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【CCMT2024展品評述】部分功能部件精品（pǐn）亮點簡述

2024-7-25 來源：機床協會作者：-

【編者按】CCMT2024（第十（shí）三屆中國數控機（jī）床（chuáng）展覽會）已於4月12日圓滿落幕。展會期間，主辦方中國機床工具工業協會有（yǒu）關分會組織人員針對本專業領域展品進（jìn）行評述，現編發部分文章，供業界參考。文章觀點僅（jǐn）代表作者本人。

CCMT2024以“聚（jù）焦——數（shù）字（zì）•互聯（lián）•智造”為主（zhǔ）題，積極響應各種數字技術與製造技術深度融合的發展趨勢，在（zài）更高（gāo）層次上賦能（néng）機床工具製造業轉型升級和高（gāo）質量發展。

展會上隨處可見品類繁多的功能部件產品，如銑頭（tóu）、轉台、刀庫等，有（yǒu）助於提升機床加工的自由度（dù），實（shí）現機床（chuáng）功能的多樣化，大（dà）幅度提升機床的工藝範圍，使（shǐ）製（zhì）造（zào）廠家實現生產力和附加（jiā）值的最大（dà）化。作為（wéi）五軸及五軸以上多軸高端機床，銑（xǐ）頭或搖籃轉台是（shì）不可或缺的必配附件，同時，刀庫也成為（wéi）了數控銑床的標配產品。

筆者主要對本屆展會上展出的部分精（jīng）品功能（néng）部件進（jìn）行（háng）簡述，不到之處，請同行斧正。

一、直驅（qū）五軸功能部件

五軸聯動加工一直是數（shù）控加工中心的至高追求。采用力矩電機作為A/C軸轉（zhuǎn）位驅動力的搖籃轉台可實現聯動加（jiā）工，采用大功率高速電主軸，可實現高速高精加工，是加工市場的寵（chǒng）兒。筆（bǐ）者粗略統計，本屆展（zhǎn）會（huì）展出的配備搖籃轉（zhuǎn）台的機床數量占比較高。

對於雙（shuāng）軸（A/C軸）采用力矩電機（jī）直驅的AC搖籃轉台，有單（dān）臂和（hé）雙臂兩種形式。單擺式的隻有一邊設有力矩電機，A軸驅動力較同規格雙擺式的小，但轉台減小了一個支撐臂的空間，減小了機床的整體尺寸；雙臂式是A軸兩（liǎng）側都有力（lì）矩電機驅動，相對單擺式比較A軸驅動力大（dà），並（bìng）且A軸對（duì）稱式設計，擺頭重心與（yǔ）C軸旋轉中心重合（hé），轉位具有更好的穩定性。

1．GROB五軸聯動加工中心

德國GROB（格（gé）勞博）集團的加工中心設計緊湊，加工效率高且具備非（fēi）常高的穩定性，獨特的（de）機床設計理念保證了高效生產並可（kě）以依靠多（duō）樣化的（de）配置（zhì）選件來適應個（gè）性化需求。

GROB展出的五軸聯動通用車銑（xǐ）複合加工中心采用單臂式搖籃（lán）轉台，占地空間小，設計（jì）緊湊，A軸可實現360°擺角，最大（dà）程度提供了加工自由度，一次（cì）裝（zhuāng）夾即（jí）可完成零（líng）部件銑削和車（chē）削加工，節省生產中的時間、空間和投資成本。三軸最大速度65/50/80m/min，最大加速度6/4.5/7.5m/s²，配合轉台2g的超高加速（sù）度，機床加工效率高。GROB五軸聯動（dòng）機床產品質量到位，功能（néng）部件設計理念獨（dú）特，銑削（xuē）性能優越，五軸程序加工經驗足。

GROB展（zhǎn）出的配備機器人（rén）單元GRC-R12的（de）五（wǔ）軸聯動通用加工（gōng）中心G150，配置的柔性機器人單元，最大負載12kg，可實現工件或托盤的搬運（yùn），可增加工件清洗、測量、去（qù）毛刺等外圍設備，具有緊湊（còu）的抽（chōu）屜式上料係統，具備自動夾爪調節和更換功能，使機（jī）床的（de）自動化程度提升了一個檔次。

GROB今（jīn）年展（zhǎn）會最大的亮點是（shì）移動機器人（GMR）的展示，實現了高效、智能的（de）物料搬運。GROB移動機器人GMR配備了最新的（de）傳（chuán）感器技術，可以毫不費力在生產車間（jiān）內不依賴（lài）人工（gōng）進行駕駛。用戶收（shōu）益於一個車間（jiān）中多台（tái）設備且地點獨立的自動化解決方案。

2．海天（tiān）精工CFM650搖籃高速五軸（zhóu）銑削（xuē）中心

CFM650整機采用一體式龍（lóng）門框架和高剛性主軸箱結構，梁立柱設計采用一體式結構（gòu），相對（duì）分體式結構，減少橫梁立柱之間的接觸麵，誤差累積環節少，抗震性能、可靠性和穩定性（xìng）更好。同時三軸配置大規格滾柱直線導軌，1g加速度，保證設（shè）備出色的切（qiē）削剛性和（hé）加工效率。

配置自主研發製造的高轉速電主軸和雙力矩電（diàn）機直驅搖籃轉台，可實現（xiàn）高速五軸聯（lián）動加工功能。通過（guò）高（gāo）剛性主機結構和292Nm大（dà）扭矩電主軸搭配，保證設備強力切（qiē）削不發震；AC軸最大旋轉扭矩（jǔ）5160\1720Nm，可以滿足800kg重（chóng）物聯動加工。

產品（pǐn）在設計過程中全麵采用三維模擬實際製造與裝配，結（jié）合有限元分析軟件，加之可靠的運動學分析計算軟件，展示高速、高響應、高效、高精、高（gāo）切削剛性、高可靠性、高精度（dù）穩定性的綜合體驗。

AC軸采用直驅技術，兩（liǎng）軸定位精度8″，重複定位精度5″，具有傳動精度高、動態響應快、無機械磨損、結構簡單、可靠（kào）性高等優點。

CFM650的A軸（zhóu）采用雙臂力矩電機直（zhí）驅技術（shù），可實現高轉速、高扭矩加工，性能特（tè）性優異。采用水（shuǐ）冷技術（shù），可有效降低熱（rè）變形，提高搖籃的加工精度。

通過對（duì）各伺服軸（zhóu）的調校，調製適應不同（tóng）加工條件的參數模組，加（jiā）工時通過固定（dìng）循環即可時時切換；加（jiā）工條件參數選擇（zé）在滿足加（jiā）工需求的前提下，最大程度地提升生產效率，縮短加工（gōng）時（shí）間。

通過圖形化的界麵開發，時時動態顯（xiǎn）示各軸的負載及溫度狀態，針對電主軸還增加了軸承的溫度監（jiān）測；各軸在扭矩異常時，自動觸發停機報警，最大（dà）程度降低碰撞損傷；部件的幹涉區間主動保（bǎo）護，避免各（gè）軸移動過程中對部件的撞擊。根據需求（qiú），可對主軸進行熱延伸誤差補償的數據進行（háng）采集和分析，通過（guò）函數對其進行時時補償，提升加工精度。

3．濟南二機床XHBSV2516×27i高速雙五（wǔ）軸龍門（mén）加工中心

機床直線軸快移速度達到120m/min，加速度7m/s²以上。機床采用一體式焊接床（chuáng）身，配置自主研發（fā）的偏置式BC雙擺角數控萬能銑頭和直驅翻轉（zhuǎn）工作台，實現零件一次裝夾六麵加工。

偏置式（shì）BC雙擺角數控萬能銑頭采用高精度YRT軸承支撐、力矩電機直接驅動，強製循環冷卻，滿足長（zhǎng）期高速運動使用和高可靠性。擺頭整體（tǐ）采用輕量化金屬結構件，降低了擺頭重量，實現高速動態響應。外形尺寸緊湊，具（jù）備良好的加工接近性，滿足一體化壓鑄（zhù）零件的加工要求。

力矩電機直驅式翻轉工作台，最大回轉直徑2200mm，配置零點定（dìng）位係統，實現不同夾具的快（kuài）速更換。

A/B/C軸驅動采（cǎi）用力矩電機，全直驅設計，無（wú）中（zhōng）間傳（chuán）動環節，可靠性高；刀庫采用鼓形（xíng）直排式刀庫，主軸直接抓取刀具，無機械手，保證效率的同時提高了刀庫的可靠性。

展會現場做加工（gōng）演示時，左右兩個擺頭快速做著不同的加工動作，配合（hé）換刀及翻轉工作台的翻轉工件（jiàn）動作，展示出了國內先進製（zhì）造業的高（gāo）端產品性能。

4．HELLER HF係列臥式五軸加工中心（xīn）

此台機床可實現銑車複合加工、聯（lián）動加工和旋轉定位（3+2）加工，可配置鏈式或架式刀庫，快速換刀。其亮點在於可通過托盤交換係統采用抬升/擺動結構（gòu），對搖籃轉台上的托盤（pán）進行自動更（gèng）換。自從搖籃轉台問（wèn）世以來（lái），這是筆者在展會（huì）上第一次看到可以對搖籃轉台上（shàng）的托盤進行更換的機床，此處結構改進是對五軸加工中心效率的進一步提升和優化，節省了拆卸和安裝工件的時間。

5．成都煜鼎雙五軸臥式加（jiā）工中心

此機床主軸（zhóu）臥式布（bù）局，垂直落屑，加工區底部全域大斜麵排屑；機（jī）床雙五軸傳動係統設計，可實現零件不同工位同時加工，提高加工效率；零件（jiàn）及夾具（jù）具有±180°翻轉功能，最大翻轉直徑2000mm，實現大型一體化壓鑄件一次（cì）裝夾（jiá）全工序（xù）加工。並且此機（jī）床零件及夾具具有W軸移動功能，大幅減小主軸（zhóu）滑枕的行（háng）程和懸伸長度，提高加工剛（gāng）性和加工效率。

二、機械式五軸功能（néng）部件（jiàn）

從本（běn）屆展會看（kàn），直驅五軸（zhóu）功能部件是主流，采用力矩電機直接驅動，無（wú）背隙、低噪音，結構緊（jǐn）湊，具有高倍過負載能力，高精（jīng）度、高速動態響（xiǎng）應（yīng）。通（tōng）過標配絕對（duì）式圓光柵（shān），可進行高精度分（fèn）度。

機械式五（wǔ）軸功能部件更貼合（hé）傳統設計，機械式五軸頭具有體（tǐ）型小、輸出扭矩大的優點。機械（xiè）式五軸頭或搖籃轉台，可通過齒輪或減速機（jī）倍比提升轉動軸輸出扭（niǔ）矩，在（zài）電氣控（kòng）製上也較為簡（jiǎn）單（dān）；雖（suī）然機械頭的加工定位（wèi）精度略差於直驅頭，但（dàn）很多工件（jiàn）的加工往往（wǎng）也不（bú）需要特別（bié）高的精度，所（suǒ）以（yǐ）機械式五軸功能（néng）部件（jiàn）在還（hái）是有很大的市（shì）場（chǎng）份（fèn）額。

1．山東威達（dá）精工智能裝備製造有限公司機械式45°萬向頭

此款附件頭（tóu）屬於純機械式，主軸（zhóu）轉速6000r/min，A/C軸最小（xiǎo）分度1°，采（cǎi）用雙層牙盤差動分度定位結構，輸出扭矩可達（dá）1000Nm以（yǐ）上，具備主（zhǔ）軸鬆刀檢測裝置，A/C軸送夾采用接近開關檢測位（wèi）置。據威達工作人員描述，此款擺頭A/C最小分度可（kě）做到0.01°。

筆者（zhě）認為（wéi），這款45°萬向頭（tóu）標誌著（zhe）國產機械銑頭（tóu）向差動分度定位技術領（lǐng）域的邁進，畢竟這個技術之前隻（zhī）有一些國外品牌銑頭（tóu）使用。

這裏簡述下差動分度定位技術，通過兩層互相齧合齒盤的不同齒（chǐ）數定位，及相對單層齒盤的定（dìng）向旋向及特殊的定（dìng）位角度（dù），相互結合後使（shǐ）得角度頭得到微小分度的定位技術。舉個例（lì）子（zǐ）來（lái）說，C軸需要的1分度定位，可以通過上層的6分度牙盤和下層的5分度牙盤差（chà）動分（fèn）度得到（dào），C軸（zhóu）按所需方向旋轉6°後，上層牙盤鎖緊，在下層牙盤脫開基礎上反向旋轉5°，雙層牙盤（pán）咬緊後就得出銑頭整體旋轉1°的結果。此（cǐ）差動分度定位技術應（yīng）用在銑頭結構中，雖說使（shǐ）銑頭結構複雜度大幅增加，但可以使銑頭實現最小0.02°/0.01°的定位，並且（qiě）銑頭輸出扭矩大、體型小，牙（yá）盤定位使得銑頭具備較高的定位精度和較大（dà）的鎖緊力，采用此技術（shù）的銑頭在（zài）機加（jiā）工領（lǐng）域中具有（yǒu）非常廣（guǎng）泛的前景。

2．西班牙MILKO正交式自動分度萬能銑頭

銑頭主軸最高轉速5000r/m，最大（dà）功率257kW，最大輸出扭矩1500Nm，A/C軸最小分度可做到1分度。另（lìng）外，通過現場工作（zuò）人員了解到，MILKO已設計出A/C軸最小0.02分度的45度萬能銑頭，同樣是采用差動分度定位技術，並在液壓控製（zhì）、信號檢測及銑頭程序控製（zhì）上有獨（dú）到的（de）見解。因產品剛設計出（chū）來，還未（wèi）經過長時間（jiān）可靠性跑（pǎo）和，所（suǒ）以未在本次展會展出。

3．雷億爾精密機械科技（常州）有限公司全自動五軸伺服雙擺頭

此擺頭核心（xīn）優勢在於兩軸驅動采用雙向（xiàng）雙驅，AC兩軸分別由兩個伺服（fú）電機驅動並消隙，驅動（dòng）扭矩大（dà），動態性能好。以LYE-WZD72為例，A/C軸額定驅動扭（niǔ）矩1800Nm，最大驅（qū）動扭矩可達5400Nm。因為此擺頭采用伺服電機驅動，所以調試應用簡單，並可達到±6″的高定位精度，綜合性能比肩直驅擺頭。並且（qiě）這款五軸伺服雙擺頭對比同型號直（zhí）驅雙擺頭外觀體型更小，尤其是左右兩支撐臂尺寸，對加（jiā）工工件具有（yǒu）更好的接近性。

另外，此產品還有價格優勢，性價比高。隨著此產品技術和可靠性的成熟，在未（wèi）來製造業市場中或有一席之地。

4．埃弗米數控高剛性機械聯動A擺頭

東莞市埃弗米數控設備科（kē）技有限公司展出了一款臥式五軸聯動加工中心，機（jī）床為動柱式（shì）結（jié）構（gòu），配置（zhì）高（gāo）剛性機械聯（lián）動A擺頭，搭配B軸轉台，可實現臥式五軸聯動加工。不同於傳統三軸或四（sì）軸（zhóu）臥式加工中心，能實（shí）現機械傳動（dòng）的五軸聯動臥加數控機床是（shì）不常見（jiàn）的（de）。

HMU-140P/160P轉台和A擺頭采用專利機械傳動GTRT技術，即伺服電機加斜齒齒輪（高剛性（xìng）齒輪消隙技（jì）術（shù）），轉（zhuǎn）台回轉軸承（chéng）采用YRT組合滾子（zǐ）軸承，承重能力3000kg，機械傳動具（jù）有力矩電機驅動不可企及的傳動（dòng）剛性，是航空鈦合金（jīn）和高溫合金等難切（qiē）削材（cái）料加工的理想選擇。刹（shā）車為高壓（yā）油（yóu）驅動的大規格碟刹，杜絕了（le）普（pǔ）通環抱刹車的軸線歪斜缺陷，傳動環節配置了高精度海德漢圓光柵；機床配置10000r/min電主（zhǔ）軸，適合民（mín）用航（háng）空航天領域高精度零件加工工況，加工效率高。

三、刀庫類產品在數控機床的應（yīng）用

刀庫作為機床必不可少的重要功能部件，可儲備機（jī）床所需數量的刀具，並經過機械手實現與主軸上刀具的（de）交換，實現數控機床多（duō）種不同切削要求的自動化切換，節省（shěng）了切換時間，提高了加工精度。

刀庫的種類有盤式刀庫、鏈式刀庫等多種形式，刀庫的形式和容量需要依（yī）據機床的工藝範圍來確定。為了適應品種繁多的數控加工中心的需求，各刀庫廠家也在提升產品性能，提高換刀（dāo）效率和可靠性，滿（mǎn）足（zú）適應客（kè）戶的各種換刀尺寸需要。

1．威諾數控WN-DB2015ZX2動柱雙麵銑鏜加工中心

此加工中心（xīn）獲得CCMT2024“春燕獎”。機床為正掛箱式結構，直線導軌配置，配置雙（shuāng）通道數控係統，可實（shí）現兩主（zhǔ）軸獨立加（jiā）工（gōng）。滿足專業化生產需（xū）求，針對對稱性零件加工具有較大優（yōu）勢。機床配置有鏈式（shì）刀庫，雙主（zhǔ）軸自動換刀，使機床自動連續進行鏜孔、鑽孔、銑削、锪孔、鉸孔等多種工序加工，適合加工各種精度高、工（gōng）序多、形狀複雜的零件（jiàn），是一款提高精度和工效的（de）自動（dòng）化加（jiā）工機床。

此機床的刀庫設置在雙動柱背後，隨著立柱的運動而（ér）移動，多庫位的鏈式刀庫提升了（le）數控機床的加工靈活性（xìng）。不同於傳（chuán）統的固定位置刀庫設計，動柱背刀庫的設計整體美觀，實用方便，即滿（mǎn）足了機床對稱式設計理念，又照顧（gù）到機床剛性、整體精（jīng）度保證等諸多細節，大幅提升了機床的換刀效率（lǜ）。

2．喬崴進臥式鏜銑加工（gōng）中心

喬崴進科技股份有限公司展出了一款臥式鏜銑（xǐ）加工中心，配置的刀庫係統（tǒng）換刀臂可（kě）沿直角軌道做轉彎和直線運動（dòng），換刀臂上方還配置有拖鏈以供管路的移動走線，整個刀（dāo）庫係（xì）統構思精妙，外形簡潔大方，突破了傳統刀庫換刀臂短的缺陷，給整（zhěng）個機床布局設計提供了（le）便利。

四、結束（shù）語

十幾（jǐ）年前的機床展（zhǎn）會展出的數控機床產品，給人的感覺像“哥斯（sī）拉”，動梁、動柱（zhù）、橋式龍門這樣的機床，體（tǐ）型規格都很巨大，大廠家做大機床，精度也能（néng）做到（dào）位，是實力的象征。

十年內的機床展，國內（nèi）機床廠家開始給自己（jǐ）的機床配置進（jìn）口五軸功能部件，提升了機床的自由（yóu）度，展出的機床從“哥斯拉”過度到了（le）“變形金剛”，開始了對（duì）機床（chuáng）自動化的追求和加工工藝性的拓展。

CCMT2024展會，五軸數控機床遍（biàn）布各個展館，主流廠家都展出了（le）獨立研發的關鍵功能部件配套產品，具有比肩進口同（tóng）類產品的精度（dù）。多數展出機型體（tǐ）型小巧、結（jié）構緊湊、功能齊備，並有針對各行業的獨到設計理念，自動化、高效、智能、適用性等占主導。

從近幾屆展會看，國產功能（néng）部件的技術發展提升很快，尤其在“數字•互聯•智造”這（zhè）個大趨勢帶動下，為應對自動化和高效（xiào）加工需求，以及強化遠程響應能力的需要，數字（zì）技（jì）術（shù）貫穿了機床工具產品的全部生命周期（qī），與機床製造業深度融合，實現（xiàn）數據驅動的產品開發與技術創新，並迭代升級。在（zài）這個過程中（zhōng），高效高精功能部件（jiàn）產品在數控機床（chuáng）應用中大放異彩，給機床的綜合性能提升帶來質的飛躍。

來源：協會銑床分會（趙岩）責編：梅峰

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