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展（zhǎn）海拾貝皆是寶-- CIMT2023中國國際機床（chuáng）展一瞥

2023-5-31 來源：本刊通訊員作者：徐（xú）正平（píng）

光陰似箭，CIMT展會轉眼（yǎn）已經是第18屆了，本人有（yǒu）幸每屆都得以參加，並結合EMO及IMTS，因此對當今機床發（fā）展略見端倪，更對（duì）中國機床的努力趕超倍感振奮（fèn）。

創新是推動技術進步的不懈（xiè）動力，然而在工作母機領（lǐng）域，要頻頻出現（xiàn）重大發（fā）明可能性很小，但小改小革的技術創新比比皆是，在展會中兜上一圈就可（kě）信手拈來。

E1德國館中的SW公司，原來一直生產雙（shuāng）主軸、雙工作台為主的臥加，但為了迎合市（shì）場需求，最近他們研製成功了一（yī）台突破傳（chuán）統理念的大型臥加，資料顯（xiǎn）示這款加工中心最大的特點（diǎn）是“加工空間（jiān）大、主軸（zhóu）工（gōng）作行程（chéng）廣”，設（shè）備可以輕鬆（sōng）容（róng）納大型結構部件的（de）同時（shí），也擁有業內（nèi）尖（jiān）端的設備性能。事實（shí）證明，設（shè）計創新必須要跟上市場步伐。

BA space3是一款單主軸加（jiā）工中心(圖1)，其（qí）工作主軸水平設置，Z軸為可選項目，能帶集成的2軸旋轉（zhuǎn）頭（tóu）。如（rú）果使用旋轉頭，則使用 CAD-CAM 軟件創建NC程序（xù），並使（shǐ）用軟件包“5 軸聯動加工，實現自，動運動測（cè）量（liàng）和無線（xiàn）傳輸探頭數據（jù）功能。主（zhǔ）軸錐孔為HSK63，主傳動功率35kW，核心主軸具（jù）有非常低的質量慣性矩，可以在較短時間內轉速達剝17,500 rpm。

(圖1)

機床采用整體結構設計，原則（zé）上可最（zuì）大程度降低偏差，確（què）保加工單元和工件工作台之間獲得最佳（jiā）力流，也就是指最佳力的傳遞流向

X、Y和Z進給軸使用直線電動機，進給可達120m/min，三向加速度可高達11m/s² （X軸）、18m/s²（Y軸）和20m/s²（Z軸），與采用滾珠（zhū）螺杆主軸的傳統驅動相比，直線電動機（jī）在能耗、磨損和噪聲排放（fàng）方麵具有顯著優勢。

旋轉工作台（tái）兩側為夾緊麵，可在角度設置範圍（-16°至0°或164°至180°）內，加工的同時能進行上下料。

機床X/Y/Z行程達3000/1800/875mm，夾具額定承重1t，偏心載荷3000Nm。X軸在控製方麵采用電氣同步控製（zhì）的方式（shì）實現雙側驅動，反饋標配絕對光柵尺，即使在偏心負載的情況（kuàng）下，也可保證最佳定位精度。縱（zòng）置的Y軸重量主要通過液壓方式100%補償，使（shǐ）得熱應力相應能耗微乎其微。鏈式刀具庫（kù），能裝載40-80把刀具

本機床主要為了解決（jué）電池殼體、底（dǐ）盤零件以及其它航空航天大（dà）型輕金屬（shǔ）結構件的批量加工難題。

瑞士斯達拉格（gé）集團的（de）寶美公司，他們的旗艦（jiàn）產品“s191”多功能（néng）加工中（zhōng）心就是一（yī）台不斷升級換代的範（fàn）例。(圖2)

(圖2)

由於采用高可靠性（xìng）、高度模塊化的設計，因（yīn）此機床的應變能力非常（cháng）強。這次主要創新的亮點是:采用大麵（miàn）積的玻（bō）璃窗及完美定位的通道門，為機床（chuáng）內部提供了無與（yǔ）倫比的可視性，也為檢修提供了極大（dà）的便利;機床的人機（jī）界麵是在基（jī）於Windows係統的電腦（nǎo）應（yīng）用程序上開發（fā）的，隻需簡易的手指（zhǐ）滑動（dòng），即可從一個屏幕切（qiē）換到（dào）另一個屏幕;除此之外，它能（néng）夠跟蹤當前（qián）的加工進度，查看編程參數設置或進行實（shí）時生產跟蹤。另外，與具有（yǒu）代表（biǎo）性的操作者一起製定的方法使得培訓更加直觀（guān）和友好，同時又降低了操作者所需的技能水平。

寶美191neo的主軸通孔直徑有三（sān）種規格：42mm，50mm和65mm，背麵加工單元有四（sì）種不同的類型： “P”型-單虎鉗機構， “PRM”型-多副虎鉗和夾具組合，

機床帶90刀位（wèi）的刀庫，現在內置了一（yī）個刀具斷裂檢測（cè）裝置，檢（jiǎn）測和加工能同步進行。再加上寶美傳統的（de）工件托盤庫或者模塊化或定（dìng）製的機床人自（zì）動化單元，您可以實（shí）現24小時/7天的生產，如需要，隻有預防性維護才能中斷生產。

日本馬紮克公司展出的VARIAXIS i-800 NEO(圖3)是針對（duì）“碳中和”理念而開發出的，兼顧高（gāo）生產性（xìng）、高精度、高環保性的最新產（chǎn）品。

(圖3)

馬紮克不僅在機（jī）床上安裝了節能設備，還（hái）通過使用人工智能和數字技術、工序集（jí）約這3種措施來實現生產效率與環境保護的兼顧。在不影（yǐng）響客戶生產效率的情況（kuàng）下降低環境負荷，實現社會可持續發展。VARIAXIS i-800 NEO可以（yǐ）通過工件的一次裝夾（jiá），實現多麵銑削（xuē）加工，大幅度縮短轉（zhuǎn）序時間。同時，利用先進的刀具和高速加工技術，大幅（fú）減少加工時間。廣泛應用於半導體、汽（qì）車、航空、模具、一般機械（xiè）等領域的高效高精度加工（gōng）。

VARIAXIS i-800 NEO除了在加工能（néng）力（lì）、精（jīng）度方麵進行升級進化，在（zài）節能（néng）環保方麵也有獨特（tè）之（zhī）處。通過實際測試，相較於（yú）以前的VARIAXIS機型，新（xīn）一代的NEO機型，在全生命周（zhōu）期內，碳（tàn）排放可以削減39%。與此同時，該機型支持豐富（fù）的自動化選項（xiàng），可以選（xuǎn）擇雙托盤（pán）交換（huàn）裝置、MPP、PALLETECH SYSTEM、液壓（yā）夾具安裝準備及刀具破損檢測等，可根據客戶的需求（qiú），提供（gòng）更加理想的解決方案（àn）。

在這次展（zhǎn）會上（shàng），日本牧野首次向中國觀眾展示（shì）了全新的大型臥（wò）式五軸加工中心a800Z。其最大工件尺（chǐ）寸φ1000×H800mm，最大承重1t。其特殊的臥式結構+傾斜五軸工作台設計，故在確保機床（chuáng）剛性的同時，也兼顧靈活性與精度，從而有（yǒu）效提升生產效率。

圖（4）

a800Z的Z型工作台設計，與傳統的搖籃式（shì）轉（zhuǎn）台相比更加緊湊（còu），並且在旋轉軸的運動過程中，工件重心變化幅度小，對於零部件加工需要頻繁變（biàn）更角度的加工可有效提升生產效率（lǜ）。其雙轉台均為DD馬達設（shè）計，可有效保（bǎo）證精度。

階梯式的立柱與Z型工作台，構成的三（sān）角形切削回路，保證整體床身切削時的最佳剛（gāng）性（xìng）。全新升級的10000rpm主軸，能實現721/305Nm的扭矩輸出，故機床的切削性能比較強。

該（gāi）機床切屑處理比較特殊，全不鏽鋼的豎直加工室內壁，保證加工時切屑順暢排出。切（qiē）削液箱內部配置了（le）攪拌噴嘴，從而減少了底部（bù）的油泥沉積。

交（jiāo）換台配備630×630mm 托盤，可以實現與臥式四軸加工中心a81nx的混合柔（róu）性線（xiàn）加工，針對多品種少批量零件加工需求，四軸與五軸的結合足以有效應對。

當今機床的競（jìng）爭已經不是單（dān）台機床（chuáng）的競爭了，而是成套成線的競爭，就單台機床而言，也不僅僅施展單一的加工工藝，譬（pì）如銑磨複合、車（chē）銑複合（hé）等等。

這次E8館-B013展台是國際上以高（gāo）精度著稱的的瑞士肖布林公（gōng）司，它（tā）們這次（cì）展品充分體現出了（le）現代機床的高精、複合、智（zhì）能、綠（lǜ）色等綜合特點。202TG采用雙拖板、雙磨（mó）頭加動力刀塔結構，具有車、磨（mó）、銑、車、齒等功能，尤其令觀眾不可思議的（de）是，安裝在以方木搭建的臨時展（zhǎn）台地基（jī）之上的機床，在現場加工（gōng）零件時粗（cū）糙度竟能達到Ra 0.082。

該公司的另一台展品是942-Y，它除了具有車、銑、磨等複合加工能（néng）力之外，又融合了—種“刮齒”的新工藝。

所謂“刮齒”，就是一種在（zài）機床上將工件（jiàn）與刀（dāo）具兩個旋轉運動高度精準、同步（bù）控製、高速連續切削的齒輪成形方法（fǎ），它將肖布林（lín）機床（chuáng）公（gōng）司的高精度旋轉主軸技術與精密傳動控製技術相（xiàng）結合，運用到刮齒技（jì）術可輕鬆（sōng）實現 DIN 6 級齒輪精度。(圖5)就是用刮齒技術加工的零件，(圖6)則是切削原（yuán）理圖。

(圖5)

(圖6)

大家知道，加工中心的發（fā）展就是FMS柔性製造係（xì）統，那麽我們在E1-B217浙（zhè）江偉立機器人展台，他們提出的一（yī）個概念是DFMS，即數字化柔性製造係統(圖7)。

(圖（tú）7)

DFMS是一種（zhǒng）基於數字化技術的柔性加工解決方案，適用於多（duō）品種小批量加工場景。其主要由物料存儲係統、智能搬運機構、裝載站和數字化生產管理係統等組成，集成加工設備、測量設備和（hé）工序輔助設備等（děng），可以實現生產過程的柔性化、自動化和數字化，提高生產效率（lǜ）和質量。DFMS應用數字孿生技術，實現物理設備與數字模型的虛實同（tóng）步，可進行（háng）遠程管理和預測性維護，從而降低維護成本。同時，DFMS

MES/ERP/WMS/CAM等係統（tǒng）對接，實現各係統間數據采集（jí）、傳輸、交換和管（guǎn）理，為工廠數字化實現提供（gòng）基礎。

DFMS的應用帶來了許多優勢和價值（zhí）。首先，DFMS可以（yǐ）通過虛擬仿（fǎng）真和（hé）模擬對設（shè）備和產線布局、工廠物流和人機工程等進行優化，確保方（fāng）案設計合理。其次，DFMS可（kě）以有效解（jiě）決多品種、小批量加工難（nán）題，減少人工幹預、提升設備利用率、提高產品品質和降低生產成本，實現24小時不間（jiān）斷作業。此外，DFMS還可以對工藝執行情況、過程質量監控和（hé）設備狀態管理等進（jìn）行精細化管控，提高生產效（xiào）率（lǜ）和產品質量。

在金切機床加工中，實時監控與刀具檢測是十分重要的。在W3-A407展台，由法國（guó）捷（DigitalWay）加工（gōng）過程實（shí）時監測係統，由於創新理念別具—格，使得觀眾始繹不絕(圖8)。

(圖8)

DigitalWay加工過程實（shí）時監測係統，包含斷刀、崩刃（rèn）監測、刀具磨損監（jiān）測及各（gè）種其他加工過程異常監測功（gōng）能，從1992年至今已有30多年的獨立運營（yíng）和技術應用開（kāi）發經驗累積，是行業內唯一擁有傳（chuán）感器製作技術（shù）和（hé）芯（xīn）片（piàn）設計能力的公司（sī），因此DigitalWay的產品（pǐn）可以說是獨一無二的。

DigitalWay的刀（dāo）具監測係統不同於傳統（tǒng）接觸式監測解決方案，它幾乎不占用加（jiā）工節拍，通過監測主軸切削時的功率負載進行實時監控，內置的（de）高（gāo）精（jīng）度Shunt功率傳感器，分辨率為（wéi）滿（mǎn）量程的0.0015%（30kW主軸分辨率可達0.45W），輔（fǔ）以5000HZ采樣率的高速計算芯（xīn）片，保證了監測係統能在5ms內做出報（bào）警響應，適用於多種類型的（de）複雜刀具（刀盤、複合刀具、成型刀等），可以在加工出現異（yì）常時立刻發出（chū）報警。

DigitalWay在國內擁有小（xiǎo）至1mm鑽頭及1.2mm絲錐（zhuī）的斷刀監測經驗，專利技術的功率導數算法可以監測到顯微鏡下才能看到的微小崩刃。磨損監測可以發現刀具的實（shí）際使（shǐ）用壽命，不（bú）再拘泥於保守的固定切削次（cì）數限製，可提升不（bú）同刀具5-20%的加工（gōng）壽命。

精準（zhǔn）的監（jiān）控報警可以幫助（zhù）客戶降低95%的（de）不良品率及其他生產成（chéng）本（刀（dāo）具、物料、人力（lì）、質量投訴等（děng））。提（tí）高生產效率，操（cāo）作工可以兼顧多台單機，自動（dòng）化產線不再擔心斷（duàn）刀等異常引起的大批量零件報廢。

高精度傳感器、準確的監測報警以及擁有豐富設置經驗的應用團隊支持，使得DigitalWay始終（zhōng）處於行業內領先地位，是客戶解決加工異常、降本增效的最（zuì）佳合作夥伴。

為了方便用戶大（dà）量使用刀具，E3- 刀具上市公司OKE展出了智能（néng）刀具櫃(圖9)。

(圖9)

智能刀具（jù）櫃由一個主櫃和（hé）若幹（gàn）個副櫃（guì）組成，主（zhǔ）副櫃可（kě）按客（kè）戶產（chǎn）品需（xū）求（qiú）來定製，可以做到全天（tiān）候24小時值守，精準分發控（kòng）製和庫存（cún）統計，每天實（shí）時推送領用數據，操作人員擁有專屬回收儲位（wèi）功能，實現刀具以舊換新。智能刀櫃配有專業管理軟件，可以精準計算刀具生產製造成本，將（jiāng）每一把刀具精確到（dào）一人一設備，有（yǒu）效避免了之（zhī）前刀具產品領用後無法繼續跟蹤（zōng）問題。並且每個月在指定時間內準（zhǔn）確提（tí）供刀具報告，通過數據追溯問題。

其主要操作功能是，主頁麵有領用，借用，歸還，回收等內（nèi）容。領用功能操作簡（jiǎn）單便捷，按項目領用：點擊後頁麵就（jiù）會顯示出客戶工（gōng）廠所（suǒ）有加工零件型號，按照加工（gōng）工序進行領用，首先點擊要領取的零件名稱（chēng），按（àn）頁麵提示工序（xù）刀號，同時（shí）要求輸入更換原（yuán）因，更換品牌，所使用的機床型號，最終點擊（jī）確認領取。按項（xiàng）目領用（yòng）可以讓客戶得（dé）到更準確的單件（jiàn）成（chéng）本。借用歸還功能，可（kě）以使需要重（chóng）複使用的量具工具等產品有效跟蹤溯源。回收功能是對現場用完（wán）廢舊（jiù）刀（dāo）具進行管理，對需修磨的（de）刀具進行分類管理。

智能刀具櫃通過寄售的管理模（mó）式，刀（dāo）具產品用後結算，讓客戶受益於三大核心服務（wù）：刀具零庫存刀具零資金占用零庫房管理人員成本。1.零庫存：是指客戶無需備貨，隻（zhī）需告知月使用量，就能統（tǒng）一備庫存，滿足現場對刀（dāo）具所有需求，從而讓客戶不再有庫存產生。 2.零（líng）資金占用：就像前（qián）麵說的客戶無（wú）需備貨，先使用後結算，日出月結，從而實現零資金占（zhàn）用。 3.零庫房人（rén）員成本：智能（néng）刀具櫃24小時值（zhí）守，無需庫房管理人員，從而既大大降低了人員成本問題（tí），也（yě）提升了企業管理（lǐ）形象。

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