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CIMT2021觀展體會(huì)
CIMT2021觀展體會(huì)
在全行業(yè)共同努力下，由中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)主辦的CIMT2021（第十七屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)）圓滿落幕，取得不俗成果。境內(nèi)外企業(yè)參展熱情十分高漲，爭(zhēng)相在這個(gè)全球業(yè)界四大之一的平臺(tái)上展示自己的技術(shù)水平和服務(wù)能力。據(jù)悉，許多展商在展期成交額超出預(yù)期，更儲(chǔ)備了大量意向客戶資源，可謂滿載而歸、滿意而回。作為后疫情時(shí)期首個(gè)開(kāi)幕的全球知名機(jī)床工具展，CIMT2021吸引了20余萬(wàn)人，現(xiàn)場(chǎng)人流如織。專(zhuān)業(yè)觀眾們通過(guò)預(yù)先閱讀主辦方及業(yè)界的各類(lèi)宣傳媒介，瀏覽了海量展商展品信息，并根據(jù)各自不同的需求規(guī)劃參觀路線，以便在現(xiàn)場(chǎng)更便捷地獲取知識(shí)、尋找合作伙伴、挖掘合格供應(yīng)商，為提升自己的產(chǎn)品質(zhì)量和提高制造水平積累有用信息。
此次展會(huì)上，展出的眾多境內(nèi)外機(jī)床展品中不乏精品和亮點(diǎn)。筆者從自己的視角出發(fā)匯總了一些觀展體會(huì)，寫(xiě)出來(lái)與大家分享。因時(shí)間匆忙，文中不免存在偏頗或錯(cuò)漏之處，歡迎業(yè)界斧正。
1. 高精度機(jī)床競(jìng)相出展
眾所周知，機(jī)床被譽(yù)為“工業(yè)母機(jī)”，是制造機(jī)器的機(jī)器。高精度機(jī)床的進(jìn)步，直接推動(dòng)著制造業(yè)朝著高精尖方向發(fā)展。航空航天、汽車(chē)、船舶、能源、儀器儀表、3C、先進(jìn)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的零部件制造，都離不開(kāi)高精度機(jī)床的支撐。
境外許多企業(yè)一如既往地展示著他們的精密機(jī)床及其高精度加工能力。比如，大昌華嘉展出了5臺(tái)基本代表當(dāng)今市場(chǎng)上應(yīng)用的較高水準(zhǔn)的高精度機(jī)床。瑞士Schaublin（肖布林）202TG車(chē)銑磨一體機(jī)床，一次裝夾可實(shí)現(xiàn)車(chē)削、銑削或磨削的加工，主軸幾何精度小于0.5μm；632-Y生產(chǎn)型精密車(chē)床，采用FANUC數(shù)控系統(tǒng)，高剛性設(shè)計(jì)，具有特殊的熱穩(wěn)定系統(tǒng)，主軸幾何精度小于0.2μm。德國(guó)科恩Kern Evo超精密加工中心，整體大理石機(jī)床結(jié)構(gòu)，采用棱柱形導(dǎo)軌和預(yù)加載荷的滾柱絲杠，以確保可靠的高精度傳動(dòng)和定位，加速度8m/s2（1g=9.8m/s2），重重復(fù)定位精度1μm，加工粗糙度Ra≦0.1μm。美國(guó)Moore 500 CPWZ數(shù)控坐標(biāo)磨床，六軸四聯(lián)動(dòng)，X軸對(duì)Y軸不垂度0.8μm，位置偏差2.0μm，可實(shí)現(xiàn)高精度連續(xù)軌跡磨削。該機(jī)在磨削HRC 60-62的氮化合金鋼時(shí)，表面粗糙度可達(dá)Ra0.1μm，面形精度2.0μm。美國(guó)Moore Nanotech 250UPL超精密單點(diǎn)金剛石車(chē)床，采用整體式復(fù)合大理石床身結(jié)構(gòu)，全約束式油靜壓導(dǎo)軌，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，多孔石墨涂層空氣主軸，主軸跳動(dòng)12.5nm，采用激光全息線性光柵尺，X/Z軸反饋分辨率8.4pm（皮米），C軸反饋分辨率為0.01弧秒，加工面形精度P-V≤0.1μm，表面粗糙度Ra≤2.0nm。
不過(guò)，特別值得關(guān)注的是，境內(nèi)企業(yè)本次參展的高精度機(jī)床有所增加，很多技術(shù)指標(biāo)已接近或達(dá)到國(guó)際較高水平，非常令人振奮，說(shuō)明機(jī)床企業(yè)對(duì)精度的認(rèn)識(shí)有了提高，也具備了高精度機(jī)床設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)儲(chǔ)備和手段。
比如，四川普什寧江MICRO-T400高精度車(chē)床，人造花崗巖材料床身，采用靜壓主軸和導(dǎo)軌技術(shù)，主軸跳動(dòng)≤0.15μm，直線度≤0.3μm /100mm，定位精度≤2μm，重復(fù)定位精度≤1μm，零件加工圓度≤1μm，表面粗糙度Ra≤0.2μm，適合高精度絲杠螺母、軸承內(nèi)外圈、閥芯等零件淬火后以車(chē)代磨精加工。通用技術(shù)集團(tuán)展出的TGK4680A數(shù)控臥式坐標(biāo)鏜床，為“箱中箱”式封閉框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用i5數(shù)控系統(tǒng)，具有空間誤差補(bǔ)償、RTCP誤差智能檢測(cè)與補(bǔ)償?shù)裙δ埽鬏S幾何精度≤1.5μm，定位精度≤3μm，重復(fù)定位精度≤1.5μm，回轉(zhuǎn)軸定位精度≤3″，重復(fù)定位精度≤1.5″；AF35P高精度全閉環(huán)電火花成形機(jī)床，搭載自主研發(fā)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，應(yīng)用全新的運(yùn)動(dòng)控制算法，定位精度3μm，重復(fù)定位精度2μm，加工硬質(zhì)合金表面粗糙度Ra≤0.15μm，加工模具鋼表面粗糙度Ra≤0.08μm，可實(shí)現(xiàn)鏡面加工；μ3000/UGT200超精密車(chē)磨加工機(jī)床，床身采用天然花崗巖材料，整機(jī)高性能氣浮隔振系統(tǒng)，X/Z軸均采用全約束的液體靜壓導(dǎo)軌，直線度0.5μm/0.3μm，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制分辨率10nm，主軸采用氣體靜壓支承，回轉(zhuǎn)精度0.05μm。湖南中大創(chuàng)遠(yuǎn)YKA2060全數(shù)控螺旋錐齒輪磨齒機(jī)，九軸五聯(lián)動(dòng)，磨削格里森齒制的螺旋錐齒輪齒面精度可達(dá)到DIN3965標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的3級(jí)精度，齒面粗糙度達(dá)到Ra0.4μm。江蘇博谷智能高精密硬車(chē)削機(jī)床Microtech 100 HP，天然花崗巖床身，液體靜壓主軸和導(dǎo)軌，采用SIEMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)，全閉環(huán)控制，主軸跳動(dòng)≤0.2μm，定位精度≤1μm，重復(fù)定位精度≤0.2μm。等等。
誠(chéng)然，僅僅靠幾個(gè)技術(shù)指標(biāo)的數(shù)據(jù)不能完全說(shuō)明就是高精度機(jī)床了，但可以說(shuō)具有了高精度機(jī)床的基因。高精度的加工也不是僅僅靠精密機(jī)床就能解決，還需要一系列配套附件，比如，高精度的精密卡具、刀具夾頭、磁力吸盤(pán)、機(jī)內(nèi)機(jī)外對(duì)刀儀等等，這些設(shè)備的配備，對(duì)實(shí)現(xiàn)高精度加工至關(guān)重要。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)高精度加工起著關(guān)鍵的作用，系統(tǒng)的跟隨誤差小，合理的伺服參數(shù)調(diào)試，可以有效提高機(jī)械精度和剛性，增強(qiáng)高精度加工能力等。
一般來(lái)講，有“μ”級(jí)及以上加工能力的機(jī)床才可稱之為高精度加工機(jī)床，精度穩(wěn)定性是衡量高精度機(jī)床的標(biāo)志。有恒溫的環(huán)境與良好的地基，是用好高精度機(jī)床的一個(gè)前提。影響機(jī)床加工精度的因素有很多，比如最基礎(chǔ)的機(jī)床移動(dòng)軸直線度和各軸間的垂直度等。企業(yè)要深入研究精度問(wèn)題，真正掌握影響自身機(jī)床精度的關(guān)鍵要素，而不是不計(jì)成本地提高各項(xiàng)精度。當(dāng)企業(yè)能夠低成本地生產(chǎn)高精度機(jī)床時(shí)，我國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)和制造業(yè)將有一個(gè)飛躍發(fā)展。
2. 五軸機(jī)床呈普及態(tài)勢(shì)
在以往展會(huì)上，五軸機(jī)床大多由境外展品占據(jù)主導(dǎo)地位。但在本屆CIMT展會(huì)上，呈現(xiàn)出新的氣象。幾乎所有境內(nèi)主流機(jī)床企業(yè)都有五軸機(jī)床展出或已具備五軸機(jī)床生產(chǎn)能力。五軸機(jī)床的加工優(yōu)勢(shì)非常明顯，效率高、集約度強(qiáng)、精度穩(wěn)定，但控制系統(tǒng)和軟件的相對(duì)復(fù)雜，曾一度制約著國(guó)產(chǎn)五軸機(jī)床的發(fā)展。隨著高檔數(shù)控系統(tǒng)自主研發(fā)和技術(shù)能力的提升，加強(qiáng)了對(duì)五軸數(shù)控系統(tǒng)的理解和掌握，使國(guó)產(chǎn)五軸機(jī)床出現(xiàn)了爆發(fā)式增長(zhǎng)。
科德數(shù)控展出了3臺(tái)五軸機(jī)床，分別為五軸立式、臥式及車(chē)銑復(fù)合加工中心。其中，KMC 800S UMT五軸立式車(chē)銑復(fù)合加工中心，采用大理石床身，龍門(mén)架設(shè)計(jì)，雙壁支撐的A/C搖籃轉(zhuǎn)臺(tái)，力矩電機(jī)直驅(qū)，科德GNC62總線式數(shù)控系統(tǒng)，快移速度60m/min，加速度1g。通用技術(shù)集團(tuán)也展出多臺(tái)五軸機(jī)床，其中HTM63150臥式車(chē)銑加工中心，五軸聯(lián)動(dòng)，力矩電機(jī)直驅(qū)B軸，雙車(chē)主軸最高轉(zhuǎn)速3500r/min，銑軸最高轉(zhuǎn)速10000r/min，定位精度0.008mm，加工表面粗糙度Ra0.8μm；H80C六軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控螺旋錐齒輪銑齒機(jī)，可干切也可濕切，刀具主軸和工件主軸均采用直驅(qū)技術(shù)，最高轉(zhuǎn)速6000r/min，最大加工件直徑Φ80mm，加工模數(shù)范圍0.7-2，加工精度（DIN）5級(jí)。秦川機(jī)床VMC40U高精度五軸臥式加工中心，A/C軸搖籃轉(zhuǎn)臺(tái)，主軸最高轉(zhuǎn)速40000r/min，快移速度60m/min，重復(fù)定位精度3μm。普什寧江THM6363IV五軸臥式加工中心，床身采用整體式正T型結(jié)構(gòu)，立柱為熱對(duì)稱性和穩(wěn)定性好的整體框式結(jié)構(gòu)，采用西門(mén)子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)，電主軸最高轉(zhuǎn)速15000r/min，力矩電機(jī)直驅(qū)A/B軸可傾回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，快移速度45m/min，定位精度6μm。湖南中大創(chuàng)遠(yuǎn)YKA2060九軸五聯(lián)動(dòng)螺旋錐齒輪磨齒機(jī)，工件軸和砂輪軸均為電主軸，具有砂輪自動(dòng)修整功能，采用展成法磨削圓弧齒的各種螺旋錐齒輪，自主研發(fā)的HGS加工軟件集成在西門(mén)子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)中，磨齒精度可達(dá)到DIN3965錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的3級(jí)，齒面粗糙度達(dá)到Ra0.4μm。北京電加工所HS-600精密數(shù)控電火花小孔加工機(jī)床，采用基于Windows的數(shù)控系統(tǒng)，六軸五聯(lián)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)多姿態(tài)下的電火花微細(xì)加工及異形孔加工，配備具有電容增爆、微精加工、低損耗加工回路等諸多功能的特色精密微細(xì)電源，配備高速旋轉(zhuǎn)軸高壓沖水、自動(dòng)換絲、穿透檢測(cè)等功能模塊，加工孔直徑ф0.2-ф3.0mm。北京精雕JDMRT600五軸高速加工中心，具備“0.1μm進(jìn)給、1μm切削、nm級(jí)表面粗糙度”加工效果，標(biāo)配精雕數(shù)控系統(tǒng)和JD180S電主軸，最高轉(zhuǎn)速15000r/min，Y軸雙絲杠驅(qū)動(dòng)，快移速度48m/min，搖籃式雙軸直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)，具備刀具3D圓角補(bǔ)償功能，配合激光對(duì)刀儀，可補(bǔ)償?shù)毒咧睆秸`差與輪廓誤差。
值得一提的是，境內(nèi)企業(yè)展出的高精度機(jī)床和五軸機(jī)床，很大一部分是配置自主開(kāi)發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，這個(gè)進(jìn)步使人看到了國(guó)產(chǎn)機(jī)床的曙光，也見(jiàn)到機(jī)床國(guó)產(chǎn)化邁出了可喜的一大步。依靠專(zhuān)業(yè)的研發(fā)隊(duì)伍，北京精雕的CAD/CAM軟件、數(shù)控系統(tǒng)、電主軸都實(shí)現(xiàn)了完全自主生產(chǎn)。科德數(shù)控一直堅(jiān)持只銷(xiāo)售配置自己數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。放眼整個(gè)中國(guó)機(jī)床行業(yè)，這些都是難能可貴的。
數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng)，特別是五軸機(jī)床，數(shù)控系統(tǒng)和功能部件都相對(duì)復(fù)雜，對(duì)刀具的要求也更高，影響機(jī)床可靠性的環(huán)節(jié)增多，這些都需要從基礎(chǔ)抓起，扎扎實(shí)實(shí)打好基礎(chǔ)。雖然我們處在全球經(jīng)濟(jì)一體化的今天，但還是提倡培育國(guó)內(nèi)高質(zhì)量的供貨商，不僅增強(qiáng)設(shè)備數(shù)據(jù)的安全性，也可為企業(yè)保留較大利潤(rùn)，有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
3. 行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域仍有深挖潛力
津田駒展示了采用最新的BallDrive?滾珠驅(qū)動(dòng)技術(shù)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)背隙驅(qū)動(dòng)的高精度加工。由鋼球的滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)高效率傳動(dòng)，通過(guò)強(qiáng)大剎車(chē)力實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定分度。針對(duì)輕負(fù)荷加工場(chǎng)合的大批量生產(chǎn)，以無(wú)剎車(chē)加工節(jié)省夾緊松開(kāi)動(dòng)作來(lái)進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，精度保持性好，也可降低故障率。和常規(guī)蝸輪蝸桿傳動(dòng)產(chǎn)品相比，分度定位速度提高兩倍，進(jìn)一步縮短了加工周期，延長(zhǎng)了使用壽命。這個(gè)產(chǎn)品給我們的啟示是，顛覆性的創(chuàng)新可以極大地提高生產(chǎn)效率并降低成本。亦即，要下大力氣追求專(zhuān)精特新。
法孚（Fives）沒(méi)有實(shí)物展品展出，在展臺(tái)上重點(diǎn)介紹了其旗下的蘭迪斯磨床公司長(zhǎng)期致力于為全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)提供更多的產(chǎn)品和服務(wù)，擁有凸輪磨、曲軸磨、雙端面磨、無(wú)心磨以及高精度車(chē)床和鏜床等多種類(lèi)產(chǎn)品，并潛心在曲軸隨動(dòng)磨削領(lǐng)域深耕細(xì)作。產(chǎn)品涵蓋摩托車(chē)類(lèi)小型曲軸到8米長(zhǎng)的大型船用曲軸，中間覆蓋轎車(chē)、卡車(chē)、重型汽車(chē)等規(guī)格。蘭迪斯在加工精度上追求卓越，不管是尺寸精度還是圓度都做到μ級(jí)，而且出廠值全部壓縮至公差的1/2以下，以確保足夠的精度儲(chǔ)備和長(zhǎng)期的精度穩(wěn)定。在生產(chǎn)效率方面，追求高精度和快節(jié)拍的平衡，通常五個(gè)主軸四個(gè)連桿軸的曲軸，磨削工序從裝夾到成品只需100s。基于他們長(zhǎng)期積累的加工經(jīng)驗(yàn)以及專(zhuān)用軟件的應(yīng)用，在此細(xì)分領(lǐng)域，基本沒(méi)有太多的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，由此可獲得較大利潤(rùn)。蘭迪斯磨床的數(shù)控系統(tǒng)，是在西門(mén)子的工控機(jī)硬件基礎(chǔ)上，應(yīng)用博世力士樂(lè)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，自主開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的操作系統(tǒng)和獨(dú)特的操作界面，對(duì)于曲軸磨削加工更加便捷和易用。這些做法都可以為我們深化細(xì)分領(lǐng)域的產(chǎn)品和市場(chǎng)拓展提供參考。
我國(guó)磨床行業(yè)的骨干企業(yè)北二機(jī)床和上海機(jī)床也相繼開(kāi)發(fā)了曲軸隨動(dòng)磨床，加工精度滿足要求，并得到用戶認(rèn)可，正在加強(qiáng)市場(chǎng)推廣應(yīng)用。
借鑒德國(guó)和日本等機(jī)床發(fā)達(dá)國(guó)家的成功經(jīng)驗(yàn)，國(guó)家和地方相關(guān)部門(mén)在培育“隱形冠軍”、“小巨人”企業(yè)方面出臺(tái)了許多有利政策，企業(yè)在利用好政策的前提下，最核心的還是要為市場(chǎng)提供性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、高效易用的專(zhuān)精特新產(chǎn)品，從而推動(dòng)機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量的提高和效率的提升，進(jìn)而獲得更多的市場(chǎng)份額，創(chuàng)造更多的價(jià)值。企業(yè)的發(fā)展要與市場(chǎng)需求緊密結(jié)合，做出適應(yīng)性的調(diào)整才是睿智之道。要深挖垂直細(xì)分領(lǐng)域的機(jī)會(huì)，潛心核心技術(shù)研究以及經(jīng)驗(yàn)積累和知識(shí)沉淀，力求提供獨(dú)一無(wú)二的整體解決方案，做出自己的特色，避免陷入新一輪的同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)。突出“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”和“品牌驅(qū)動(dòng)”，提高全員勞動(dòng)生產(chǎn)率，保持企業(yè)的長(zhǎng)久生命力。
高精度機(jī)床、五軸加工機(jī)床是未來(lái)智能制造的基礎(chǔ)。近些年，在國(guó)家一系列政策引導(dǎo)下，在重大專(zhuān)項(xiàng)的強(qiáng)有力支持下，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平和制造能力有了很大提高，國(guó)有企業(yè)和民營(yíng)企業(yè)都有良好表現(xiàn)。當(dāng)然，技術(shù)的進(jìn)步從來(lái)不是一蹴而就的，長(zhǎng)期堅(jiān)持基礎(chǔ)技術(shù)和共性技術(shù)研究非常必要，新技術(shù)的應(yīng)用也必不可少。機(jī)床行業(yè)還需要持續(xù)進(jìn)行鑄件、大理石等基礎(chǔ)件材料研究；主軸、絲杠、導(dǎo)軌、軸承、蝸輪、齒輪等關(guān)鍵零部件材料及熱處理的技術(shù)攻關(guān)；優(yōu)化機(jī)床設(shè)計(jì)技術(shù)，進(jìn)行整機(jī)和部件的動(dòng)靜剛度匹配研究、動(dòng)態(tài)性能研究，提高仿真分析水平等；深入制造工藝技術(shù)研究，將精益生產(chǎn)理念貫穿于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，研究裝配工藝及調(diào)試技術(shù)，完善各制造過(guò)程的檢驗(yàn)測(cè)試規(guī)范等；用刀具、軟件等新技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)機(jī)床加工精度和可靠性的提高，從硬件到軟件盡量做到自主化，包括芯片的自主化等等。如此，國(guó)產(chǎn)機(jī)床將會(huì)有更大的進(jìn)步，向智能制造轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展也終將水到渠成。
作者：黃韶娟（協(xié)會(huì)傳媒部） 責(zé)編：張芳麗
