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CIMES2018隆（lóng）重舉行（háng）創新（xīn）成果目不暇接（一）機床篇

2018-9-10 來源：-- 作者：徐正平楊　曉

CIMES2018 已經順利落下帷幕, 本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（pǐn）,成為（wéi）關注熱點（diǎn）。為機床配套的境內外刀具企業（yè）也充（chōng）分展示了各自領域的先進技術（shù）。本文邀請行業專家對本次展覽會部分機床及刀具展品進行簡單（dān）評述，以饗讀者。

CIMES2018第十四屆中（zhōng）國國際機床工具展（zhǎn）覽會於今年6月26-30日在北京的中國國際展覽中心新館隆（lóng）重舉行，共有29個國家的（de）1300餘家展商參展，出麵積達12萬（wàn）平方米，觀眾人數高達12萬人次。

機床

MAZAK展示iSF技術

三年前，國（guó）際上網絡智能製造搞得非常熱，最突出是沈（shěn）陽機床（chuáng）的i5，DMG MORI的CELOS及日（rì）本馬紮克的順（shùn）暢加工SMOOTH TECHNOLOGY。

在這次展會上，馬紮克在順暢加工SMOOTH TECHNOLOGY的基礎上（shàng）繼續發展，又全新推出了（le）“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，目前正在馬紮克的全球工廠內正大力推進。這項創新不僅整合了MAZAK最新（xīn）的自動化和少人化技術，更重要的是工廠（chǎng）通過全新的數據采集模式，能夠更方便地將關鍵數據傳送（sòng）給車間的監控係統，使車間的加工設備（bèi）和網絡更好地連接起來。通過生產管理係（xì）統與ERP的聯動，努力建成生產計劃的自動調整體係，這個體係的目標是將生產周期縮（suō）短（duǎn）30%，半成品（pǐn）在庫和（hé）產品在（zài）庫削減（jiǎn）30%，管理工時（shí）降低一半。iSmart Factory的意（yì）義不（bú）僅在於馬紮克自身可以采用這樣高效、先進的方式組織生產，他們更期待向高端客戶（hù）提供整（zhěng）套係統，以便適應“製（zhì）造業服務化”的發展趨（qū）勢，並與客戶共享成功。

DMG MORI 的新型激光增材製造

DMG MORI公司前幾年開發的LASERTEC 65 3D混合加（jiā）工機床，是一台（tái）全功能5軸聯動銑床上融入了增材式激光堆焊技術的創新產品，把（bǎ）增（zēng）、減材製造（zào）完美地融合於一台機床之中。這次他們展出的是一台LASERTEC 30 SLM，粉床式增材製（zhì）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（kě）靠（kào）性（xìng）。該機占據選擇性激光熔融增材製造市場的領先地位。例如，靈活的rePLUG粉料模（mó）塊將粉料的更換時間壓縮到兩（liǎng）個小時以內。此外，封閉（bì）的粉料回路為工作區的安（ān）全性和和工藝自動化提（tí）供保證。機床門與小門（mén）布局合理，人機友好的（de）機床設計簡化工件操作（zuò）和維護操作，而（ér）控製麵板將全部重要按鈕和控製件全部布局在（zài）操作員視線內和可觸範圍內。搭配DMG MORI的CELOS SLM 為CAM編程和機（jī）床控製提供一站式、全集成和（hé）統一用戶界（jiè）麵的軟件解決方案（àn）。正是因為具有整合並統一的（de）用（yòng）戶界麵，對於任何複雜的工件加工，都可在機床外部編寫工件程序，用戶都能在最短的時間內將數據快速提供給機床。

值得（dé）一提的是，機床的右端材料粉盒（hé）可以輕易簡單更換，如果用戶希望用不同材料，如不鏽鋼、鈦合金等，那麽就可選購備用盒子，操（cāo）作快捷安全（quán）。

TORNOS的MultiSwiss係（xì）列

瑞士TORNOS公司（sī），這次主要展出的是將縱切（qiē）自動車與數（shù）控多軸自動車相結合的創新產品。他們的MultiSwiss 8X26在EMO展出時就很轟動。

堪稱革命性的MultiSwiss，填補了單軸自動（dòng）車（chē）床與多主軸車床之間的空白。機床采用了“多合一“理念（niàn）設計，床身本體，送料機、高壓冷卻單元、自動（dòng）排削器等選配件完美（měi）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）床設計中也充分考慮了操作人員的舒適性，不必俯身，便可進入其中更換刀座，這種前端介入式設計對（duì）用戶更加友好，更加符合人體工學設（shè）計，安全創新，在市場上堪稱獨一（yī）無二。配置了8根可獨立控（kòng）製的電主軸，可根據不同工序靈活調（diào）整主軸轉速，並采用扭矩（jǔ）電機（jī）進行主軸鼓分度定位與鎖緊，具有定位（wèi）速度快，定位精度（dù）高等特點。主軸創新性地（dì）采用高精度靜壓軸承，因此（cǐ）無傳統主軸軸承旋轉所產生的震動（dòng）及磨損，這樣就顯著提高了零件（jiàn）表麵光潔度及刀具壽命。采（cǎi）用了模塊化的多刀具理念及即插即用的刀具（jù）係統，每個工位（wèi）能夠容納多達四把刀具，實現讓人難以相信的靈活（huó）性以及加（jiā）工區域出色的可計入性，同時最多帶6個（gè）Y軸的配置可以讓加工最複雜車削類零件成為可能。內置TISIS通訊軟件及TB-DECO編（biān）程軟件，讓操作（zuò）者快速（sù）實現（xiàn）輕鬆編程和實時監控（kòng），助客戶邁出了跨向工業4.0領域的第（dì）一步。

SW的多主軸（zhóu）多工位加工中心

德國SW公司的多主軸、並且能多工位五軸聯動加工的臥加（jiā），確（què）實（shí）是一種高效、高精度的創新加工中心（xīn），因此展台觀眾也絡繹不絕。

由（yóu）直線電（diàn）機驅動的雙（shuāng）主軸雙工作台臥式加工中（zhōng）心BA W02-22，配置了自動上下（xià）料係統-配有毛（máo）坯件和成品件垂直儲存托盤的新（xīn）型集成上料模塊，該模塊集成6軸機器人，輔（fǔ）助裝卸加（jiā）工（gōng）工（gōng）件。

由於該機器人采用頂置式設計，可（kě）針（zhēn）對特定工（gōng）件（jiàn）靈活配置，因此具有更高的移動和空間自由（yóu）度，並可同時使用多個夾具移動托盤，這種設計創新是相當獨特且實用的，特別適合汽車、摩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是當今世界上可為整個加工過程鏈提供全套（tào）解決方（fāng）案的（de）供應商之一，同時擁有車削、鑽孔、銑削、磨削、滾齒、熱套裝配、激（jī）光焊接、電化學工藝、感應淬火等9項創新工藝製造技術。

VL 3 DUO 是（shì）該公司VL 係列模塊化機床家族中的首款雙主軸機床，它擁有兩個工作區，實現了對該係列產（chǎn）品範圍的完美拓展，是高效加工直徑Φ150 mm 盤類件的理想之（zhī）選。

機床（chuáng）集近年來創新（xīn）成果於一體，包含了（le）自（zì）動上下料係統、TrackMotion 自動化（huà）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（gāi）條生產線中，VL 3 DUO 所擁（yōng）有的專用於OP 10和OP 20的兩個獨立加工區，分別車削工件的兩（liǎng）個麵。VL 3 DUO 的每個加工區（qū）均配備了獨（dú）立的工件存儲器和（hé）自動上下料主軸。兩個加工（gōng）區彼此互為鏡像、高度（dù）一致，均擁有動力強（qiáng）勁的工（gōng）作主軸，其功率和扭矩分別可達18.1 kW和142 Nm，可（kě）確（què）保實現（xiàn）快（kuài）速、精準的切削加工。此外，每個加工（gōng）區還配備有12刀位刀塔，既可安裝車刀，也可選配（pèi）動力刀具。

尤為值得一（yī）提的是，在該機床的回轉刀塔上，裝有一塊凸狀定位塊，將加工好的回轉體工件置於此定位塊上，隨（suí）後吹（chuī）氣將切屑去除，不讓（ràng）髒物帶出加工區，這種細（xì）微的工藝思路是值（zhí）得我們參考的。

海德漢主要展出了三大類產品

海德漢這次展品可謂琳琅滿目，現（xiàn）僅（jǐn）選擇三項介紹一下。

其一是智聯製造，隨著互聯網的發（fā）展需求，海德漢進一步完善（shàn）了信息化互聯互通功能，推出（chū）了海德漢“智聯製造Connected Machining” 一係列功能，為海德漢數控（kòng）係統傳統用戶（hù）（車間（jiān）加工）實（shí）現無紙（zhǐ）化信息傳（chuán）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。機床在加工過程中的誤差來源，主要包含機床的（de）幾何結構誤差、彈性變形誤差以及（jí）熱變性引（yǐn）起的誤差；其中，熱變性誤（wù）差大約占（zhàn）70%，因此它是機（jī）床誤差產（chǎn）生的（de）主（zhǔ）要（yào）來源。鑒此，對於精度要求高的加工，一般需要安（ān）裝光柵尺和角度（dù）編碼器（qì）實現全閉環控製，取代傳統的半閉環控製，海德漢全閉環能（néng）夠為用戶解決如上的加工難題，實現高精度加工。

其三是新品測（cè）頭。最新推出具有Endat接口的工件測頭TS460和刀具測頭TT460，進一步（bù）增強測頭設置的用（yòng）戶友好性，僅（jǐn）需在係統的用戶界麵即（jí）可完成測頭設置和檢查測頭（tóu）工作狀態，無需進入機床參數界（jiè）麵。

通快的鈑金加工利器

在這次中國國際機床工具展覽會上，德國通（tōng）快集團亮出了全新全進口的鈑金加工利（lì）器TruMatic 1000 fiber，這（zhè）是一款（kuǎn）可以成型並可折彎的激光切割機，所有（yǒu）鈑金加工工藝幾乎全都能完成。獨步天下的Delta混合驅（qū）動技術，為其高效的生產保駕護航。創新的智能分揀，更能解決現有的鈑金生產（chǎn）瓶頸，減少人工操作（zuò），並提升加（jiā）工質量。

對於鈑金（jīn）加工的廠家而言（yán），如果要加工一個裝配類工件，一般工（gōng）步是先進行切割，再通過攻（gōng）絲機進（jìn）行裝配（pèi）孔加工。這種加工模式，看似合理，卻隱藏著眾多（duō）生產浪費。如果（guǒ）一台設備即可以完成靈（líng）活的激光切割（gē），又可以進行攻絲和成型，那（nà）現有的物流和上下料準備等過程將不再被需要。正如（rú）精益生產理念中提到，一個生產（chǎn）線要（yào）做到（dào）高效，不僅需要提（tí）升加（jiā）工設備的效率，更重要的是最少的生產浪（làng）費。通快帶來的這款設備，正是基於這一理念，通過減少工位，從而減少物流和生產準備時間，以及由（yóu）於人工幹預而產生的額外成本和生產報廢，進而提升加工穩定性和加工品質。

德國通快集團作為（wéi）工業（yè）4.0的創始企業，在設計全新設備的過程中，也融合更多智（zhì）能製造、敏捷製造的理念。這台全新的（de）TruMatic 1000 fiber不僅能完成高效的生產，更難能（néng）可貴的是，他的智能分（fèn）揀可極大減少後期人工的（de）分揀和打磨時間。

大連科德（dé）平台式臥加

在E1-B201大連科德展區，有一台平（píng）台（tái）式臥式加工中心可（kě）謂獨具一幟，機床的主體結構基本固定，借此為平台，可配置多（duō）種模塊，組成各類不同（tóng）品種供用戶選購。

其X-Y軸方案是（shì）：立柱部（bù）分采（cǎi）用牆式結構，與床身高剛性結合形成L型結構，以增強主機固定部分整體剛性，X軸采用（yòng）滑板結構，采用高剛性三導軌（guǐ）掛壁支撐技術，機床設計（jì）過程（chéng）中，有限元輕量化設計（jì），變形小，動態性能優異。Y軸（zhóu）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精度。

Z軸方案是：床身（shēn）主體采用中央後排屑（xiè），八地腳穩定支撐，特別適（shì）合主機成線及（jí）鋁合金類零件的大切削量切削的排除，Z軸工作台直接在（zài）床身前後運（yùn）動，采用雙驅技術（shù），雙光柵反饋，相比單驅大大提高了運動部件的運（yùn）動性能。並且雙驅內置（zhì），實現了多個工作台模（mó）塊的互換，降（jiàng）低了同規格，不同係列產品的生產製造難度，保證生（shēng）產一致性，進（jìn）而在生產環（huán）節（jiē），提升產品製造可靠性。

A-B軸方案主要以直驅技術為主，通過力矩電機作為回轉坐標主要驅動技術。直驅技術（shù）具有動態響應能力好，無反（fǎn）向間隙，無傳動機（jī）械磨損等顯著優勢。直驅技術已經（jīng）成為當前國際上精密高速（sù）機床重（chóng）要的技術路線。針對鈦（tài）合金（jīn）等難加工材料的加工，機械主軸目前處（chù）於研發試製階段。

整機（jī）直線軸三坐標軸采用通過雙驅技術可使（shǐ）機床得到更強、更（gèng）平穩的驅動，能夠有效地（dì）抑製（zhì）振動，消除反向（xiàng）間隙；同時雙驅（qū）技術也對控製提出了更高的技術要求。大連科德在光（guāng）洋的數控（kòng）技術的支持下，在其產品中大（dà）量運用雙驅設（shè）計（jì），為用戶提供（gòng）理想（xiǎng）的加工設備。

浙江美日小型數控（kòng）工具磨床

中國機床的（de）發祥地（dì）源於上海，是一批寧波（bō）的浙江人幹起來的。浙江人憑借對機床與工具的獨特天賦，確實轟轟烈烈做出了一番事業。早些年前（qián），當（dāng）國家大力支持東北機床振興（xìng）的（de）同（tóng）時，浙江的有識之士就（jiù）豪邁提出，要把浙江打造成中國製造業第一大（dà）省。

而今，浙江的民（mín）營企業家（jiā）依然不忘初心，奮鬥不（bú）止，尤其在浙（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（róng）獲春燕獎的單位（wèi）也不少，有的一次（cì）或多（duō）次金榜題名，打破（pò）了國企對該獎項的（de）壟斷。

浙江（jiāng）溫嶺有家美日機床，僅有員工60多人。他們主打產品是小型係列的數控工具磨床（chuáng）及各類小型工具修磨機等。令人（rén）難以置（zhì）信的是，這些小（xiǎo）產品原（yuán）來中國80%需要（yào）進口（kǒu），而現在美日機床的產（chǎn）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（běn）、美國（guó）等歐美工業發達國家（jiā），占領了他們50%以上市場。

美日機（jī）床的成功，並非依靠低價位（wèi），而是靠技術（shù）創新、精益（yì）生產。並已申（shēn）請了60項專利，是美（měi）日成功的關鍵所在。立方氮化硼砂輪的傻（shǎ）瓜型研磨機，雙偏心結構，使得操作十分便捷，深受（shòu）用戶歡迎，出口供不應求，這就是中國產（chǎn）品走向世界的（de）一個縮影，我們確實應該對這（zhè）樣（yàng）腳（jiǎo）踏實地的創業精神點個讚。

華中數控展出的智能數控係（xì）統（iNC）

華中數（shù）控與寶雞機床聯合研製了基於新一代人工智能技術的智能數控係（xì）統（tǒng）（iNC）和智（zhì）能機床（iNC-MT）概念機，開（kāi）發了一批（pī）質（zhì）量提（tí）升、工藝優化、健康保障（zhàng）和生產運行的智能化（huà）功能模塊（kuài）。

在華中8型數控係統的基礎上，新的智（zhì）能數（shù）控係統（iNC）提供了機床指令域大數（shù）據匯聚訪問接口、機床全生命周期“數（shù）字雙胞胎”的數據管理接口和大數據智能（可（kě）視化、大數據分析和深度學習）的算法庫，為打造智能機床共創、共享、共用的研發模式和商業模式的（de）生（shēng）態（tài）圈提供開放式的技術平台（tái），為機床廠家、行業用戶及科研機構創新研製智能機床產品和開展智能化技術研究提供技術支撐。

在此（cǐ）基礎上，智能（néng）數控係統（iNC）已（yǐ）初步實現了質（zhì）量提升、工藝優化（huà）、健康（kāng）保障和生產運行一批智能化功能，使得數（shù）控加工“更精，更快，更智能”。

此外，智能數控係統（iNC）采用了多點觸控虛擬鍵盤，替代了傳統的（de）數控機床鍵盤；采用機器視覺人臉識別，對操作者身份認證。

煙台環球（qiú）機床附（fù）件集團有限公司的係（xì）列展品

現在我們都（dōu）說機床（chuáng）發展的瓶頸在於零（líng）部件，其實（shí）零（líng）部件企業也正努力追趕，煙台環球機床附件集（jí）團有限公（gōng）司目前已有有四項科研（yán）項目獲得國家（jiā）“高檔數控機床與基礎製（zhì）造裝備（bèi）”科技重（chóng）大專（zhuān）項立項，這（zhè）次他們的展品也（yě）很有特色。

例如手動卡盤，由於盤體鑄（zhù）件加了鈦粉，硬度達到HB230以上（shàng），因（yīn）此不易斷裂，而（ér）且耐（nài）磨，強度高，盤體表麵光潔（jié）度也較高；車床卡盤的卡爪（zhǎo）可以互換，不需要打標記號。這說明了卡爪的互換（huàn）性好，避免了二次配磨卡爪（zhǎo），盤體內潔淨度也好（hǎo），從而提高了盤絲和八字輪的使用壽命，卡盤搖動起來手感均勻，沒有死點；盤絲壓蓋采用鑄件（jiàn），沒有像其它（tā）廠家（jiā）采（cǎi）用塑料件，故而克服了塑料（liào）件定位盤絲不穩的（de）問題，提高了卡盤自定心精度和使用壽命；這（zhè）類卡盤精度在國標精度基礎上還萬壓縮20％。

再如液壓（yā）刀架，他們采用三聯齒盤結構，刀盤轉位免抬起，相比（bǐ）其它兩聯（lián）齒盤（pán）結構產品刀盤轉位時必須抬起，這樣防水、防塵效果顯得更好（hǎo）；刀（dāo）架采用液壓（yā）馬達連（lián）續旋轉結構，不同於某些同類產品間歇分度機構（gòu），轉位（wèi）時速度更快。

擁（yōng）有自（zì）主知識產權並榮（róng）獲春燕獎的TK64320兩（liǎng）軸搖籃式直驅數控轉台，是（shì）5軸聯動（dòng）加工中心最常用的附件，這次也是展出亮點之一。這種直驅（qū）搖籃（lán）式數控轉台，對比蝸輪副結構（gòu）轉台具有零（líng）間隙，永不磨損（sǔn）等優點，而且轉位速度快。由於采用了圓光柵（shān）閉環裝置，分度精度更高，同時響應速度也（yě）快，聯動插補精（jīng）度更高。

直驅轉台因采（cǎi）用了閉環（huán）控製，能實（shí）時監測機械部分位置誤差和速度誤差，並及時反饋（kuì）給數控係統（tǒng），以確保加工精度和聯動插補精度。本轉台還采（cǎi）用循環水冷卻電機，裏麵有若幹個溫度傳感器，可（kě）實（shí）時監測電機溫度和（hé）冷卻水溫度，由於確保電機的正常運轉（zhuǎn）和水溫恒定，故而（ér）可減少由於溫度的變（biàn）化（huà）造成的機（jī）械部件的熱變型，因此加工（gōng）精度高（gāo）、零（líng）件一（yī）致性好。

武漢智德（dé）立數控

W2館的D903展台，武漢智德（dé）立公司的高精度數控轉台非常受人關注。它采用全球首創的無間隙二級雙凸輪傳動結構設計，實現了超高精度的平麵跳（tiào）動和中心跳動控製（均≤3um），確（què）保了分度基準（zhǔn）圓心的精準定心，因而實現了轉台分度精度達到±2”，重複定位精度2”，（該技術已獲國家發明專（zhuān）利）。

這種高精度數控轉台，由於（yú）采用了無間隙二級雙凸輪傳動結構，因此打造成一款無需鎖緊的（de）轉台，不僅徹底克（kè）服了轉台鎖緊動作造成的定心定位基準的隨機性偏（piān）差，而且轉台剛（gāng）性強、精度穩定性好（hǎo），8100Nm的扭矩輸出（chū），可承受30000N的切削力。

純機械方式（shì）實現高精度，無需光柵補（bǔ）償，消（xiāo）除了因光柵汙染導致轉台精度丟（diū）失（shī）的困擾，因此轉台在長期使用過程中，精度穩定可靠。

獨具匠心的傳動結構設計，顛覆了傳統的（de）傳動方式，是唯一實現滾動摩擦傳動的轉台，相比較傳統結構的滑（huá）動摩擦傳動，摩擦係數（shù）相差300倍以上。該設計配合獨特的整（zhěng）體預緊（jǐn）裝配工藝，真正做（zuò）到反向無（wú）間隙。運動零（líng）部件的磨損（sǔn）小、噪音低（40dB以下）、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，精度保持不變至少（shǎo）三年以上，除換油（普通（tōng）潤滑油）外，免維護（不拆卸維修）。三年以後，若精度有（yǒu）所下降，可通過現場恢（huī）複調（diào）校至出廠精（jīng）度，無需更換任何零部件。

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