的基础：NC坐标、流体和热概念以及控制系统。子项目研究结果将综合到原型项目中，在原型项目中，可对能源节约情况通过测量进行验证。

图1 DMC 80 H加工处理中心的控制器在NC-Plus上具备各种功能

NC-Plus项目开始于2009年7月，将继续执行到2012年6月。现在，已经获得不少有关能源节约的知识。其中，一项重点研究是冷却系统。在NC-Plus项目中，开发了新的冷却策略，冷却装置依靠空气进行冷却而不使用压缩空气。智能调节使用热模型，借助这些热模型的帮助，可以对结构性改变和各种控制策略进行评估。为了避免不必要的能源消耗，在机床主轴停止，无加工任务时，控制系统会自动关闭冷却系统。另外，新开发的铣削主轴也对冷却线路中能源平衡的改进发挥着贡献作用。由于采取了一系列措施，与常规主轴相比，这种铣削主轴的效率提高到一个更高的水平，因此，需要更少的冷却。

在机床或工艺处于静止无加工任务，垂直坐标固定不动时，创新性的制动器可关闭相关传动装置，因而，保证更低的电力消耗。另外一个能源消耗大的装置是冷却润滑泵。测试表明，在高压状态下，调节转速，可以节约能源。除了转速调节以外，在冷却润滑剂供应方面，采用了容积流量调节，这样，对于每种机床，可以预先调整压力或者容积流量。对于切屑去除和冷却，容积流量在技术上是重要参数。在能源效率上，机床控制系统起着核心作用。智能化概念可以避开功率尖峰，执行能源管理。在这方面，需要对零部件控制程序进行匹配。控制系统也要将审查冷却装置或冷却润滑剂系统等机床子系统的工作作为自身的任务。任何时候当工艺容许时，就要让其进入备用状态。在NC-Plus项目中，正在开发一种程序，收集所有工艺信息，在控制系统上实现这项功能。

图2 在DMC 80 H控制器所执行的任务中，包括在工艺允许的任何时候，将冷却泵或冷却润滑系统等子系统选择性地切换至备用模式

复杂技术需要整体性评估

就像机床本身一样，提高效率的工作也是复杂的。何种措施，在何种条件下，导致何种效益，取决于许多因素。有关具体应用的信息越精确，机床就能更加有效地、以更高的效率适应性地与之匹配。但是，即使是万能机床，也可以按照相关工艺对之进行优化调整，发挥巨大的节能潜力。

效率工厂和NC-Plus项目的背后是谁，他们在做些什么？

效率工厂（Efficiency Factory）是德国机械设备制造商联合会（VDMA）与德国联邦教育和研究部（BMBF）联合首创的一项活动，宗旨是推广交流在德国联邦教育和研究部支持下以“生产中的能源效率”为主题而开展的31个联合研究项目的最新成果。200多家工业和科研单位的合作伙伴沿着价值创造链研发出多项能源效率生产技术。所涉及的研究项目包括主题领域“效率生产的机器和设施”内的NC-Plus研究项目。这个项目于2009年7月开始，2012年6月结束。NC-Plus项目涉及到下列项目合作伙伴：

Bosch Rexroth Electric and controls

GmbH

Camaix GmbH

Chr. Mayr GmbH &Co. KG

Deckel Maho Pfronten GmbH

Franz Kessler GmbH

Hydac International GmbH

KME Germany AG & Co. KG

Leibiz-University,Hannover,Institute for Production Technology and

Machine Tools(IFW)Perpendo Energie和Verfahrenstechnik GmbH

效率工厂和联合研究项目NC-Plus的资金由联邦教育与研究部在“明天生产的研究”框架概念项目下予以资助支持，由卡尔斯鲁生产和生产技术项目代理机构（PTKA-PFT）监督实施。