CCMT2012第七屆中國數控機床展覽(lǎn)會於2012年4月16日至20日在南京國際博覽中心舉辦,9個展館,展出麵積達(dá)8.6萬平方米,來自14個國家和地區的參展商800餘家(其中境外展(zhǎn)商150家,比上(shàng)屆增加1倍以上),展出機床(chuáng)主機1100餘台套,是中國數控機床展曆史上規模最(zuì)大的一屆,其技術含量之高、展品內容(róng)之豐富,均為曆屆之最。有近300台套高檔精品閃亮(liàng)登場,其中包(bāo)括70多(duō)台五軸聯動機床、50餘(yú)台複合機床、近(jìn)20台套左右的(de)柔性製造單元、柔性生產線以及近(jìn)百台首次推出的精品之作。展會呈現出很多亮(liàng)點和看點,各個企業都是(shì)不斷完善和改進,把機床品(pǐn)質(zhì)做精做好,充分體現了我國(guó)機床工具行業在轉變發展方式,在大力推進產品結構調整方麵取得了巨大成就。春燕獎的評選是CCMT展(zhǎn)會(huì)的重頭戲,其目的在於鼓勵行業自主創新(xīn)產品(pǐn)參展,激勵行(háng)業企業技術(shù)創新、加快產品結構調整、提高產(chǎn)品質量(liàng)、穩定產品性能,積極研發和生產汽車、航空航天、船舶和能源等重點領域急需的各種數控機床(chuáng)及(jí)數(shù)控機床配套產品。本屆展會(huì)共有47家企業(yè)的61件展品獲得春燕獎,獲獎數(shù)量創曆史之最。本文僅對獲得春(chūn)燕獎的部分產品進行點評(píng)。
一、 柔性自動生產線(FTL)
隨著科學技術的發展,人類社會對產品的功能與質量的要求越來越高(gāo),產品更新換代的周期越來越短,產品的複雜程度也隨之增高,傳統的大批量(liàng)生產方式受(shòu)到(dào)了(le)挑戰。眾所周知,隻有品種單一、批量(liàng)大、設備專用、工藝穩定、效率高,才能構成規(guī)模經濟(jì)效(xiào)益;反(fǎn)之,多品種、小批量生產,設備的專用性低,在加工形式相似的情況下,頻(pín)繁的調整工裝夾具,工藝穩定難度(dù)增大,生產效率勢必受到影響(xiǎng)。為了同(tóng)時提高製造工業的柔性(xìng)和生產效(xiào)率,使之在保證產品質量(liàng)的前提下(xià),縮(suō)短產品生產周期,降低產品成本,是終使(shǐ)中小批量生產能與大批量生產抗衡,柔性自動化係統(tǒng)便應運(yùn)而生。
柔性製造是指在計算機支持下,能適應(yīng)加工(gōng)對象變(biàn)化的製(zhì)造係統。柔性(xìng)製造係統一般有以下三種類型:柔性製造單元、柔性製造係統、柔性自動生產線。柔性自動生產線是把多台可以調整的機床(多為專用機床(chuáng))聯結起來,配以自動運送裝置組成的生產線。柔性自動(dòng)生產線是一種高效的自動化(huà)生(shēng)產生產係統,廣泛應用於大批(pī)量生產的汽車、軍工等行業(yè)。
此次(cì)大連機床集團展出了一套DXHS-0001活塞加工自動生(shēng)產線。據了解,活塞加工(gōng)自動化生產線是2010年大連機床(chuáng)集團有限責任公司針對市場需求,結合國內外實際情(qíng)況而研發的最新(xīn)產品。
DXHS-0001活(huó)塞加工自動生產線主要由5台活塞加工專用數控車床、1台立式專用銑床、2台精密組合鏜床等組(zǔ)成,工件傳輸采用6個桁架機械手、9個過渡料道配合來完成(chéng)自動上下料,實現無人自動加工,主要(yào)應用於活塞外圓、環槽、燃(rán)燒室、銷孔和氣門坑等粗、精加工工序。生(shēng)產線占地總長約50m,占地總寬約6.5m,總高約6m ;采用(yòng)三菱(líng)多通(tōng)道總(zǒng)線控製(zhì)係統(tǒng);活塞(sāi)重量3.5kg ;加工節拍(pāi)60s。見圖1。
北京北一數控機床有限公司展出的B1-ZX001汽車零(líng)件加工自動線,由1台HA563立式複合車削中心、1台CDKA513A數控倒立車床和1套自動化物流傳送機構串聯組成,可以滿足目前市場上流行(háng)的大部分刹車(chē)盤加工的需求。該機床已成功應用於煙台聖地汽車零部件製造有限公司。見(jiàn)圖2
圖1 圖2
沈陽機床(集(jí)團)有限責任公司的TURNKEY20JCYC 自動專用生產線,由2台HTC2050n數控(kòng)車床、1台HTC3230數控車床和1套smart係列框架式雙頭機械手及(jí)上下料係統組成(chéng),用於支軸類零件(jiàn)的批量自動生(shēng)產。見圖3
圖3
柔(róu)性自動生產線是由工件(jiàn)傳(chuán)送係統和控製係統,將一(yī)組(zǔ)自動機床和輔(fǔ)助設備按(àn)照工藝順序聯結起(qǐ)來,自動完成產品全部或部分製造過程的生產(chǎn)係統,簡(jiǎn)稱柔性自動線
柔性自動線中(zhōng)設備的聯結方式有剛性聯接和柔性聯接兩種。在剛性聯接自動線中,工序之間沒有儲(chǔ)料裝置,工件的加工和傳(chuán)送過程有嚴格的節奏性。當某一台(tái)設備發生故障而停歇時(shí),會引起全線停(tíng)工。因此,對剛性聯接自動線中各種設備(bèi)的工作可靠性要求高。
在柔性聯(lián)接自動線中,各工序(或工段)之間設(shè)有儲料裝置,各工序節拍不(bú)必嚴格一致,某一台設備短(duǎn)暫停歇時,可(kě)以由儲(chǔ)料裝置在一定時間內起調劑平衡的作(zuò)用,因而不會影(yǐng)響其他設備正常工作。綜合自動線(xiàn)、裝配自動線(xiàn)和較長的組合機床自動線常采用柔性聯接。
切削加工自動線在機械製造業中(zhōng)發展最快(kuài)、應用最廣。主要有(yǒu):用於加工(gōng)箱體、殼體、雜類等零件的組合機床自(zì)動線;用(yòng)於加工軸(zhóu)類、盤環類等零(líng)件(jiàn)的,由通用、專門化或專用自動(dòng)機(jī)床組(zǔ)成的自動線;旋轉體加工自動(dòng)線(xiàn);用於加工工序簡單小型零件的轉(zhuǎn)子自動線(xiàn)等。
柔性自動線的控(kòng)製係統主要用於保證線內的(de)機床、工件傳送係統,以及輔助設備按照規定的工作(zuò)循環和聯鎖要求正常工作,並設有故障尋檢裝(zhuāng)置和信號裝置。為適應自動線的調試和正常運行的要求,控製係統有三種工作狀態:調整、半自動(dòng)和自動。在調整狀態時可手動操作和調整,實現單台設備(bèi)的各個動作;在半自(zì)動狀態時可實現單台設備的單循環工作;在自動狀態時自動線能(néng)連續工作。
控製係統有"預停"控製機能,自動線在正常工作情況下需要停車(chē)時,能在完成一個工作循環、各(gè)機床的(de)有(yǒu)關運動部件都回到原始位置後才(cái)停車。自動(dòng)線(xiàn)的(de)其他(tā)輔助(zhù)設備是根據工藝需要和自動化程(chéng)度設置(zhì)的,如有清洗機工件自(zì)動檢驗裝置、自動換刀裝置、自(zì)動捧屑係統和集中冷卻係統等。為提高自動線的生產率,必須保證自動線的工(gōng)作可靠性。影響自動線工作可靠性(xìng)的主要因素是加工質量的穩定性和設備工作可靠性。
柔性自(zì)動線的發展(zhǎn)方向主要是提高(gāo)生產率和增大(dà)多(duō)用(yòng)性、靈活性。為(wéi)適應多(duō)品種生產的(de)需要,將發展能快(kuài)速調(diào)整的可調自動線。
二、複合機床
複合機床又稱為複合加工機床,是(shì)能夠在一(yī)台主機上完成或盡可能完成(chéng)從毛(máo)坯至成(chéng)品的多種要(yào)素的加工機床。
1 立(lì)、臥轉換銑車複合加工中心
本屆展會上青海一機數(shù)控機床有限責任公司展出的XCH1200立、臥轉換(huàn)銑車複合加工中心,見圖4。青海一機數控機床有限責任公(gōng)司是立(lì)臥轉換加工中心的首(shǒu)創者,然(rán)而立臥轉換銑車複合加工中心參展為時較晚,此次展(zhǎn)出的(de)該設備是展館中較大的(de)一台也是展會的一(yī)個亮點。該設備在(zài)一次裝夾工件後(hòu),可以實現零件(jiàn)五個麵的銑削和(hé)內孔、外圓、端麵的車削。機床可以擴展出許多機型,比如(rú)將立(lì)臥轉換改成(chéng)A軸、AC軸,即可成為(wéi)航空業零件加工的典型機型。
機床采用倒"T"型背牆式結構,機床厚重(chóng)的床身及立(lì)柱設計(jì),增(zēng)強了機(jī)床的剛(gāng)性和加工精度,轉台和主軸中直驅技術(shù)(力(lì)矩電機和電主軸)以及中空絲杠的應用,都是機床動態性能有力保證的具體表現。在銑車複合加工(gōng)中心(xīn)中,主軸銑車轉換(huàn)定位鎖緊技(jì)術是銑車功能轉換中至關重要的環節之一,它的定(dìng)位鎖緊方式影響著主軸銑車(chē)功能轉換(huàn),其穩(wěn)定性及可靠性直接影響著銑車(chē)複合加工中(zhōng)心的加工精度和整機(jī)性能,因此主軸銑車轉換定位鎖緊技術是整個銑車複合加工中心結構設計過程(chéng)中所(suǒ)要考(kǎo)慮的重點要素之一。該機床當主軸功能(néng)轉換為車削時,發出主軸定位(wèi)鎖緊指令,活塞齒盤上移,主軸慢速(sù)轉動,活塞齒盤上的齒部與上齒盤和上齒盤完全齧合(hé),主(zhǔ)軸車(chē)削功能定位鎖緊完成,卸去主軸驅動力,工作台按指令旋轉,即可進行車削加工;當主軸功能轉換為銑削時,發出主軸定位鎖緊脫離指令,活塞齒盤下(xià)移(yí),活塞齒盤上的齒部與上齒盤(pán)和上(shàng)齒盤(pán)完全脫離,主軸銑(xǐ)削功能轉換完成(chéng),加載主軸(zhóu)驅動力,主軸按指令旋轉,工作台按指令工作(可旋轉,也可(kě)不旋轉),即可(kě)進行銑削加工。本結構簡單,操(cāo)作方便,主軸銑車功能轉換可靠、定位準確等優(yōu)點。可大幅(fú)度提高加工效率,甚至可以(yǐ)完全省去某些大型自動化生產(chǎn)線的投資,大大節約空間和不同製造單元之間的周轉運輸時間與費用。機床的主要技術參數:工作台尺寸φ1200mm;工作台最大承重1500kg;工作台分(fèn)度(dù)0.001°;X/Y/Z三軸行程(chéng)1400mm/1150mm/1300mm;快速(sù)移(yí)動速(sù)度(dù)30m/min;工作台最高轉速(sù)150rpm;主軸功(gōng)率30kW;主軸(zhóu)轉速8000rpm;刀庫容量40把(bǎ)。
圖4
2 五軸聯動立式複合加工中心
安陽(yáng)鑫盛展出的CX8075五軸聯動立式(shì)車銑(xǐ)複合加工中(zhōng)心,機床帶(dài)有交(jiāo)換工作台。主要應用於軍工、航天、汽車等領(lǐng)域。能夠滿足具有複雜型麵和高精(jīng)度(dù)要求的零件(如葉輪、葉片、齒(chǐ)輪、模具、汽車(chē)零部件(jiàn)等)加工,具有(yǒu)高(gāo)速、高精度的特點,比較適合中小批量、多品種、高精度的零件加工。見圖5。機床主要參數為(wéi):工件最大回轉直徑:φ800mm;工件最大高度:750mm;工件最(zuì)大(dà)加(jiā)工直徑:φ800mm;工作台直徑φ800mm;工(gōng)作台最大承(chéng)重(chóng):1200kg;X/Y/Z軸行程:1050/900/750mm;快速移動速度:60m/min;工作台最高轉速:800rpm。機床外觀美觀大方(fāng),人性化設計的應用很(hěn)是到位。
大連機床集團公司展(zhǎn)出的VHT800五軸聯動立式車銑複合加工中心(xīn),是"高檔數控機床與(yǔ)基礎製造裝(zhuāng)備"科技重大專項中研究和開發的課題,該機床將銑削和功能車削功能集(jí)中到一台高性能的機床之中,在國際上此機床也算得上(shàng)是(shì)先進水平(píng)的機床。見圖6。其主要(yào)參數為:工件最大(dà)回轉直徑:φ800mm;工件最大高度(dù):700mm;工(gōng)件最(zuì)大加工直徑:φ630mm;工作台直徑φ800mm;工作台最大承重:1200kg;X/Y/Z軸行程:1000/1060/740mm;快速移動速(sù)度:50m/min;工作(zuò)台最高(gāo)轉速:600rpm。
圖(tú)5
江蘇(sū)新瑞重工科技有限公司展出的LMV600車(chē)銑(xǐ)複合加工中心,機床總體布(bù)局為龍門式(shì)熱對稱結構。機床工作台(tái)有兩個,一個為矩形(xíng)工作台,主要用於銑(xǐ)削,另一個為圓形回轉工作台,既可以用(yòng)於銑削,也可以用於車削,機床全套采用西門子840D數控係統,X、Z、W、C向坐(zuò)標運動為全閉環控製,位置檢測裝置由光柵尺和角度(dù)編碼器組成。見圖7。
齊重數控裝備股份有限公司展出的HDVTM160X10/8L-MC立式銑車複合加(jiā)工中心,為國(guó)家重大專項產品,具(jù)有龍門和大型立車的雙重功能,機床可以實現七軸五聯動。
圖6 圖(tú)7
三、高速臥式加工中心(xīn)
市場時代,產品更(gèng)新周期的縮短以及部件(jiàn)品種的(de)增加成為主要話題。使得產品設計者(zhě)、生產管理者及其他相關環節承受越來越(yuè)大的時間和成本壓力。從而提出了(le)高(gāo)速切削(xuē)技術,高速切削技術是使用一定的幾何定義的切(qiē)須刃,以5~10倍的切削速度進行加工的過程,進給速度的增加可以縮短加工時間或者通過減少線距離(lí)提高複雜三維(wéi)輪廓表麵質量,從而降低後續工作的成本。
高速(sù)加工機床的基本特征不僅是切削速度高(是常規切削速度的5~10倍),進給/快移速度(dù)快(達40~180m/min),加減速度大(多為1~2g),材料去除率是常規切削加工的3~6倍,而且還包含(hán)有刀具和或工件交換的時間短(在數秒至1秒以內),並具有多軸聯動功(gōng)能(néng)等特點,高(gāo)速加工機床生產(chǎn)效率高(gāo),從(cóng)而可大大縮短零(líng)件的加工時間和製造周期。高速加工機床的生產與應用已經成了(le)世界機床業(yè)中爭相開發的主導產品,不僅在航(háng)天、航空、模(mó)具(jù)等單件或小批量生產中應用,而且在汽車、電子、機械製造業的批量生產中(zhōng)也廣泛使用,並且(qiě)逐步成為這些行業的(de)主流加工裝備。
青海一機數控機床有限責任公司展出的HMC63高速臥(wò)式加工中心就是在上述環境下為適應市場而推出的機型。機床整體采用"T"型結構;交換工(gōng)作台采用油缸抬起,凸輪分度;主軸直驅;中空絲杠;免潤(rùn)滑直線導軌;同步鬆刀結構等許多目(mù)前國際非常流行結構。見圖8。機床主要參數:工作台:630x630mm;工作台承重:1300kg;X、Y、Z三軸行程(chéng):1050、900、900mm;X、Y、Z三軸快(kuài)速移動速度:50m/min;刀庫容量:40把;換刀(dāo)時間(jiān):2″(T-T);主軸轉速:15000rpm;主電機(jī)功率(lǜ):25/30Kw;工作台交(jiāo)換時間:12″;B軸(zhóu)快速轉(zhuǎn)速:10rpm;數控係統FANUC 18i。
圖8
四、動(dòng)梁可(kě)交換五軸龍門(mén)加工中心
經過多(duō)年的努力(lì),動梁可交換五軸龍門加工(gōng)中心發展的(de)很快,上海三一精機有(yǒu)限公司首次進入機床行業展會,就已經站在了行業的(de)頂點,產品不(bú)論機型,還(hái)是機床(chuáng)結構,都是目前高端(duān)市場的機型和新技術,展出的GMM30100APT動梁可(kě)交換五軸(zhóu)龍門加工中心,是本屆展會最大的(de)一台機床,機(jī)床承重65噸,主軸功率51Kw,主軸最大扭矩2481Nm,機床不僅僅是規格上的擴大,更是技術(shù)和功(gōng)能上的創新。配有自動交換工作台、移動橫梁、自動交換五軸頭、自(zì)動換刀功能等。見圖9所示,其Z軸(zhóu)采用雙電機驅動結構,高剛性龍門(mén)架和立柱(zhù)采用多點支撐與地連接,以及高強度板筋焊接(jiē)床(chuáng)身,使機床的剛性很好。主軸轉速3500rpm,X軸快速移動速度15m/min,Y軸快速移動速度20m/min,Z軸快速移動(dòng)速度10m/min,W軸快速移動速度3m/min,機床實現了高速化,完全對稱結(jié)構設計,機床的高精度有了保障(zhàng)。
五 其他機床
上海三一精(jīng)機有限公司(sī)展出的HMSD250P臥式鏜銑加工中心,是本屆展會上帶有雙工(gōng)位最大(dà)的一台鏜銑加工中(zhōng)心機床,機(jī)床(chuáng)采用(yòng)倒"T"型動柱式結構(gòu),模塊化設計,不論機床的那個部位,都是組配形式,滿(mǎn)足不同的用戶,快速搶(qiǎng)占市場,以適應現在快速發展的市場需求。機(jī)床參數為:工作台2000X2500mm;工作台承重20噸;主軸功率51Kw;主軸轉速3000rpm;X、Y、Z、W軸行程4000mm、2500mm、2200mm、800mm。機床主要用於國防(fáng)、軍工、造船、汽車、模具等多種行業的機械加工。
圖9
六 結束語
綜上所述,機床(chuáng)行業經過多年的發展,取得了今天的碩果,這些展品承載著我國(guó)幾代機床人(rén)把我國建成機床強國的希望與夢想,見證了我國機床工具行(háng)業與(yǔ)時俱進,積極跟蹤並采用世(shì)界先(xiān)進製造技術,大力進行產品結構調整,躋身並融(róng)入當代世(shì)界先進製造技術潮流取(qǔ)得的巨大(dà)成(chéng)就。但是(shì)我們必須(xū)清醒的認識到(dào)我們和歐美國家的差距還很大,高端產品市場競(jìng)爭激烈,整體(tǐ)品牌亟須提升。每通過一次(cì)展會,我們(men)會或多或少學到一點,但這還是遠(yuǎn)遠不夠(gòu),我(wǒ)們國家是一個機床消費大國,各位行業同仁們,機床的模仿時(shí)代已經(jīng)結束,加強自主創新,推動(dòng)我國機床工具業由大變強(qiáng),占領高端市場,創造自主品牌,提前邁(mài)進世(shì)界先進機床的行列。
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