CIMES2018隆重舉(jǔ)行(háng)創新成果目不暇接(一)機床篇
2018-9-10 來源:-- 作者(zhě):徐正平 楊 曉
CIMES2018 已經順利落下帷幕, 本(běn)屆展會繼續延續了以往的恢宏和精彩, 一批具有智能、綠色、高效、精密、複合等技術特點的機床展品,成為關注熱點。為機(jī)床配(pèi)套的境內外刀具企業也充(chōng)分展示了各自領域的先進技術。本文邀請行業專家對本次展覽(lǎn)會部分機(jī)床及刀具展品進行簡單(dān)評述,以饗讀者。
CIMES2018第十四(sì)屆中國國際機床工(gōng)具展覽會於今年(nián)6月26-30日在北京(jīng)的中國國際展覽中心新館隆重舉(jǔ)行,共有29個國家的1300餘家展商(shāng)參展,出(chū)麵積達12萬平方米,觀眾人(rén)數高達12萬人次(cì)。
機(jī)床
MAZAK展示iSF技術
三年(nián)前,國際(jì)上網(wǎng)絡智能製造搞得非常(cháng)熱,最突(tū)出是沈陽機床的i5,DMG MORI的CELOS及日本馬紮克的順暢加工SMOOTH TECHNOLOGY。
在這(zhè)次展會上,馬紮克在順暢加工SMOOTH TECHNOLOGY的基礎上繼續發展,又全新推出(chū)了“iSF” 這個概念,即“MAZAK iSMART Factory” ,那是馬紮克使用最先進技術的新一代智能工廠,目前正在(zài)馬(mǎ)紮(zhā)克(kè)的全球工廠內正大力推進。這項(xiàng)創新不僅整合了MAZAK最新的自動化和少(shǎo)人化技術,更重要的是(shì)工廠通過(guò)全新的數據采集模式,能夠更方便地(dì)將關(guān)鍵(jiàn)數據傳送給(gěi)車間的監控係統,使車間的加工(gōng)設備和網絡更好地連接起來。通過生產管理係統與ERP的聯動,努力(lì)建成生產計劃的自動(dòng)調整體係,這個(gè)體係(xì)的目標是將生產周期(qī)縮短30%,半成品在庫和產品在庫(kù)削減(jiǎn)30%,管理工時降低一半。iSmart Factory的意義不(bú)僅(jǐn)在(zài)於馬紮克自身可以采用這(zhè)樣高效、先進的(de)方式組(zǔ)織生產,他們更期(qī)待向高端客戶提(tí)供整套(tào)係統,以便適應“製造業服務化”的發展趨勢(shì),並與客戶(hù)共享成功。
DMG MORI 的新型激光增(zēng)材(cái)製(zhì)造
DMG MORI公司前幾年開發的LASERTEC 65 3D混合加工(gōng)機床,是一台全功能5軸(zhóu)聯(lián)動銑床(chuáng)上融入了增(zēng)材式激光(guāng)堆焊技術的創新產品,把增、減材製造完美地融合於一台機床之中(zhōng)。這次他們展出的是一台LASERTEC 30 SLM,粉床式增(zēng)材製造的完整解決方案機床。其主要特點是具有高靈活性、高效率和高工藝可靠性(xìng)。該機占(zhàn)據選擇性激光熔融增材製造(zào)市場的領先地位。例如(rú),靈活的rePLUG粉料模塊將(jiāng)粉料的更換時間壓縮到兩個小時以內。此外,封閉的粉料回路為工作區的安全性和和工藝自動化提供保證。機床門與小門布局合理,人機(jī)友好(hǎo)的(de)機床設計(jì)簡化工件操作和維護操作,而控製麵板將全部重(chóng)要按鈕和控製件全部布局在操作員視線內和可觸(chù)範圍內。搭配DMG MORI的CELOS SLM 為CAM編程和機床控製提供一站式、全集成(chéng)和統一用戶界麵的軟件解決方案(àn)。正(zhèng)是因為具有整合並統(tǒng)一的(de)用戶界麵,對(duì)於任何複雜的工件加工,都可在機床外部編寫工件程序,用戶(hù)都能(néng)在最短的時間內將數(shù)據快速提供給機床(chuáng)。
值得一(yī)提的是,機床的(de)右端材(cái)料(liào)粉盒可以輕易(yì)簡單更換,如果用戶希望用不同材料,如不鏽鋼、鈦合金等,那麽(me)就可選購備用盒子,操作快捷安全。
TORNOS的MultiSwiss係列
瑞士TORNOS公司,這次主要展出的是將縱切自動車與(yǔ)數控多軸自動車(chē)相結合的創新產品。他們的(de)MultiSwiss 8X26在EMO展出時就很轟動。
堪稱革命性的MultiSwiss,填補了(le)單軸自動車床與(yǔ)多(duō)主(zhǔ)軸車床之間的空(kōng)白。機床采用(yòng)了“多合一“理念設計,床身(shēn)本體,送(sòng)料機、高壓冷卻單元、自動排削器等選配件完(wán)美的集合在機床內,結構更加緊湊小巧,減少了機床實際占用空間。在機(jī)床設計中也充分(fèn)考慮了操作人員的舒適性(xìng),不必俯(fǔ)身(shēn),便可進入其中更換刀座,這種前端介入(rù)式設(shè)計對用戶(hù)更加友好,更加符合人體工學設計,安全創新,在市場上堪稱獨一無二。配置了8根可獨立控製的(de)電主軸,可根據不同(tóng)工序靈活調(diào)整主軸轉速,並(bìng)采用扭矩電機進行主軸鼓分度定位與(yǔ)鎖緊(jǐn),具有定位速度快,定位精度(dù)高等特點。主軸創新(xīn)性地采用高精度靜壓軸承,因此無傳統主(zhǔ)軸軸承旋轉所產生的(de)震動及磨損,這(zhè)樣就顯著提高了零件表(biǎo)麵光(guāng)潔度(dù)及刀具壽命。采用了模塊化的多刀具理念及即插即用的刀具係統,每個工位能夠容納多達四把刀具,實(shí)現讓人難以相信的靈活(huó)性以及加工區域出色的可計入性,同時最多帶6個Y軸的配置可以讓加工最複雜車(chē)削類零件成為可能。內置TISIS通訊軟件及TB-DECO編程軟件(jiàn),讓操作者快速實現輕鬆編程和(hé)實時監控,助客戶邁出了跨向工業4.0領域的第一步。
SW的多主軸多工位加工中心
德國SW公司的多(duō)主軸(zhóu)、並且能多工位五軸聯動加(jiā)工的臥(wò)加,確實是一種高效、高精度的創新加工(gōng)中心,因此展台觀眾也絡繹不絕。
由直線電(diàn)機驅動的雙主軸雙工作台臥式加工中心BA W02-22,配置了自動上下料係統-配有毛坯(pī)件和成品件垂直儲(chǔ)存(cún)托盤的新型集成上料模(mó)塊,該模塊集成6軸機器人,輔助裝(zhuāng)卸加工工(gōng)件。
由於該機器人采用頂置式設計,可針對特定(dìng)工件靈活配置,因此具有更高的移動和空間自由度,並可同(tóng)時使(shǐ)用多個夾具移動托盤,這種設計創新是相當獨特且(qiě)實用的,特別適合汽車(chē)、摩(mó)托車等大批量零件的高效加工。
EMAG的倒置加工新技術
埃馬克EMAG是當今世界(jiè)上可(kě)為整(zhěng)個加工(gōng)過程鏈提(tí)供全套解決方案的供應商之一,同時擁有(yǒu)車(chē)削、鑽孔、銑削、磨削、滾齒、熱套裝配、激光焊接(jiē)、電化學工藝、感應淬(cuì)火等9項創新工藝(yì)製(zhì)造技術。
VL 3 DUO 是該公司VL 係列(liè)模(mó)塊(kuài)化機(jī)床家族中的首款雙主軸機床,它擁有兩(liǎng)個工作區,實現了對該係列產品範圍的完美拓展,是高效加工直徑Φ150 mm 盤類件的理想之選。
機床集(jí)近年來創新(xīn)成果於一體,包含了自動上(shàng)下料係統、TrackMotion 自(zì)動化係統以及機床的模塊化基本結構,在19.6 m2的緊湊空間內可實現生產效率的最大化。在該條生產線(xiàn)中,VL 3 DUO 所擁有的專用於OP 10和OP 20的兩個獨立加工(gōng)區,分(fèn)別車削工件的兩個麵。VL 3 DUO 的每個加工區均配備了獨立的工件存儲器和自動上下料主軸。兩個加工區彼此互為鏡像、高度一致,均擁有動力強勁的(de)工作主軸,其功率和扭矩分別可達18.1 kW和142 Nm,可確保實現快速、精準的切削加工。此外,每個加工區還配備有12刀位刀塔,既(jì)可安裝車刀,也可選配動力刀具。
尤為值得一提的是,在該機(jī)床的(de)回轉刀塔上(shàng),裝有一塊凸狀定位塊,將加工好的回轉(zhuǎn)體工件(jiàn)置於此定位塊上,隨後吹氣(qì)將切屑去除,不讓髒物帶出加工區,這種細微的工藝思路是(shì)值得我(wǒ)們參考的。
海德漢主要展出(chū)了三大類產品
海德漢這次(cì)展品可謂琳琅滿目,現僅選擇三(sān)項介紹一下(xià)。
其一是智(zhì)聯製造,隨著互(hù)聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需(xū)求(qiú),海德漢(hàn)進一步完善(shàn)了信息化互聯互通功能,推出了海德漢“智聯製造Connected Machining” 一係列功能(néng),為海德漢數控(kòng)係統傳統用(yòng)戶(車間加工)實現無(wú)紙化信息傳遞和加工車間透明化提供了簡易的解決方案。
其二是全閉環-光柵尺和角度編碼器(qì)。機床(chuáng)在加工(gōng)過程中(zhōng)的誤差來源,主要包含機(jī)床的幾何結構誤差、彈性變形誤差以及熱變性引起的誤差;其中,熱變性誤差大約占70%,因此它是機床誤差產生的主要來源。鑒(jiàn)此,對(duì)於精度要求高的加工(gōng),一般需要(yào)安裝光柵尺和角度編碼器實現(xiàn)全閉(bì)環控製,取代傳統的半閉環控製,海德漢全閉環能夠為用戶解決如上的加工難題,實現(xiàn)高精度加工。
其三是新品(pǐn)測頭。最(zuì)新推出具有Endat接口的工件測頭TS460和(hé)刀具測頭TT460,進一(yī)步增強測頭設置的用戶友好性(xìng),僅需在係(xì)統的用戶界麵即(jí)可(kě)完成測(cè)頭設置和檢查測頭工作狀態,無需進入(rù)機床參數界麵(miàn)。
通快的鈑金加工利(lì)器
在這(zhè)次(cì)中(zhōng)國國際機床(chuáng)工具展覽(lǎn)會上,德國通快集團亮出了全新全進口的鈑金加工利器TruMatic 1000 fiber,這(zhè)是一款可以成型並可折彎(wān)的激光(guāng)切(qiē)割機,所有鈑金加工工藝幾乎(hū)全都能完成。獨步天下的Delta混(hún)合驅動技術,為其(qí)高效的生產保駕護(hù)航(háng)。創新的智能分(fèn)揀,更能解決現有的鈑金生產瓶頸,減少(shǎo)人工操作(zuò),並提(tí)升加工質量。
對(duì)於鈑金加工的廠家而(ér)言,如果要加工一個裝(zhuāng)配類工件,一般工步是(shì)先進行切(qiē)割(gē),再通過攻絲機進行裝配孔加(jiā)工。這種加工模式,看似合理,卻隱藏著眾多生產浪費。如果一台設備即可以完成(chéng)靈活的(de)激光切割,又可以進行攻絲和成(chéng)型,那現有的物流和(hé)上下料準備等過程將不再被需要(yào)。正如精(jīng)益生產理念(niàn)中提到,一個生產線要做到高效,不僅需要提升加工設備的效率,更重要的是最少的生產浪費。通(tōng)快帶來的這款設備,正是基於這一理念,通過減少工位,從而減(jiǎn)少物流和生產準備時間,以及(jí)由於人工幹預而產生的額外成本和生產報廢,進(jìn)而提升(shēng)加(jiā)工穩定性和加工品質(zhì)。
德國通快集團作為工(gōng)業4.0的創始企業(yè),在設(shè)計全新設備的過程中,也融合更多智能製造、敏捷製造的理(lǐ)念。這(zhè)台全新的TruMatic 1000 fiber不僅能完成高效的生產(chǎn),更難能可貴的是,他(tā)的智能分揀可極大減少後期人工的分揀和打磨時間。
大連科德平台式臥(wò)加
在E1-B201大連科德展區(qū),有一台平台式臥式加工(gōng)中心可謂獨具一幟,機床的主體結構基本固定,借此為平(píng)台,可(kě)配置多種模塊,組成各類(lèi)不同品種供用戶選購。
其X-Y軸方案是: 立柱部分采用牆式結構,與床身高剛性結合形成L型(xíng)結(jié)構,以增強主機固定部分整體(tǐ)剛性(xìng),X軸采用(yòng)滑板結構,采(cǎi)用高剛性三(sān)導軌掛壁支撐技術,機(jī)床設計過程中,有(yǒu)限元輕量化設計,變形小,動態性能優異。Y軸采用雙驅,無配重結構,采用光柵閉環控製。大大提高運動部件性能和控製(zhì)精度。
Z軸方案是:床身(shēn)主體(tǐ)采用中央後排(pái)屑,八地腳穩定支撐,特別適合(hé)主機成線(xiàn)及鋁合金類零件的大切削(xuē)量切削的排除,Z軸工作台直(zhí)接在床(chuáng)身前後運動,采用雙驅技術,雙光柵反饋,相比單驅大大(dà)提高了運動部件的運動性能。並且(qiě)雙驅(qū)內(nèi)置,實現了多個工作台模塊的互(hù)換,降低了同規(guī)格,不同係列產品的生產製造難度,保證(zhèng)生產(chǎn)一致性,進而在生產環節,提升產品製(zhì)造(zào)可靠性。
A-B軸方案主要以直驅技術為主,通過力矩電機(jī)作為回(huí)轉坐標主要驅(qū)動技術。直驅技術具有動態響應能(néng)力好,無反向間隙,無(wú)傳動機械磨損等顯著優勢。直驅技術已經成為當前(qián)國際上精密高速機床重要的技術路線。針對鈦(tài)合金等難加工材(cái)料的加工,機械主軸目前處(chù)於研發試製(zhì)階段。
整機直(zhí)線軸三坐標軸采用通過雙驅技術可使機床得到更強、更平穩的驅動,能夠(gòu)有效地抑製振動,消除反向(xiàng)間(jiān)隙;同時雙驅技術也對控製提出了更高的技術要求。大連科德在光洋的數(shù)控技術的支(zhī)持下,在(zài)其產品中大量運用雙驅設計,為用戶提供理想的加工設(shè)備。
浙江美日小型數控工具磨床
中國機床的(de)發祥地源於上海,是一批寧波的浙江人幹起來的。浙江人憑借對機床與工具(jù)的獨特天賦,確實(shí)轟轟烈烈做出了(le)一番事業。早些年前,當國家(jiā)大力支持東北機床振興的同時,浙江的有識之士就豪(háo)邁提出,要把浙(zhè)江打造成中國製造業第一大省。
而今,浙江的民營(yíng)企業家依然不忘初心(xīn),奮鬥不止,尤其在(zài)浙(zhè)中南一帶,發展如火如荼。企業雖小、雄心卻大,這塊區域內榮獲春(chūn)燕獎的(de)單位也不少,有的一次或多次金榜題名,打破了國企對該獎項的壟斷。
浙(zhè)江(jiāng)溫(wēn)嶺有家美日機床,僅有員工60多人。他們(men)主打產品是小型係列(liè)的數控工具磨床(chuáng)及各類小型工具(jù)修磨(mó)機等。令人難以置信的是,這些小產品(pǐn)原來中國80%需要進口,而現在美日機床的產品非但擋住進口,還占據了國內市場的60%以上,同時大量出口。出口產品80%銷往德國、日本、美國等歐美工業發達國家,占領了他們50%以上市場。
美日機床的成功,並非依靠低價位,而是靠技術(shù)創新、精益生(shēng)產(chǎn)。並已申請了60項專利,是美日成功的關鍵所在。立方氮(dàn)化硼砂(shā)輪的傻(shǎ)瓜型研磨機(jī),雙偏心結(jié)構,使得操作十分便捷(jié),深受用戶歡迎,出口供不應求,這就是中國(guó)產品走向(xiàng)世界的一個縮影,我們確實應(yīng)該對這樣腳(jiǎo)踏實地的創業精神點(diǎn)個(gè)讚。
華中數控展出的智能數控係統(iNC)
華中數控與寶雞機床聯合(hé)研(yán)製了基於新一代人工智能技術的智(zhì)能數控係統(tǒng)(iNC)和智能機床(iNC-MT)概(gài)念機,開發了一批質(zhì)量提升、工藝優化、健康保障和生產運(yùn)行的智能化功能模塊。
在華中(zhōng)8型數控係統的基礎上,新的智能數(shù)控(kòng)係統(iNC)提供了機床指令域大數據匯聚訪問接口、機床全生命(mìng)周期“數(shù)字雙胞胎”的(de)數據管理接口和大數據智能(可視化、大數據分析(xī)和深度學習)的算法(fǎ)庫,為打造智能(néng)機床共創、共享、共用的研發模式和商業模式的生態圈提供開放(fàng)式的技術平台,為機床廠家、行業用(yòng)戶及科研機(jī)構創新研製智能(néng)機床產品和開展智(zhì)能化技(jì)術(shù)研究提供技(jì)術支撐。
在(zài)此基礎上,智(zhì)能數(shù)控係統(tǒng)(iNC)已初步實現了質量(liàng)提升、工藝優化、健康保障和生產運行一批智能化功能,使得數控加工“更精,更快(kuài),更智能”。
此外,智能數控係統(iNC)采(cǎi)用了多點觸控虛擬鍵盤,替代了傳統的數控機床鍵(jiàn)盤;采用(yòng)機器視覺人臉識別,對操作者身份認證。
煙台環球機(jī)床附件集團有限公司的(de)係列展品
現在(zài)我們都說機床發展的瓶頸在(zài)於零部件,其實零部件企業也正(zhèng)努力追趕,煙台環球(qiú)機床附件集團(tuán)有限公司目(mù)前已有有四項科研項目(mù)獲得國家“高檔數控機床與基礎製造裝備”科技重大專項立項(xiàng),這次他們的展品也很有特色。
例(lì)如手動卡盤,由於(yú)盤體鑄件加了(le)鈦粉,硬度達到HB230以上,因此(cǐ)不易斷裂,而且耐磨,強度高,盤體表麵光潔度(dù)也較高(gāo);車床卡盤的卡爪可以互換,不需要打標記(jì)號。這說明了卡爪的(de)互換性好,避免了二次配磨卡爪,盤體內(nèi)潔淨度也好,從而提高了盤絲和八字輪的使用壽命,卡盤搖動起來(lái)手感均勻,沒有死點;盤絲(sī)壓蓋采用鑄件,沒有像其它廠家采用塑料件,故而克服了塑料件定位盤絲不穩的問(wèn)題,提高了(le)卡盤自定心(xīn)精度和使用壽命;這類卡盤精度在國標精度基礎(chǔ)上還萬壓縮20%。
再如液壓刀架,他們采用三(sān)聯齒盤結構,刀盤轉位免(miǎn)抬起,相(xiàng)比其(qí)它兩聯齒盤結構產品刀盤轉位時(shí)必須(xū)抬起,這樣防水、防塵效果(guǒ)顯得更好;刀(dāo)架采用液壓馬達連續旋轉結構,不同於某些同類產品間歇分度機構,轉位時速度(dù)更快。
擁有自主知識產權並榮獲春燕獎的TK64320兩軸搖籃式(shì)直驅數控轉台,是5軸聯動加工中(zhōng)心最常用的附件,這次也是展出亮(liàng)點之一。這種直驅(qū)搖籃(lán)式數控轉台(tái),對比蝸輪副結構轉台具有零(líng)間隙,永不磨損等優點,而且轉位速度(dù)快。由於采用了(le)圓(yuán)光柵閉環裝置,分度精(jīng)度更高,同時響應速度(dù)也(yě)快(kuài),聯(lián)動插補精度更高。
直(zhí)驅(qū)轉台因采用了閉環控製,能實時監測機械部分位置誤差和速度誤差,並及時反饋給數控(kòng)係統,以確(què)保加工精度和聯動插補精度。本轉台還采用循環水冷卻電機,裏麵有若(ruò)幹個溫度傳感器,可(kě)實(shí)時監測電機溫度和冷(lěng)卻(què)水溫度,由於確保電(diàn)機的正(zhèng)常運轉和水溫恒定,故而可減少由於溫度的變化造成的機械部(bù)件的熱變型,因(yīn)此加工精度高、零件(jiàn)一(yī)致性(xìng)好。
武漢智德立數控
W2館的D903展台,武漢智德立公司的高精度數控轉台非常(cháng)受(shòu)人(rén)關注。它采用全球首創的無間(jiān)隙二級雙(shuāng)凸輪傳動結構設計,實(shí)現了超高精度的平麵跳動和中心跳動控製(均(jun1)≤3um),確保了分度基準圓心的精(jīng)準定心,因而實現了(le)轉台(tái)分度精度達(dá)到±2”,重複定位精度2”,(該技術已獲國(guó)家(jiā)發明專利)。
這種高精度數控轉台,由於采用了無間隙二級雙凸輪傳動結構,因此打(dǎ)造成一款無需鎖緊的轉(zhuǎn)台,不僅徹底克服了(le)轉台鎖緊(jǐn)動(dòng)作造成的定心定位基(jī)準的隨機性偏差,而且轉台剛性強、精度穩定性好,8100Nm的扭矩輸出 ,可承受30000N的切削力。
純機械(xiè)方(fāng)式實現高精度,無需光柵(shān)補(bǔ)償,消除了因光柵汙染(rǎn)導致轉台精度丟失(shī)的困擾,因此轉台在長期使用過程中(zhōng),精度穩定可靠。
獨具(jù)匠心的(de)傳動結構設計,顛覆了傳統的傳動方式,是唯一實現滾動摩(mó)擦傳動的轉台,相比較傳統結構的滑動摩擦傳動,摩擦係數相差300倍以上。該設計配合獨特的整體預緊裝配工藝(yì),真正做到反向無間隙。運動零部件的磨損小、噪音低(40dB以(yǐ)下(xià))、箱體溫升小(50℃以下),產品使用壽命大幅度提高。在每天8小時不間斷轉動工況下(xià),精度保持不變至少(shǎo)三年以上,除換油(普(pǔ)通(tōng)潤滑油)外,免維護(不拆卸維(wéi)修(xiū))。三年以後(hòu),若精度有所(suǒ)下(xià)降,可通過現場恢複調校至(zhì)出廠精度,無需更換(huàn)任何(hé)零部件。
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