CIMT2021观展体会
2021-5-17 来源：机床协会 作者：-
在全行业共同努力下，由中国机床工具工业协会主办的CIMT2021（第十七届中国国际机床展览会）圆满落幕，取得不俗成果。境内外企业参展热情十分高涨，争相在这个全球业界四大之一的平台上展示自己的技术水平和服务能力。据悉，许多展商在展期成交额超出预期，更储备了大量意向客户资源，可谓满载而归、满意而回。作为后疫情时期首个开幕的全球知名机床工具展，CIMT2021吸引了20余万人，现场人流如织。专业观众们通过预先阅读主办方及业界的各类宣传媒介，浏览了海量展商展品信息，并根据各自不同的需求规划参观路线，以便在现场更便捷地获取知识、寻找合作伙伴、挖掘合格供应商，为提升自己的产品质量和提高制造水平积累有用信息。
此次展会上，展出的众多境内外机床展品中不乏精品和亮点。笔者从自己的视角出发汇总了一些观展体会，写出来与大家分享。因时间匆忙，文中不免存在偏颇或错漏之处，欢迎业界斧正。
1. 高精度机床竞相出展
众所周知，机床被誉为“工业母机”，是制造机器的机器。高精度机床的进步，直接推动着制造业朝着高精尖方向发展。航空航天、汽车、船舶、能源、仪器仪表、3C、先进医学等领域的零部件制造，都离不开高精度机床的支撑。
境外许多企业一如既往地展示着他们的精密机床及其高精度加工能力。比如，大昌华嘉展出了5台基本代表当今市场上应用的较高水准的高精度机床。瑞士Schaublin（肖布林）202TG车铣磨一体机床，一次装夹可实现车削、铣削或磨削的加工，主轴几何精度小于0.5μm；632-Y生产型精密车床，采用FANUC数控系统，高刚性设计，具有特殊的热稳定系统，主轴几何精度小于0.2μm。德国科恩Kern Evo超精密加工中心，整体大理石机床结构，采用棱柱形导轨和预加载荷的滚柱丝杠，以确保可靠的高精度传动和定位，加速度8m/s2（1g=9.8m/s2），重重复定位精度1μm，加工粗糙度Ra≦0.1μm。美国Moore 500 CPWZ数控坐标磨床，六轴四联动，X轴对Y轴不垂度0.8μm，位置偏差2.0μm，可实现高精度连续轨迹磨削。该机在磨削HRC 60-62的氮化合金钢时，表面粗糙度可达Ra0.1μm，面形精度2.0μm。美国Moore Nanotech 250UPL超精密单点金刚石车床，采用整体式复合大理石床身结构，全约束式油静压导轨，直线电机驱动，多孔石墨涂层空气主轴，主轴跳动12.5nm，采用激光全息线性光栅尺，X/Z轴反馈分辨率8.4pm（皮米），C轴反馈分辨率为0.01弧秒，加工面形精度P-V≤0.1μm，表面粗糙度Ra≤2.0nm。
不过，特别值得关注的是，境内企业本次参展的高精度机床有所增加，很多技术指标已接近或达到国际较高水平，非常令人振奋，说明机床企业对精度的认识有了提高，也具备了高精度机床设计和制造的技术储备和手段。
比如，四川普什宁江MICRO-T400高精度车床，人造花岗岩材料床身，采用静压主轴和导轨技术，主轴跳动≤0.15μm，直线度≤0.3μm /100mm，定位精度≤2μm，重复定位精度≤1μm，零件加工圆度≤1μm，表面粗糙度Ra≤0.2μm，适合高精度丝杠螺母、轴承内外圈、阀芯等零件淬火后以车代磨精加工。通用技术集团展出的TGK4680A数控卧式坐标镗床，为“箱中箱”式封闭框架结构设计，采用i5数控系统，具有空间误差补偿、RTCP误差智能检测与补偿等功能，主轴几何精度≤1.5μm，定位精度≤3μm，重复定位精度≤1.5μm，回转轴定位精度≤3″，重复定位精度≤1.5″；AF35P高精度全闭环电火花成形机床，搭载自主研发的开放式数控系统，应用全新的运动控制算法，定位精度3μm，重复定位精度2μm，加工硬质合金表面粗糙度Ra≤0.15μm，加工模具钢表面粗糙度Ra≤0.08μm，可实现镜面加工；μ3000/UGT200超精密车磨加工机床，床身采用天然花岗岩材料，整机高性能气浮隔振系统，X/Z轴均采用全约束的液体静压导轨，直线度0.5μm/0.3μm，直线电机驱动，控制分辨率10nm，主轴采用气体静压支承，回转精度0.05μm。湖南中大创远YKA2060全数控螺旋锥齿轮磨齿机，九轴五联动，磨削格里森齿制的螺旋锥齿轮齿面精度可达到DIN3965标准规定的3级精度，齿面粗糙度达到Ra0.4μm。江苏博谷智能高精密硬车削机床Microtech 100 HP，天然花岗岩床身，液体静压主轴和导轨，采用SIEMENS 840D数控系统，全闭环控制，主轴跳动≤0.2μm，定位精度≤1μm，重复定位精度≤0.2μm。等等。
诚然，仅仅靠几个技术指标的数据不能完全说明就是高精度机床了，但可以说具有了高精度机床的基因。高精度的加工也不是仅仅靠精密机床就能解决，还需要一系列配套附件，比如，高精度的精密卡具、刀具夹头、磁力吸盘、机内机外对刀仪等等，这些设备的配备，对实现高精度加工至关重要。数控系统对高精度加工起着关键的作用，系统的跟随误差小，合理的伺服参数调试，可以有效提高机械精度和刚性，增强高精度加工能力等。
一般来讲，有“μ”级及以上加工能力的机床才可称之为高精度加工机床，精度稳定性是衡量高精度机床的标志。有恒温的环境与良好的地基，是用好高精度机床的一个前提。影响机床加工精度的因素有很多，比如最基础的机床移动轴直线度和各轴间的垂直度等。企业要深入研究精度问题，真正掌握影响自身机床精度的关键要素，而不是不计成本地提高各项精度。当企业能够低成本地生产高精度机床时，我国机床产业和制造业将有一个飞跃发展。
2. 五轴机床呈普及态势
在以往展会上，五轴机床大多由境外展品占据主导地位。但在本届CIMT展会上，呈现出新的气象。几乎所有境内主流机床企业都有五轴机床展出或已具备五轴机床生产能力。五轴机床的加工优势非常明显，效率高、集约度强、精度稳定，但控制系统和软件的相对复杂，曾一度制约着国产五轴机床的发展。随着高档数控系统自主研发和技术能力的提升，加强了对五轴数控系统的理解和掌握，使国产五轴机床出现了爆发式增长。
科德数控展出了3台五轴机床，分别为五轴立式、卧式及车铣复合加工中心。其中，KMC 800S UMT五轴立式车铣复合加工中心，采用大理石床身，龙门架设计，双壁支撑的A/C摇篮转台，力矩电机直驱，科德GNC62总线式数控系统，快移速度60m/min，加速度1g。通用技术集团也展出多台五轴机床，其中HTM63150卧式车铣加工中心，五轴联动，力矩电机直驱B轴，双车主轴最高转速3500r/min，铣轴最高转速10000r/min，定位精度0.008mm，加工表面粗糙度Ra0.8μm；H80C六轴五联动数控螺旋锥齿轮铣齿机，可干切也可湿切，刀具主轴和工件主轴均采用直驱技术，最高转速6000r/min，最大加工件直径Φ80mm，加工模数范围0.7-2，加工精度（DIN）5级。秦川机床VMC40U高精度五轴卧式加工中心，A/C轴摇篮转台，主轴最高转速40000r/min，快移速度60m/min，重复定位精度3μm。普什宁江THM6363IV五轴卧式加工中心，床身采用整体式正T型结构，立柱为热对称性和稳定性好的整体框式结构，采用西门子840Dsl数控系统，电主轴最高转速15000r/min，力矩电机直驱A/B轴可倾回转工作台，快移速度45m/min，定位精度6μm。湖南中大创远YKA2060九轴五联动螺旋锥齿轮磨齿机，工件轴和砂轮轴均为电主轴，具有砂轮自动修整功能，采用展成法磨削圆弧齿的各种螺旋锥齿轮，自主研发的HGS加工软件集成在西门子840Dsl数控系统中，磨齿精度可达到DIN3965锥齿轮和准双曲面齿轮精度标准规定的3级，齿面粗糙度达到Ra0.4μm。北京电加工所HS-600精密数控电火花小孔加工机床，采用基于Windows的数控系统，六轴五联动，可实现多姿态下的电火花微细加工及异形孔加工，配备具有电容增爆、微精加工、低损耗加工回路等诸多功能的特色精密微细电源，配备高速旋转轴高压冲水、自动换丝、穿透检测等功能模块，加工孔直径ф0.2-ф3.0mm。北京精雕JDMRT600五轴高速加工中心，具备“0.1μm进给、1μm切削、nm级表面粗糙度”加工效果，标配精雕数控系统和JD180S电主轴，最高转速15000r/min，Y轴双丝杠驱动，快移速度48m/min，摇篮式双轴直驱转台，具备刀具3D圆角补偿功能，配合激光对刀仪，可补偿刀具直径误差与轮廓误差。
值得一提的是，境内企业展出的高精度机床和五轴机床，很大一部分是配置自主开发的数控系统，这个进步使人看到了国产机床的曙光，也见到机床国产化迈出了可喜的一大步。依靠专业的研发队伍，北京精雕的CAD/CAM软件、数控系统、电主轴都实现了完全自主生产。科德数控一直坚持只销售配置自己数控系统的机床。放眼整个中国机床行业，这些都是难能可贵的。
数控机床的产业链很长，特别是五轴机床，数控系统和功能部件都相对复杂，对刀具的要求也更高，影响机床可靠性的环节增多，这些都需要从基础抓起，扎扎实实打好基础。虽然我们处在全球经济一体化的今天，但还是提倡培育国内高质量的供货商，不仅增强设备数据的安全性，也可为企业保留较大利润，有利于企业的可持续发展。
3. 行业细分领域仍有深挖潜力
津田驹展示了采用最新的BallDrive®滚珠驱动技术的数控转台，可实现无背隙驱动的高精度加工。由钢球的滚动实现高效率传动，通过强大刹车力实现稳定分度。针对轻负荷加工场合的大批量生产，以无刹车加工节省夹紧松开动作来进一步提高生产效率，精度保持性好，也可降低故障率。和常规蜗轮蜗杆传动产品相比，分度定位速度提高两倍，进一步缩短了加工周期，延长了使用寿命。这个产品给我们的启示是，颠覆性的创新可以极大地提高生产效率并降低成本。亦即，要下大力气追求专精特新。
法孚（Fives）没有实物展品展出，在展台上重点介绍了其旗下的兰迪斯磨床公司长期致力于为全球汽车产业提供更多的产品和服务，拥有凸轮磨、曲轴磨、双端面磨、无心磨以及高精度车床和镗床等多种类产品，并潜心在曲轴随动磨削领域深耕细作。产品涵盖摩托车类小型曲轴到8米长的大型船用曲轴，中间覆盖轿车、卡车、重型汽车等规格。兰迪斯在加工精度上追求卓越，不管是尺寸精度还是圆度都做到μ级，而且出厂值全部压缩至公差的1/2以下，以确保足够的精度储备和长期的精度稳定。在生产效率方面，追求高精度和快节拍的平衡，通常五个主轴四个连杆轴的曲轴，磨削工序从装夹到成品只需100s。基于他们长期积累的加工经验以及专用软件的应用，在此细分领域，基本没有太多的竞争对手，由此可获得较大利润。兰迪斯磨床的数控系统，是在西门子的工控机硬件基础上，应用博世力士乐的驱动技术，自主开发专用的操作系统和独特的操作界面，对于曲轴磨削加工更加便捷和易用。这些做法都可以为我们深化细分领域的产品和市场拓展提供参考。
我国磨床行业的骨干企业北二机床和上海机床也相继开发了曲轴随动磨床，加工精度满足要求，并得到用户认可，正在加强市场推广应用。
借鉴德国和日本等机床发达国家的成功经验，国家和地方相关部门在培育“隐形冠军”、“小巨人”企业方面出台了许多有利政策，企业在利用好政策的前提下，最核心的还是要为市场提供性能稳定、质量可靠、高效易用的专精特新产品，从而推动机床产品质量的提高和效率的提升，进而获得更多的市场份额，创造更多的价值。企业的发展要与市场需求紧密结合，做出适应性的调整才是睿智之道。要深挖垂直细分领域的机会，潜心核心技术研究以及经验积累和知识沉淀，力求提供独一无二的整体解决方案，做出自己的特色，避免陷入新一轮的同质化竞争。突出“创新驱动”和“品牌驱动”，提高全员劳动生产率，保持企业的长久生命力。
高精度机床、五轴加工机床是未来智能制造的基础。近些年，在国家一系列政策引导下，在重大专项的强有力支持下，我国数控机床的技术水平和制造能力有了很大提高，国有企业和民营企业都有良好表现。当然，技术的进步从来不是一蹴而就的，长期坚持基础技术和共性技术研究非常必要，新技术的应用也必不可少。机床行业还需要持续进行铸件、大理石等基础件材料研究；主轴、丝杠、导轨、轴承、蜗轮、齿轮等关键零部件材料及热处理的技术攻关；优化机床设计技术，进行整机和部件的动静刚度匹配研究、动态性能研究，提高仿真分析水平等；深入制造工艺技术研究，将精益生产理念贯穿于整个产业链，研究装配工艺及调试技术，完善各制造过程的检验测试规范等；用刀具、软件等新技术的发展带动机床加工精度和可靠性的提高，从硬件到软件尽量做到自主化，包括芯片的自主化等等。如此，国产机床将会有更大的进步，向智能制造转型和高质量发展也终将水到渠成。
作者：黄韶娟（协会传媒部） 责编：张芳丽
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