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從部分機床技術看相關機床發展方向
2021-05-24 15:21:37

    筆者關注的部分主機展品呈現出五大亮點: 

亮點一:傳統單一功能產品逐漸淡出 

此次展會,只有少數廠家展示傳統單一功能產品,如臥式車床、立式車床、平床身數控車床、斜床身數控車床等,取而代之的是展出了更多中高檔加工中心、復合機床,以及在單一功能的基礎產品上加裝使功能升級的配套件,如加裝動力銑頭、動力刀架、C軸、Y軸、五軸轉臺等,實現更多較為復雜的加工要求。如山森數控展示了由兩臺CDZ6140臥車搭配自制桁架機械手的生產線,進行加工演示。  
同時也看到,部分新型功能部件得以廣泛運用并趨于成熟。如電主軸(高精、高轉數、大扭矩)、直線電機(可達100m/min的高快移)、插削動力刀座(可在配置動力刀塔+C軸斜車上實現外齒輪廓、內花鍵加工)等。其中,NSK抑制象限突起的滾珠絲杠引起筆者注意,具體特點有:(1)大幅提升滾珠絲杠運行方向反轉時摩擦穩定性,降低機床運動誤差。(2)配合系統控制,可將機床象限突起控制到1μm以內,提升加工表面質量。(3)提升機床進給性能,縮短精加工工序,在確保高品質的同時提升機床加工效率。 
  亮點二:車銑復合加工產品已成主流 

從此次展會可以看到,車銑復合加工產品已成為主流。境內外各大車床制造廠家展出的展品,均以帶C軸、銑頭、雙動力刀架(帶Y軸及不帶Y軸)、雙車頭、伺服尾座為主,展現出較高的技術配置。如:MAZAK(馬扎克)全球首發的INTEGREXi-350H S是復合加工機INTEGREX系列家族的高端成員,搭載了Smooth Ai 數控系統,為自動化智能制造開啟了嶄新篇章。其演示的螺桿車削加工、全能自由車削Free Turn加工以及同步五軸加工技藝,可滿足多項高自動化要求。全球首發的INTEGREX i-630V AG新一代復合加工機床,集傳統車銑復合與齒輪加工功能于一身,除傳統的車銑、5軸加工,還嵌入了銑齒、滾齒、刮齒加工,最大限度地實現了工序集中,減少人員設備,縮短生產周期。 

  EMCO公司展出了HT65 PM車銑復合加工中心,這是為滿足高精度和高效率加工而設計制造的第四代產品。雙主軸、雙刀塔配Y軸上方刀塔演化成加工中心的銑削頭,帶B軸和刀庫,構成了一臺高功率高轉速的95聯動數控機床,主副主軸可實現工件自動對接,一次裝夾可完成一個零件六面的所有銑削和車削(包括空間曲面和斜孔)。上刀塔為轉速12000r/min的高功率電主軸,配合HSK T63刀柄形式,既可進行高速銑削、鉆削也可進行車削。刀庫自帶20把刀,可隨時從刀庫換刀,主軸上每次只有一把刀,大大減少干涉。下刀塔是標準的12刀位VDI30車削中心刀塔,可全部配動力刀座。 通用技術集團的DTM-B70S臥式車銑復合加工中心為其第三代多功能產品,機床整體結構采用正交式水平Y軸布局,結構成熟、先進,符合國際潮流。該機通過多種功能部件組合,可實現六面完整加工能力。該機可真正實現一機功能集成化,多任務工藝復合化。具有車、銑、鏜、鉆、攻絲等多種功能,可快速高質量完成復雜工件加工,尤其適用于復雜零件的多品種小批量加工。  
   德國Index首發的多軸自動車床MS24-6,有6根主軸,最多可配2根具有C軸功能的副主軸,12個刀架,刀架無溜板座,安放在工作區中,從而可在每根主軸上使用多把刀具。所有主軸位置均可實現所有加工工序。特別適用于小型軸類零件的大批量高效高柔性自動化加工。MS24-6還可根據需要配置成雙三軸車床。 寶雞機床的展品頗有亮點,其中3臺斜床身均為復合加工產品:BL20-HSY(雙主軸-電主軸、動力刀塔帶Y軸、雙C軸)、CQ7530(雙主軸、雙刀架)、CH46DY(動力刀塔帶Y軸)。其立式車銑中心CX516最吸引眼球。該機是一款高效立式車銑復合中心,機床具有三軸聯動功能,車、銑模式無縫集成,配合32工位刀庫,可用于盤套類零件的精密、高效車銑復合加工,廣泛應用于電子、船舶、汽車、高鐵、醫療器械、模具、IT 等制造業。

該機特點:(1)機床整體采用框箱型底座、立式結構,剛性高,排屑流暢。(2)床鞍、立柱采用高剛性滾柱導軌,動態響應性能好,精度保持性好。(3)三軸聯動功能,可一次裝夾進行車、銑等多任務復合加工,加工效率高。(4)銑削主軸與車削主軸結構相互獨立,均采用內置電機,高精度、高速度。(5)車削刀座冷卻液高壓中心出水。(6)車銑共享32鏈式刀庫,結構緊湊、性能可靠。(7)三軸均配有光柵尺檢測反饋系統,工作精度高。(8)機床可配備在線檢測、高壓斷屑等功能,可進行多機聯線,實現無人化操作。  

廣東圣特斯數控設備有限公司HXY46斜床身數控車銑復合機床,采用臺灣新代6軸系統21TB,支持X/Z/Y/C/A/B軸聯動加工,支持銑扁位/鉆孔/攻牙/雕刻/車削等,可一次裝夾完成復雜零件加工,從而提高加工精度。

   日本中村留的AS-200L高性能車銑復合機床,標準配備Y軸、銑削功能,擁有強勁的車削、銑削能力,相當于車床+加工中心+磨床(以硬車代替磨削),提供豐富選項,可從容應對變種變量的產品加工。該機配備強有力銑削機構、高速高精度C軸功能、82mm行程的Y軸,可一次裝夾完成車、銑、鉆、去毛刺等工序,減少了零件的二次定位,確保成品零件的加工精度。 在車床結構基礎上增加銑削功能的車銑復合加工機床還有威力銘?馬科戴爾(Weilimin-Macodel)的308MT,富信國際的EMCO HT65 PM,DMG MORICLX 450 TC、NTX2000,馬扎克的INTEGREX j-200,大隈的MULTUS U3000,通用技術集團的HTM63150等。 

亮點三:自動化、專業化程度大幅提高 

伴隨著國產數控系統的不斷進步和發展,過去的十年是國產機床數控化率大幅提升的十年。未來的幾十年,將是規模以上制造型企業自動化升級的時代。展會上很多機床企業展示了自動化生產線,有單機自動化、零件加工單元(加工島)、零件自動生產線。人力成本的逐步提高,必將推動制造業自動化升級的浪潮。零件自動化線的設計和制造,涉及到機械、工藝、刀具、夾具、電氣、系統、液壓、氣動等方面的綜合能力,不僅考驗機床本身的可靠性和穩定性,也考驗機床企業的整體解決能力和綜合實力。  
   廣州數控的工業機器人產品覆蓋了搬運、焊接、打磨、噴涂、碼垛、并聯六大系列,具有完全自主知識產權。其展出的GSK RB08A3工業機器人,有效負載8kg,運動范圍1490mm,重復定位精度±0.04mm。 馬扎克(MAZAK)的PALLETECH模塊化托盤柔性線,托盤數量可根據需要進行增減,最少6個,最多可達240個,可靈活應對中批量、大批量、多品種少量、變品種變量生產系統的生產模式。托盤柔性線包含整線獨立工作所必須的硬件和軟件,工件裝夾方便快捷。通過增加托盤、更改加工程序和夾具,就可以應對產品更新的加工需求。通過FMS控制中心與工廠網絡連接,可實現24小時連續加工。本屆展會上,馬扎克展示了PALLETECH模塊化系統與其最大規格高速高精密臥式加工中心HCN8800 L集成的應用示范。除托盤柔性線外,MAZAK還展出了桁架機器人、關節機器人、托盤池等多種自動化應用方案。 

 

浙江日發的RFMH63P柔性生產線,由臥式加工中心RFMH63P、AGV小車、托盤庫組成。柔性線控制軟件jFMX控制整線的運行,如柔性線的刀具管理、工藝數據管理、加工質量管理、生產計劃安排、AGV小車的運行。jFMX能夠與ERP企業管理軟件連接,實現24小時無人化自動加工。 村田機械展出的對置雙主軸車削中心MT200,同時搭載高速伺服堆載裝置和高速桁架機械手,實現工件加工自動化。 CIMT2021展會,也欣喜地看到很多產品更加聚焦細分市場、聚焦用戶服務領域,體現出企業深入挖掘用戶生產工藝需求,滿足重點領域發展需要,為用戶提供個性化、專業化解決方案。 

亮點四:產品與信息及網絡技術深度融合,智能制造持續發展 

此次展會,部分展品從數字化工廠全面解決方案、數控系統、數控機床等多個側面進行展示,體現將現代網絡、通訊、信息、物流以及云計算、移動通訊等最新技術,與設備、產品、設計、工藝技術和人之間進行深度融合、無縫連接,實現信息的高效充分流動、處理和應用。如MAZAK iCONNECT,以馬扎克智能云為載體,靈活運用云數據來實現機床互聯,向客戶提供遠程支援、維護保養、教育培訓等綜合服務。另外,MAZAK iSMART Factory運用物聯網技術,通過安全的數據采集、數據分析,對生產活動進行改善,實現以數據驅動生產制造。 

又比如沈陽機床的i5系列機床。i5系統針對工業互聯網應用做了很多獨特的系統性設計,可謂獨樹一幟。i5系統能夠支持通過手機終端實現遠程鎖機。本次展會展出的HTM63150臥式車銑復合加工中心,主要用于國家重點領域以及民用工業中的一些形狀復雜、精度要求高的異形回轉體長軸以及盤類零件加工,產品具備國際競爭力。該系列產品配備i5數控系統,主要核心部件包括高速車銑頭、高扭矩B軸、車削電主軸、下部動力刀塔等,均為自主設計制造。展出的T5.2-500,是一款具有車削與銑削加工能力的臥式車削中心,關鍵核心部件100%國產化,可實現自主可控。其搭載的i5OS智能數控系統,融合智能控制技術與先進制造技術,可搭載車間級生產管理系統,實現生產過程的智能化管理。 
  亮點五:關注碳中和 2020 922 日,習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣布,中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,力爭2030 年前二氧化碳排放達到峰值,努力爭取2060 年前實現碳中和。這是中國首次提出實現碳達峰與碳中和的目標,引起了國際社會的極大關注。對于機床行業,以實現碳達峰、碳中和為目標,一要通過綠色設計實現節能減排,包括綠色機床的選材和制造工藝、綠色模塊化設計、綠色機床結構設計、綠色機床制造等幾個方面。二要通過設備維護,提升機床技能水平,包括氣動液壓部分的節能方法、電氣系統節能方法、機械系統節能方法以及開發新技術等幾個方面。三要建立綠色低碳技術驗證平臺。四要建設全生命周期低碳綠色供應鏈體系等。所以,機床企業應該及早行動起來,為碳中和貢獻自己的力量,減少企業和產品碳足跡。在本屆展會,DMG MORI已宣稱全部機床產品達到碳中和。 

總之,通過CIMT2021展會,筆者了解到了境內外機床市場的發展趨勢,看到了全球業界當今主流的中高端產品。作為一家境內機床企業員工,我深深感到我們的不足和未來空間。尤其是我們現有的產品,結構流于單一,技術附加值不高,針對不同行業的加工解決方案不足,在中高端市場還有較長的路要走。因此,我們需繼續努力,緊跟先進機床企業的發展步伐,以市場需求為導向,貼近客戶,開發出更多高精度、高可靠性的產品。 市場是公平的,CY人還需沉下心,穩發展,向前看,因為機會只留給有準備的人。

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