展海拾贝皆是宝-- CIMT2023中国国际机床展一瞥
2023-5-31 来源：本刊通讯员 作者： 徐正平
光阴似箭，CIMT展会转眼已经是第18届了，本人有幸每届都得以参加，并结合EMO及IMTS，因此对当今机床发展略见端倪，更对中国机床的努力赶超倍感振奋。
创新是推动技术进步的不懈动力，然而在工作母机领域，要频频出现重大发明可能性很小，但小改小革的技术创新比比皆是，在展会中兜上一圈就可信手拈来。
E1德国馆中的SW公司，原来一直生产双主轴、双工作台为主的卧加，但为了迎合市场需求，最近他们研制成功了一台突破传统理念的大型卧加，资料显示这款加工中心最大的特点是“加工空间大、主轴工作行程广”，设备可以轻松容纳大型结构部件的同时，也拥有业内尖端的设备性能。事实证明，设计创新必须要跟上市场步伐。
BA space3是一款单主轴加工中心(图1)，其工作主轴水平设置，Z轴为可选项目，能带集成的2轴旋转头。如果使用旋转头，则使用 CAD-CAM 软件创建NC程序，并使用软件包“5 轴联动加工，实现自，动运动测量和无线传输探头数据功能。主轴锥孔为HSK63，主传动功率35kW，核心主轴具有非常低的质量惯性矩，可以在较短时间内转速达剥17,500 rpm。
(图1)
机床采用整体结构设计，原则上可最大程度降低偏差，确保加工单元和工件工作台之间获得最佳力流，也就是指最佳力的传递流向
X、Y和Z进给轴使用直线电动机，进给可达120m/min，三向加速度可高达11m/s² （X轴）、18m/s²（Y轴）和20m/s²（Z轴），与采用滚珠螺杆主轴的传统驱动相比，直线电动机在能耗、磨损和噪声排放方面具有显著优势。
旋转工作台两侧为夹紧面，可在角度设置范围（-16°至0°或164°至180°）内，加工的同时能进行上下料。
机床X/Y/Z行程达3000/1800/875mm，夹具额定承重1t，偏心载荷3000Nm。X轴在控制方面采用电气同步控制的方式实现双侧驱动，反馈标配绝对光栅尺，即使在偏心负载的情况下，也可保证最佳定位精度。纵置的Y轴重量主要通过液压方式100%补偿，使得热应力相应能耗微乎其微。链式刀具库，能装载40-80把刀具
本机床主要为了解决电池壳体、底盘零件以及其它航空航天大型轻金属结构件的批量加工难题。
瑞士斯达拉格集团的宝美公司，他们的旗舰产品“s191”多功能加工中心就是一台不断升级换代的范例。(图2)
(图2)
由于采用高可靠性、高度模块化的设计，因此机床的应变能力非常强。这次主要创新的亮点是:采用大面积的玻璃窗及完美定位的通道门，为机床内部提供了无与伦比的可视性，也为检修提供了极大的便利;机床的人机界面是在基于Windows系统的电脑应用程序上开发的，只需简易的手指滑动，即可从一个屏幕切换到另一个屏幕;除此之外，它能够跟踪当前的加工进度，查看编程参数设置或进行实时生产跟踪。另外，与具有代表性的操作者一起制定的方法使得培训更加直观和友好，同时又降低了操作者所需的技能水平。
宝美191neo的主轴通孔直径有三种规格：42mm，50mm和65mm，背面加工单元有四种不同的类型： “P”型-单虎钳机构， “PRM”型-多副虎钳和夹具组合，
机床带90刀位的刀库，现在内置了一个刀具断裂检测装置，检测和加工能同步进行。再加上宝美传统的工件托盘库或者模块化或定制的机床人自动化单元，您可以实现24小时/7天的生产，如需要，只有预防性维护才能中断生产。
日本马扎克公司展出的VARIAXIS i-800 NEO(图3)是针对“碳中和”理念而开发出的，兼顾高生产性、高精度、高环保性的最新产品。
(图3)
马扎克不仅在机床上安装了节能设备，还通过使用人工智能和数字技术、工序集约这3种措施来实现生产效率与环境保护的兼顾。在不影响客户生产效率的情况下降低环境负荷，实现社会可持续发展。VARIAXIS i-800 NEO可以通过工件的一次装夹，实现多面铣削加工，大幅度缩短转序时间。同时，利用先进的刀具和高速加工技术，大幅减少加工时间。广泛应用于半导体、汽车、航空、模具、一般机械等领域的高效高精度加工。
VARIAXIS i-800 NEO除了在加工能力、精度方面进行升级进化，在节能环保方面也有独特之处。通过实际测试，相较于以前的VARIAXIS机型，新一代的NEO机型，在全生命周期内，碳排放可以削减39%。与此同时，该机型支持丰富的自动化选项，可以选择双托盘交换装置、MPP、PALLETECH SYSTEM、液压夹具安装准备及刀具破损检测等，可根据客户的需求，提供更加理想的解决方案。
在这次展会上，日本牧野首次向中国观众展示了全新的大型卧式五轴加工中心a800Z。其最大工件尺寸φ1000×H800mm，最大承重1t。其特殊的卧式结构+倾斜五轴工作台设计，故在确保机床刚性的同时，也兼顾灵活性与精度，从而有效提升生产效率。
图（4）
a800Z的Z型工作台设计，与传统的摇篮式转台相比更加紧凑，并且在旋转轴的运动过程中，工件重心变化幅度小，对于零部件加工需要频繁变更角度的加工可有效提升生产效率。其双转台均为DD马达设计，可有效保证精度。
阶梯式的立柱与Z型工作台，构成的三角形切削回路，保证整体床身切削时的最佳刚性。全新升级的10000rpm主轴，能实现721/305Nm的扭矩输出，故机床的切削性能比较强。
该机床切屑处理比较特殊，全不锈钢的竖直加工室内壁，保证加工时切屑顺畅排出。切削液箱内部配置了搅拌喷嘴，从而减少了底部的油泥沉积。
交换台配备630×630mm 托盘，可以实现与卧式四轴加工中心a81nx的混合柔性线加工，针对多品种少批量零件加工需求，四轴与五轴的结合足以有效应对。
当今机床的竞争已经不是单台机床的竞争了，而是成套成线的竞争，就单台机床而言，也不仅仅施展单一的加工工艺，譬如铣磨复合、车铣复合等等。
这次E8馆-B013展台是国际上以高精度著称的的瑞士肖布林公司，它们这次展品充分体现出了现代机床的高精、复合、智能、绿色等综合特点。202TG采用双拖板、双磨头加动力刀塔结构，具有车、磨、铣、车、齿等功能，尤其令观众不可思议的是，安装在以方木搭建的临时展台地基之上的机床，在现场加工零件时粗糙度竟能达到Ra 0.082。
该公司的另一台展品是942-Y，它除了具有车、铣、磨等复合加工能力之外，又融合了—种“刮齿”的新工艺。
所谓“刮齿”，就是一种在机床上将工件与刀具两个旋转运动高度精准、同步控制、高速连续切削的齿轮成形方法，它将肖布林机床公司的高精度旋转主轴技术与精密传动控制技术相结合，运用到刮齿技术可轻松实现 DIN 6 级齿轮精度。(图5)就是用刮齿技术加工的零件，(图6)则是切削原理图。
(图5)
(图6)
大家知道，加工中心的发展就是FMS柔性制造系统，那么我们在E1-B217浙江伟立机器人展台，他们提出的一个概念是DFMS，即数字化柔性制造系统(图7)。
(图7)
DFMS是一种基于数字化技术的柔性加工解决方案，适用于多品种小批量加工场景。其主要由物料存储系统、智能搬运机构、装载站和数字化生产管理系统等组成，集成加工设备、测量设备和工序辅助设备等，可以实现生产过程的柔性化、自动化和数字化，提高生产效率和质量。DFMS应用数字孪生技术，实现物理设备与数字模型的虚实同步，可进行远程管理和预测性维护，从而降低维护成本。同时，DFMS
MES/ERP/WMS/CAM等系统对接，实现各系统间数据采集、传输、交换和管理，为工厂数字化实现提供基础。
DFMS的应用带来了许多优势和价值。首先，DFMS可以通过虚拟仿真和模拟对设备和产线布局、工厂物流和人机工程等进行优化，确保方案设计合理。其次，DFMS可以有效解决多品种、小批量加工难题，减少人工干预、提升设备利用率、提高产品品质和降低生产成本，实现24小时不间断作业。此外，DFMS还可以对工艺执行情况、过程质量监控和设备状态管理等进行精细化管控，提高生产效率和产品质量。
在金切机床加工中，实时监控与刀具检测是十分重要的。在W3-A407展台，由法国捷（DigitalWay）加工过程实时监测系统，由于创新理念别具—格，使得观众始绎不绝(图8)。
(图8)
DigitalWay加工过程实时监测系统，包含断刀、崩刃监测、刀具磨损监测及各种其他加工过程异常监测功能，从1992年至今已有30多年的独立运营和技术应用开发经验累积，是行业内唯一拥有传感器制作技术和芯片设计能力的公司，因此DigitalWay的产品可以说是独一无二的。
DigitalWay的刀具监测系统不同于传统接触式监测解决方案，它几乎不占用加工节拍，通过监测主轴切削时的功率负载进行实时监控，内置的高精度Shunt功率传感器，分辨率为满量程的0.0015%（30kW主轴分辨率可达0.45W），辅以5000HZ采样率的高速计算芯片，保证了监测系统能在5ms内做出报警响应，适用于多种类型的复杂刀具（刀盘、复合刀具、成型刀等），可以在加工出现异常时立刻发出报警。
DigitalWay在国内拥有小至1mm钻头及1.2mm丝锥的断刀监测经验，专利技术的功率导数算法可以监测到显微镜下才能看到的微小崩刃。磨损监测可以发现刀具的实际使用寿命，不再拘泥于保守的固定切削次数限制，可提升不同刀具5-20%的加工寿命。
精准的监控报警可以帮助客户降低95%的不良品率及其他生产成本（刀具、物料、人力、质量投诉等）。提高生产效率，操作工可以兼顾多台单机，自动化产线不再担心断刀等异常引起的大批量零件报废。
高精度传感器、准确的监测报警以及拥有丰富设置经验的应用团队支持，使得DigitalWay始终处于行业内领先地位，是客户解决加工异常、降本增效的最佳合作伙伴。
为了方便用户大量使用刀具，E3- 刀具上市公司OKE展出了智能刀具柜(图9)。
(图9)
智能刀具柜由一个主柜和若干个副柜组成，主副柜可按客户产品需求来定制，可以做到全天候24小时值守，精准分发控制和库存统计，每天实时推送领用数据，操作人员拥有专属回收储位功能，实现刀具以旧换新。智能刀柜配有专业管理软件，可以精准计算刀具生产制造成本，将每一把刀具精确到一人一设备，有效避免了之前刀具产品领用后无法继续跟踪问题。并且每个月在指定时间内准确提供刀具报告，通过数据追溯问题。
其主要操作功能是，主页面有领用，借用，归还，回收等内容。领用功能操作简单便捷，按项目领用：点击后页面就会显示出客户工厂所有加工零件型号，按照加工工序进行领用，首先点击要领取的零件名称，按页面提示工序刀号，同时要求输入更换原因，更换品牌，所使用的机床型号，最终点击确认领取。按项目领用可以让客户得到更准确的单件成本。借用归还功能，可以使需要重复使用的量具 工具等产品有效跟踪溯源。回收功能是对现场用完废旧刀具进行管理，对需修磨的刀具进行分类管理。
智能刀具柜通过寄售的管理模式，刀具产品用后结算，让客户受益于三大核心服务：刀具零库存 刀具零资金占用 零库房管理人员成本。1.零库存：是指客户无需备货，只需告知月使用量，就能统一备库存，满足现场对刀具所有需求，从而让客户不再有库存产生。 2.零资金占用：就像前面说的客户无需备货，先使用后结算，日出月结，从而实现零资金占用。 3.零库房人员成本：智能刀具柜24小时值守，无需库房管理人员，从而既大大降低了人员成本问题，也提升了企业管理形象。
投稿箱：
如果您有机床行业、企业相关新闻稿件发表，或进行资讯合作，欢迎联系本网编辑部， 邮箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有机床行业、企业相关新闻稿件发表，或进行资讯合作，欢迎联系本网编辑部， 邮箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相关信息
