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【CCMT2024展会看点】制造技术发展趋势暨CCMT2024展会看点
Mar 4, 2024  来源:机床协会  作者:-



     CCMT2024(第十三届中国数控机床展览会)将于2024年4月8-12日在上海浦东 上海新国际博览中心举办。本届展会展出面积20万平方米,是迄今为止中国境内最大规模的机床工具专业盛会。主办方组织了大量宣传文章供业界预先了解展会概况。更多精彩还需您亲历展会、亲身品鉴。

     本届展会展出面积20万平米,创国内机床工具展览会规模之最,使用了上海新国际博览中心全部17个展馆。来自全球25个国家和地区的近2000家机床工具企业将在CCMT2024展会上同台竞技,境内外知名企业将闪亮登场,不胜枚举。本届展会规模大,展品技术先进,技术讲座、交流会、论坛等配套活动丰富多样。

     展会主题“聚焦——数字•互联•智造”,反映了当今世界制造业变革的方向,贴合机床工具行业技术发展趋势。境内外参展商围绕展会主题组织众多精彩展品,展示机床工具行业在数字化、互联互通、智能制造、高效加工方面所取得的最新成果,为境内外观众带来一场高技术含量的行业盛会。

     本文基于展商提供的部分展品,梳理汇总了本届展会六大看点,供广大观众观展参考。

     一、数字化解决方案日趋成熟

     数字化技术能够显著降低制造成本,提高生产力和安全性,是制造业发展的必然选择。机床工具企业致力于研发数字技术产品,各种数字化解决方案日趋成熟,产品设计、加工工艺与仿真、生产过程、生产管理、车间(工厂)管理数字化解决方案层出不穷,成为近年来发展最快的技术。

     1. 数字化设计和数字化工艺与仿真

     数字化设计能够在虚拟的环境中实现从产品设计、零件制造、整机装配到试验的全过程数字化建模、仿真,实现数据驱动的产品开发与技术创新,提高设计效率,缩短开发周期,提高产品研制成功率。

     数字化工艺与仿真能够高效地完成从产品设计到生产制造的各项准备工作,自动编写NC程序,并能结合具体加工设备进行仿真,对加工程序进行验证和优化,保障加工工艺的可行性和安全性,提升加工效率,避免发生干涉和撞机等事故。

     MasterCAM、Openmind、Cimtron、苏州千机等知名软件企业将展示他们在产品设计、加工工艺与仿真方面的数字化解决方案。

     MasterCAM包括设计、实体建模、2D/3D 铣削、车削、车铣复合、线切割、木工、雕刻、多轴加工等多个模块,集二维绘图、三维造型、曲面设计、数控编程、刀具路径模拟等多种功能于一身,具有强劲的曲面粗加工以及灵活的曲面精加工能力,400多种后置处理文件以匹配各种类型的数控系统。CCMT2024期间,MasterCAM将展示他们的最新版本,分享MasterCam2024的新功能。

     Cimtron是工模具制造行业应用最广泛的CAD/CAM集成式专业工模具解决方案之一,用于型腔模具设计与制造、冲压模具设计与制造、电极设计与制造、数控编程等模块,涵盖了工模具制造的全过程——从报价计划到模具设计、工程变更,以及数控编程。为型腔模具、冲压模具、电极设计等提供丰富的数字化解决方案。
  
  
     Openmind的Hyperrmill是一款CAD/CAM集成化软件,提供从2.5轴到5轴的系列模块,具有自动干涉检查、独立五轴联动、动态变化刀轴等功能,编程功能简单易用,能够轻松地完成五轴加工的编程,可靠而高效地制造要求严苛的零件,并使所有曲面都具有完美的质量。Hypermill还针对多叶片几何构型的转子和定子产品加工提供特殊的策略。

     苏州千机智能技术的千机CAM,包括涡轮类零件数控编程、通用数控编程、特征编程、特征测量与评价、几何自适应加工、叶片补偿加工、PCD刀具激光加工等多个专业CAM工具,为制造行业提供2-5轴加工零件的精密、高效、低成本数控加工工艺解决方案。

     2. 数字化生产过程

     数字化生产过程,能够实时监控生产设备的运行状态或生产线的生产情况,实现生产过程的可视化监控和故障报警,加工设备的健康状态以及预防性维护保养,优化生产过程中的问题,提高生产率,降低成本,提高产品质量和稳定性,提高生产安全性。

     数字化生产过程也是机床企业研究较为集中的领域。机床企业可以利用设备生产商的优势,可以将生产过程数字化的功能模块集成在设备中,为用户提供相应的数字化解决方案。

     格劳博机床(中国)有限公司的GROB-NET4Industry数字化制造解决方案,是GROB公司数十年的机床制造经验与IT技术高度融合的产物,其模块化应用程序能够将企业各要素进行优化整合,提供从生产规划、复杂编程、复杂工件加工工艺仿真、设备监控与分析、加工过程可视化到维修保养的全方位数字化解决方案。

     EMAG的EDNA数字化系统,包括 EDNA Edge Cloud、EDNA Visualize、EDNA HealthCheck、EDNA IoT Ready等4个模块,实现机床状态监控和预测性维护保养,生产流程的可视化,以及机床数据的收集、处理和分析,帮助客户快速实现数字化生产。
  
  
     Heller公司的Heller4Industry由Heller4Operation、Heller4Services、Heller4Performance三个模块构成。其中Heller4Operation为用户操作界面,采用触摸屏操作,实现快捷、稳定而简便的操作。Heller4Services汇总了Heller的数字化服务,通过可视化显示机床状态的特定信息,如运动轴、主轴或其他组件的状态显示来确定磨损状态,引入预防计划外停机的措施,减少机床故障时间。 Heller4Performance工艺流程和性能优化分析,将实时数据同步传输至互联网并通过外部云平台进行评估和展示。

     Hermle公司的数字化解决方案由Digital Production、DigitalOperation及Digital Service模块组成,为客户提供智能订单管理及透明生产流程、智能机床调节、无纸化制造、完善技术周期和远程或预防性维护数字化服务。如订单智能管理(HACS)能够预先计算运行时间及刀具使用,直观分配数控程序;中央监控工具(HIMS)可监视机床实时状态,机床历史状态评估;刀具管理(HOTS、HTMC)可获取刀库中的刀具几何尺寸,优化刀库占用情况。

     Vollmer的数字化解决方案V@dison,包含了V@screen、V@check、V@boost、V@guide四个模块,分别用于展现机床设备的参数和状态;分析和优化加工工艺;提升机床加工特定工件的性能;获取优化的加工工艺,提供预防性维护建议,预防故障发生。

     友机技术的UJ-PMS智能加工过程监控系统,通过智慧感知、特征提取与数据分析,对每把刀具的加工功率曲线进行学习、生成边界,加以实时监控,在发生加工异常(如断刀、崩刃、过度磨损等常见刀具故障,工件刀具缺失、空加工、重复加工、装夹错误等常见加工问题)时,系统立即通过提醒、报警和停机等方式自动干预加工过程,从而防止刀具损坏、批量废品、返工及机床损坏等。

     苏州益耕科技有限公司的ELM设备全生命周期管理系统,能够实现企业生产设备全寿命周期系统化管理,包括基础数据、设备点检、设备维修、知识库、设备看板、报表分析等功能,实现了设备台账信息化、维护保养流程化、故障提报自动化、维修方案最优化、运行状况可视化、生产报表无纸化。其自主研发的MDC生产数据采集系统集成了标准的OPC UAServer服务、MQTT Client,支持对外的接口开放,与第三方云平台的系统对接,可适配15种、75个型号的主流数控系统。采集数据包括运行数据、工艺数据、健康数据、生产数据、基础数据、刀具数据、程序数据等。

     深圳吉兰丁智能科技有限公司的数据应用解决方案,实时采集制造过程中机床设备、刀具、加工件品质等核心关键数据,并基于数据进行建模形成相应的控制软件,实时反馈调整,对加工参数进行优化,从而提升加工效率和加工质量,降低生产成本。

  
     西门子公司的Xcelerator是一个开放式数字化业务平台,全面集成了西门子的工业软件、服务和应用开发平台,能够帮助工业、建筑、电网、交通运输等领域的不同规模企业轻松、快捷、可扩展地实现数字化转型。西门子的Xcelerator布置在云端,既是一个开放的数字化业务平台,也是数字化服务。

     Xcelerator机床制造业产品、服务、解决方案,能够提供机床设计数字化、加工工艺数字化、生产过程数字化服务,从而帮助客户大幅缩短新产品研发设计、调试时间;提升加工效率、质量和精度,降低加工成本和风险;优化生产流程、降本增效、实现绿色低碳可持续性发展。

     3. 数字化生产管理

     数字化生产管理通过管理系统实现生产计划管理、生产排程管理、生产执行管理、设备管理、供应链管理和数据分析报告,帮助企业实现生产过程自动化、可视化和可控化,掌握生产进度,提高生产效率,降低生产成本。

     武汉益模科技股份有限公司的益模模具智能制造系统能够实现模具制造从接订单到交货的全流程数字化管理,实现模具设计、加工编程、供应链、加工自动化、AGV小车、物联网(IoT)、仓库管理系统(WMS)等深度融合,信息互联互通,实现模具智能制造。特别适合模具单件、小批量、多品种等制造型企业。

     4. 数字化车间(工厂)

     数字化车间(工厂)是在数字化设计、数字化工艺、数字化生产、数字化管理的基础上,在生产管理过程中对信息系统实现数据集成、分析,在产品制造过程实现可视化管理,使信息能够贯穿于设计、制造、质量、物流等环节,实现产品的全生命周期管理,缩短产品研发周期,降低运营成本,提高产品质量,提高生产效率,适应快速响应市场定制化凸显的需求,提升企业竞争力。

     数字化车间(工厂)是数字化技术的主要目标,也是实现智能化制造的基础。
  
     交大智邦通过数字化微缩工厂来展示其在研发、制造、供应链、销售以及售后运维等全业务链的数字化运营模式。这个微缩工厂与实际工厂采用了统一的数据源驱动,具有模块化、可编程、可重构的特点,融合了产品工艺一体化研发设计、智能分拣、复杂部件加工、AGV智能调度、脉动式生产线、数字孪生、智能生产管控、故障运维等先进制造技术。

     沈阳中科数控技术的数字化车间管控平台,主要包括异构多源设备互联互通平台、数字孪生虚拟可视化管控平台、大数据平台、能耗监控平台、智能视频监控平台,能够实现车间多种异构多源设备的联网与实时数据采集监控,构建数字孪生模型,实现车间及设备的使用效率与故障、任务、工时、能耗、人员等OEE数据的统计与分析,以数据可视方式,使设备的实时信息与生产对象、排产计划和生产任务形成关联,达到管理直观、操作方面、提升车间生产管控与制造效率、实现以数据驱动生产的智能制造新模式。

  
     Okuma的数字化工厂(OKUMA Smart Factory)由SmartManufacturing(智能化制造)和Smart Machines(智能化机床)构成,通过Connect Plan连接。SmartManufacturing负责制定作业计划、编写加工程序、管理工厂运行。按照确定时间生产所需产品的机制,最大限度地发挥工厂的制造能力,实现多品种、短交货期、灵活应对市场变化、高效率的生产。Smart Manufacturing通过供应链管理(SCM)向制造链下发作业计划,可视化监控管理工厂运行以及加工设备状态;通过工程链管理(ECM)向制造链下发加工信息。

     MAZAK的SPS(Smooth Process Support)智能化工厂管理系统将信息技术用于产品设计、制造以及管理等全生命周期中,使得工艺、程序、计划等生产准备提前展开。作业人员只需要读懂信息,配合机床即可完成任务,达到提高制造效率和质量,降低制造成本,实现快速响应市场的目的。
  
  
     SPS智能化工厂管理系统包含Smooth CAM RS(编程管理)、SmoothScheduler(日程管理)、Smooth ToolManagement(刀具管理)、Smooth Monitor(监控管理)、Smooth PMC(FMS管理软件)等模块组成。其中,Smooth CAM RS可以将客户的3D-CAD图纸转化为生产所需的加工程序,提高编程效率和编程准确性,同时还可以对加工程序进行分析和优化,以助于加工问题的早期解决。Smooth Scheduler可以提取Smooth编程软件中程序的加工工时,然后根据每台设备的产能及订单紧急程度进行自动排产,计算准确的订单完成时间,将准确的生产计划、加工程序及工艺、作业指示等信息下发给机床,作业人员只需按照机床提供的信息即可轻松完成生产工作。Smooth Tool Management用来检查每台设备的刀库状态,提前配置生产所用的刀具,并对刀具寿命进行监控。Smooth Monitor对机床的运转信息、开动状态、维护情况,进行实时管理和数据采集分析;无论管理者身在何处,都可以通过软件查看机床信息,掌握生产计划的真实执行情况,从而发现生产过程中存在的问题,有针对性的进行解决。这样,就可以充分激发设备潜能,提高生产效率。

     二、自动化技术应用广泛

     自动化旨在显著提高生产设备的可用性和灵活性,提高生产效率,并弥补熟练工人的短缺。智能制造需要高度自动化的技术与装备做支撑。棒料上料机、桁架机械手、柔性机器人、机器人单元、托盘库,以及机床内置上下料机构等自动化解决方案各具特色,适用不同的应用场景,实现单机自动化、柔性制造,组建自动生产线等。

     EMAG的倒立车的单机自动化程度高,这次展会展出的VT200双刀架轴类立式车床,集成了带工件架的链式输送带,通过集成在两个刀塔上的机械手从工件传输带上抓取毛坯件,并垂直送入车床中,完成加工后,通过另一个刀架上的机械手将工件取出,实现单机自动化上下料。
 
  
     桁架自动上下料机械手结构简单,刚性好,承载能力大;运动自由度少,易于控制,编程简单;占地空间小,性价比高。

     料聊城鑫泰机床展出的自动化一体机,江苏特贝尔的高速外圆磨床TS151A-Rh,集成了桁架机械手实现自动上下料,适用于批量化加工。

     机器人自动化上下料装置通用性好,通过更换手抓能够适应不同类型的工件,机械手运动轨迹可示教编程改变,柔性好,适合各种机床的自动上下料,适应性好。

     南通麦斯铁的自动折弯机器人工作站MB11032R90,将折弯机和机器人两种设备合二为一,实现了拆垛、上料、折弯跟随、码垛等自动折弯功能。通过TCP/IP的方式互联互通,麦斯铁机器人可以控制折弯机,使自动折弯的操作更加简便和自如。
  
  
     GROB将首次在国内展出他们的紧凑型机器人单元GRC-R12,配合五轴联动加工中心G150。机器人单元GRC-R12设计紧凑,易于运输和快速调试,能够根据需要,在机器人单元中布置夹具库、工件库。机器人自动更换夹具或工件。可参数化的工件几何形状确保了较短的上料调试时间。抽屉式工件库可以实现更长时间的无人化生产,并为工件或夹具的自动换装提供紧凑的解决方案。

     宁波伟立的3S-W柔性智能工作站,配置有多层的单机立体货架,可动态储存物料箱、托盘、虎钳、工作台、抓手等,通过高智能柔性制造软件,将智能排产、仓储管理及自动化控制为一体,具备动态规划及柔性配置能力,为长时间无人值守加工提供支持。

     HAAS将演示多种自动化解决方案,有单机托盘库Pallet Pool、机器人单元以及自动上料机。

     立式加工中心VF-2SSYT配合3+1多托盘自动化解决方案,适用于大批量生产运行或高混合率/小批量加工。托盘尺寸914mm×457mm,可根据优先级和排序要求单独安排,首先加工高优先级工件或较常用工件。加工完成的托盘自动返回到存放位置,或者依次排列到受保护的操作人员工位,以便立即接受卸载和重新装载,从而实现“熄灯”生产。

     HAAS的机器人单元为一台即插即用的机器人,可通过机床的控制系统进行编程和控制,有7kg、25kg、50kg三种规格。在展会上将展出7kg的机器人单元,配合立式加工中心VF-2SS-V以及数控车床ST-10Y进行演示。

     自动上料机(APL)搭配ST-20Y车削中心,演示实现自动化生产并提高生产力最简单和经济的解决方案。自动上料机可装夹不超过147mm×127mm×4.5kg的工件。

     托盘库自动上下料装置易于扩展,可连接多台加工设备,灵活应对不同制造方式和产量需求,实现加工设备24h连续加工;柔性强,通过动态的生产排程,在不增加额外成本的条件下,插入紧急生产任务。托盘库与单台机床设备连接可构建柔性制造单元,与多台机床设备连接,构建成柔性自动生产线。
     
     通用技术的柔性制造单元DFU284+MDH50,由卧式加工中心MDH50搭配10工位托盘库、托盘交换装置、装卸料工作站以及单元控制系统组成。适合多品种、小批量工件的加工。

     力鼎智能SRM-FMS柔性制造单元,主要由堆垛机、托盘库、装载站、机床、柔性控制系统等组成,通过动态的生产排程、柔性灵活的工艺配置,使固定的机床设备变柔性变灵活,能够加工不同品种的工件、适配多种多样的生产场景。柔性制造单元控制系统YDCMES-FMS具有柔性配置、动态控制、生产监控、三维仿真、异常处理等功能,实现黑灯工厂生产。
  
  
     MAZAK的Palletech模块化托盘柔性线,托盘数量可根据需要进行增减,可灵活应对不同制造方式和产量的需求。本次与HCN-5000L搭配展出的PHS500Q+12P,有12个托盘库。托盘柔性线包含整线独立工作所必须的硬件和软件,工件装夹方便快捷。通过FMS控制中心与工厂网络连接,可实现24小时连续加工,并且可以在不增加额外成本的前提下,打断既定生成任务安排,插入紧急任务。

     工业机器人具有可重复编程、拟人化、通用性强的特点,近年来快速发展,应用领域不断扩大。协作机器人就是机器人与人可以在生产线上协同作战,充分发挥机器人的效率及人类的智慧,具有生产效率高、安全性高、编程简单、操作简便、应用灵活等优点,消除了人机协作的障碍,让机器人彻底摆脱护栏或围笼的束缚。因此,协作机器人成为了自动化解决方案的一个新的方向。

     里工高寻复合机器人融合AGV小车和协作机器人特点,能够轻松完成物体搬运、抓取、装配、设备操控等任务,可广泛应用于柔性智能制造、实验检测、巡检、物料分拣等多种应用场景。

     广州数控的GSK RH系列高性能中空机器人,搭配其GSKMDC-500P全数字高端焊机,融合先进的焊接工艺技术和机器人控制技术,有效解决1.0mm以下的薄板和超薄板MIG/MAG焊接工艺存在热输入量大、变形严重、焊接飞溅等焊接问题。可适用碳钢、不锈钢、NiCrMo、铜合金等材料电弧增材应用。

     库卡工业机器人系列品种齐全,能够针对不同的应用场景提供合适的工业机器人以及自动化解决方案。其KR QUANTEC nano机器人结构紧凑而轻巧,干扰轮廓非常小,因此不需要重量平衡,可在在狭窄的空间内实现更大的性能和几近完美的可接近性,有效负载120kg-180kg,特别适合用于点焊并能以更低的投资成本带来更好的工艺结果;KR AGILUS使用内置的拖链系统和KUKA的控制技术,可以在狭小空间内实现较高的精度。具有Safe-Robot 功能,适用于净室、有爆炸危险的区域应用场合,有效载荷6-11kg;KR FORTEC-2 ultra重载机器人专为快速精确处理重型和大型工件而设计开发的,有效载荷480kg-800kg,可以在紧凑的空间内保持优异性能;KR CYBERTECH 系列下的高性能多功能机器人结构紧凑,干扰轮廓小,速度快,专门用于搬运:搬运大型工件、加工、装配、码垛和保护气体焊接。有效载荷8-22kg。

     三、高效加工技术绽放精彩

     提高加工效率是制造业的关注重点,也是机床行业孜孜不倦的追求,从而催生了各种高效加工技术和装备。展会中汇聚的各种类型的复合加工机床、多主轴多工位加工机床、组合机床等高效加工设备,为用户带来更多选择。

     1. 复合加工

     复合加工机床以其优异的跨工艺能力和完整加工性能,成为高精度、高效加工的主要技术解决方案之一。

     大连科德的KTX1250TC卧式五轴铣车复合加工机床,具有五轴车削和铣削功能,一次装夹可以完成车、铣、镗、钻等加工,双工件主轴可以实现工件的6面完整加工。特别适合长轴类零件以及多型面特征的零件中、小批量加工,具有节省工艺装备,缩短生产准备周期,提高工作效率,降低生产成本等优点。

     浙江日发的HMC1300T-5X铣车复合加工机床,具有很高的静态、动态以及热态刚性和精度,一次装夹可完成车、铣、镗、钻、攻丝等加工,主要用于高温合金、钛合金、铝合金、镁合金、不锈钢等难加工材料的加工。

     INDEX的铣车复合加工机床INDEX G220,采用了高刚性阻尼的人造大理石整体床身,对置正副主轴、两个下刀架以及铣削主轴组合,16个运动轴,以及多达169个刀位的刀库,能够为复杂工件的完整加工提供最大的柔性。三把刀具可以无碰撞风险的条件下同时进行切削加工,提高机床的加工效率。适用于复杂和多品种的小型及中型工件的高效加工。

     奥地利魏因加特纳的mpmc系列车铣复合加工中心集成了旋风铣工艺,通过自动头库快速切换车铣工艺和旋风铣工艺,实现各种工件的高效加工,在工作区的顶部实现机械手快速直接换刀,减少了换刀时间;带缓存区的两侧自动刀库和自动头库,可按用户需求配置,机型更紧凑,更高效。

     迪恩机床铣车复合加工机床SMX 2100ST,结合左右主轴以及B轴铣削主轴和12工位高刚性伺服下刀架,可实现一次装卡完成复杂零件的6面完整加工,保证复杂零件的加工精度,提高加工效率。

     MAZAK的铣车复合加工机床INTEGREX i-250HS AG,体现了MAZAK“DONE IN ONE”的理念,对置正副主轴以及带B轴铣削主轴,能够实现工件的6面完整加工,另外还融合了齿轮加工功能以及测量功能,可实现滚齿、铣齿以及车齿加工。

     武汉重型机床的XKC5640×2龙门移动双刀架铣车复合加工机床,一次装夹,可完成车、铣、镗、磨等工序,加工内外圆柱、内外圆锥、平面、沟槽、锥面、圆弧面、螺纹以及各种旋转曲面体。还可融合工件测量功能,实现工件在线测量。

     Vollmer的工具磨床VHybrid 260,复合了磨削加工和电火花放电加工,可对硬质合金以及PCD刀具磨削加工或电火花放电加工。机床有两根主轴,下部主轴即可用于磨削,也可用于电火花放电加工,而上部主轴只预留作磨削。在对PCD(聚晶金刚石)刀具进行电火花放电加工时,可达到Ra0.05µm的表面质量。

     2. 多主轴机床

     多主轴机床将工序加以集成,利用多主轴多工位的优势,对同一工件的正面、背面或相同零件同时进行加工,因而机床的功能和加工效率得到大幅提高,是当前快速发展的一种高效加工技术。

     多主轴机床有多种结构和类型。如双主轴加工中心,可以同时对两个工件进行加工,生产效率提升近2倍,同时减少占地面积,降低投资成本。这类机床有东风设备的双主轴立式加工中心DDL500,上海拓璞的双主轴立式五轴联动加工中心,北京博鲁斯潘的双主轴立式加工中心VMC700dsp、双主轴可交换工作台五轴联动五面体高速精密加工中心HMC60L-5i,深圳华亚的双主轴钻攻中心YHCS4050A和双主轴卧式加工中心YHVS 700,奥地利Fill工的双主轴卧式加工中心Syncromill D2000X、Syncromill C,GROB双主轴加工中心G320,LiCON的双主轴卧式加工中心LiFLEX II。

     多主轴数控车床通过工序集成,利用多主轴多刀架的优势,通过副主轴的对接工件功能(对置双主轴),或者翻转机械手的功能(平行双主轴),实现加工工件的翻转,两个主轴同时加工工件的正背面不同部位,提高机床加工效率,同时实现工件的完整加工。这类机床有陕西诺贝特的双主轴双刀架车削中心TX80-MH,浙江立冈的双主轴对接车削中心QT55LMSY,广东圣特斯的双主轴对接车削中心CTXY52-S,MAZAK的双主轴双刀塔车削中心DT200 L,浙江品上的双主轴数控车床TS-32A,村田机械的平行双主轴数控车床MW200C、MW120IIC,浙江合信的双主轴双刀塔数控机床DTR200ⅡY、双主轴对接数控机床TS-30,云南CY的双主轴车削中心CY-STC65mY/1050,广州台茂的CNC-580TTS双主轴双刀塔车削中心,宝鸡西力的XKC-T7SY双主轴双刀塔数控车床,上海竞格的ET-205SY双主轴车削中心,INDEX的车削中心INDEX C200。

     德国Schutte的单轴自动车床EC2-65,一个主轴,最多可配置4个三轴刀塔单元;一个背主轴,最多可配置2个三轴刀塔单元,这些刀塔单元适用于任何类型的固定式刀具或动力刀具。在加工时,最多可以有6把刀具同时进行加工,其中4把用于主轴,2把用于背主轴,从而极大地缩短加工时间,提高加工效率。

     中驱双头车利用中置主轴驱动零件旋转,两端同时进行车削加工,主要用于两端同轴度要求较高的短轴类或管类工件的高精度和高效加工,如汽车传动轴、电驱动汽车电机轴、深水泵轴等。这类针对短轴类零件的高效加工机床有安徽力成的DNL083双头数控车床,山东友泰的中间驱动双头车床。

     3. 单机组合机床

     多主轴多工位复合加工机床将车削、铣削、钻孔、制齿、拉削、修整、滚光、珩磨、磨削等加工技术集成在一台设备中,以实现大批量复杂工件的六面完整加工,并可具备装夹补偿、U轴横向加工和进程内测量等特殊工艺。这样通过多个工位与多种刀具模块相结合,配置自动化上下料机构,实现复杂精密工件的高效率、大批量加工,生产节拍可以缩短到数秒。这样的高效加工设备浙江双正的SZ10B-12H3-17W悬浮式多工位多轴多方向组合加工机床,朗快智能的TG10多主轴多工位水车式车铣复合加工中心,无锡翰坤也有类似的多工位组合机床。

     4. 多主轴多功能自动车床

     多主轴多功能自动车床,将多根主轴布置在一个桶状鼓体内,每完成一个工位的加工,桶状鼔体转动一个角度,进入下一个工位,每一个工位配备若干个横刀架和纵刀架,实现多工位,多刀具同时加工,极大地提高了加工效率。多主轴多功能自动车床,还可以同时加工两个工件,进一步缩短单件加工时间,提高效率。

     INDEX公司的MS22-8多轴多功能自动车床,8根主轴环形布置,可以配置2根副主轴以及16个刀架,完成工件的完整加工。8根主轴可以同步驱动,刀架可以自由配置为十字X、Y、Z滑台或者镗孔Z向换台,从而实现高效加工,将多主轴机床在高效完整加工的优势展现的淋漓尽致。广泛应用于各行业精密零件的大批量生产。

     Tornos的MultiSwiss 8×26多轴自动车床,8根主轴(工位)圆周布置,每根主轴可实现独立转速和分度以及C轴定位,每个工位最多可以容纳4把刀具。背主轴安装在两个移动轴上,可以使用4把刀具完全独立工作,其中2把为动力刀具。它融合了多轴车床和单轴车床的优势,配备Tornos TBDECO 或TISIS ISO编程软件,编程和操作非常简便,堪比单轴车床,而生产效率却提高了数倍,显著提升了产品质量和产品一致性。

     5. 多刀架机床

     单主轴多刀架数控车床是一种新型的高效加工设备,通过多个刀架同时对工件进行加工,缩短工件加工时间,提高加工效率。如EMAG工的VT200立式轴类车床,四轴配置,行程短,主轴功率高,其最引人关注的是“双刀塔同时加工”的加工工艺,两个分别拥有11个刀位的刀塔即可配备车刀,也可配备动力刀具,对加工对象同时进行加工,大幅缩短加工时间,同时确保机床的柔性。

     6. 高速高效加工机床

     高速加工机床能够显著提高切削速度和进给速度,大大缩短切削时间,提高工件表面质量和加工精度。高效加工机床通过优化切削参数,提高单位时间的材料切除量,减少加工时间。高速加工机床和高效加工机床都能够显著提高生产效率,降低零件的制造成本,是当前企业重点发展的高效加工技术之一。

     大族激光的超高速磁悬浮激光切割机G4020HF 50,三轴采用直线电机驱动,可实现最大定位速度300m/min,最大加速度5g,搭载30kW光纤激光器,自主研发的数控系统,插补周期小于0.25ms,具有完整的万瓦级切割专家工艺数据库,拥有零秒穿孔、厚板稳定切割、低气压切割、洁净切割等多种独特工艺技术,给设备带来更快的切削效率。

     邦德激光的P系列激光切割机,采用Bodor高转速总线电机,最大加速度可达4.0g,运行最大联动速度可达200m/min,加工效率提升30%。

     纽威数控的高速卧式加工中心HE65EF,三轴快移速度60m/min,具有在一次装夹中完成箱体五面孔系和平面加工的良好性能,大幅度缩短制造时间,提高加工效率和精度。

     苏州电加工的数控高速电火花小孔加工机,主要用于不锈钢、高温合金、合金结构钢、钛合金、硬质合金及淬火钢等材料的小孔高效加工,加工孔径φ0.3mm-3mm,加工速度最高可到60m/min。

     北京北一机床的双驱式数控高速CBN磨床B2-GPD20,能够实现一次装夹,完成全部轴颈磨削,适用于轴类两端需要高精度磨削的零件加工,CBN砂轮最高速度120m/s,显著提高了加工效率和加工精度。

     阿帕斯的超高速全直驱摇篮五轴加工中心U600,五轴全直驱结构,所有进给轴均可获得极高的动态刚性,实现超高速精密切削。

     上海拓璞的高速复材五轴加工中心,龙门移动部件采用碳纤维复合材料,X、Y轴采用直线电机驱动,直线轴最大进给速度120m/min,直线轴加速度 1.5g,主轴最大转速24000 r/min,可以实现中小型零部件的高效五轴铣削、螺旋铣孔、制孔、镗孔等加工。

     7. 自动生产线

     自动生产线是一种按顺序加工工件并生产出产品的一种生产组织形式。采用专业生产、流水线上专用的设备和工艺装备,以及机械化的运输装置,可以提高劳动生产率,缩短生产周期,降低生产成本,是一种常见的高效加工方式。

     陀曼桁架式滚倒剃齿轮自动化生产线,由滚倒复合机、数控剃齿机、自动上下料仓、自动甩油机、自动抽检台和桁架机械手组成,能完成所有的齿轮热前制齿加工工序,生产效率高,调试维护简易,适用于汽车变速箱、摩托车等中小模数齿轮的大批量加工。
 
  
     江苏亚威的数控板料冲割折边自动化生产线由上位机管理运行,实现自动编程规划、自动连线运转,具有自动上料、冲压加工、激光切割加工、攻丝(选配)、成型、机器人分拣下料、收集废料、折边加工、机器人下料堆垛、工序间自动物流周转等功能。 6轴机器人下料单元,可实现自动分拣下料、自动周转零件、自动翻面对中、自动给折边机上下料。自动线可接入工厂MES系统。

     四、节能环保成为新热点

     2021年10月,中国政府发布《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书,阐述了中国应对气候变化的新理念,摒弃损害甚至破坏生态环境的发展模式,顺应当代科技革命和产业变革趋势,抓住绿色转型带来的巨大发展机遇,以创新为驱动,大力推进经济、能源、产业结构转型升级,推动经济社会的高质量可持续发展。作为工业生产的基础性产业,机床工具行业尤其需要为此做出贡献。不仅要努力实现企业自身的低碳转型,还要为工业生产提供低碳排放的绿色机床工具产品。

     机床工具绿色技术研究和应用主要体现在:优化设计,减轻机床运动部件重量,降低能源消耗;能量回收,驱动装置配备电能回馈装置以回收制动能;能源管理,待机关闭冷却、液压、照明、显示等耗能设备;提高能源利用效率,采用能效更高的电机;应用数字化技术、自动化技术、复合加工技术、高速加工技术、仿真技术等先进制造技术和管理技术,缩短生产周期,提高生产效率,减少能源消耗;伺服技术取代液压系统,降低能耗和液压油使用量;应用微量润滑以及干切削技术,无污泥过滤水箱,提高废液处理效果,减少排污。

     1. 减少排放

     廊坊市泽田依诺的Friendly废液处理装置采用减压蒸馏处理工艺,蒸发温度可控制在30℃左右,负压跳动幅度可以控制在 0.1kpa。根据不同的废液种类,最高可减少95%以上的废液量。

     汇专科技的超声绿色高效机床,配置了汇专自主研发的智能化超声加工系统,可选配内冷超临界二氧化碳或微量润滑冷却系统,实现清洁切削。其超临界低温二氧化碳冷却系统,采用低温二氧化碳作为冷却介质,最低温度可达-78℃,解决了难加工材料的加工能力,加工效率提升50%-100%,减少了污染。其微量润滑内冷系统,配置多个特殊雾化装置及加气调节阀,并通过电磁阀进行组合控制,实现5种流量调节方式,通过联机控制,实现气雾输出半自动调节并产生不同剂量油雾,满足各个刀具和切削工序的不同需求。

     西技联贸易公司的LUBRIX MQL微量润滑系统,集成了气溶胶生成过程的监控及调整,保障气溶胶生成过程一致性和可靠性。

     2. 降低能耗

     三河同飞的MCW1变频水冷机,采用低GWP冷媒R513A,比传统环保冷媒温室效应降低60%以上;应用专利技术的热气旁通/变频协同制冷系统,有效解决了低温低负载控制精度,变频控制水温控制精度高达±0.1K以上,低能耗,比标准产品整机能耗降低30%以上。

     珠海高达的碳纤维传动轴、联轴器,采用碳纤维增强聚合物复合材料,具有轻质、高强、耐高温、抗腐蚀的特点,传动效率高,传统扭矩能力强,噪声低。

     海德汉的LCx16光栅编码器,优化了光学扫描系统,即使在有液体污染和冷凝的情况下也能实现清晰的传感,提高了光栅尺的抗污特性,简化了密封空气的需求,显著降低用户使用成本。

     德冠精密的双速主轴齿轮箱,螺旋齿轮结构紧凑,比直齿齿轮箱具有更高的传动效率,更低的噪音,更低的电机转速输入就可满足加工需求,减少能源消耗。

     德国林康机床的卧式加工中心LiFLEX II应用创新的滚珠丝杠驱动结构,与直线电机驱动相比,能够节省40%的能耗,产能只减少3%,应用微量润滑技术,相比传统的冷却液润滑单元,省却了高能耗的冷却液高压泵,降低了能耗,减少了污染。

     3. 干切技术

     秦川机床的YK3115干切滚齿机,重庆机床的数控滚齿铣棱复合机床YH3120-CD,南京二机的数控干切滚齿机、插齿机,应用干切削技术,可消除切削液污染,绿色环保。

     4. 绿色机床

     综合应用各项绿色技术,减轻机床运动部件的重量,降低机床使用过程中的能源消耗,减少废弃物排放,最大限度地降低机床使用过程中对环境的负担,这种机床可以称之为绿色机床。

     日本OKUMA的ECO suite plus是基于其“Thermo-Friendly Concept”和“ECO suite”而实现机床高精度稳定性与节能(减少二氧化碳排放量)兼备的概念,能够兼顾“尺寸精度稳定性”与“能耗量削减”,能够分析CO2的排放量以改进循环,能够在无人工干涉的条件下自主判断怠速停止,能够以较低的能耗实现加工并保持高加工精度和稳定性。OKUMA将配置了ECO suite plus功能机床定义为“绿色智能机床(Green-Smart Machine)”。

     OKUMA的卧式数控车床LB3000EXⅢ、立式加工中心MB-46VII、五轴立式加工中心MU-500VIII都是OKUMA绿色智能机床的代表。可通过减少暖机运行时间,准备时间怠速停止等措施来减少机床的能耗,减少机床使用期间CO2的排放量。

     日本MAZAK公司的新推出的NEO系列绿色环保机床,保持了原有机型的高生产效率和高精度加工性能,显著降低了机床功耗,以减少CO2的排放。其VARIAXISi-700 NEO立式五轴加工中心,通过一次装夹,实现完整加工,减少装夹辅助时间,利用高速加工、复合加工等先进加工技术,大幅减少加工时间。搭载其最新的Mazatrol Smooth AI控制系统,采用LED机内照明,能够智能地熄灭机内照明和CNC背光;人体传感器在检测到操作人员接近后,机内照明自动点亮;加工结束一定时间后,排屑器自动停止运行减少功耗;使用润滑脂对主轴、滚柱导轨、滚珠丝杠进行润滑,大幅减少润滑油的消耗。采用蓄能器的液压单元、变频式冷水机组、去油泥节能冷却系统,降低能耗,减少环境污染。

     5. 先进制造技术

     增材制造能够减少机加工,提高材料利用率,显著减少产品的重量以及所需材料,降低CO2的排放,是绿色制造的重要组成部分。

     海天的金属3D打印机C400M,采用选取激光熔融工艺,最大成型空间尺寸为400×400×430mm,配置有四台500W或1000W光纤激光器,具备多种激光技术方案、闭环恒风速、参数自检测等功能特点,可选配双向铺粉和“永久”型循环过滤系统。配备自主研发的HTPrinter、HTCamera等设备运行及打印质量监测软件,可实现24小时无人化值守的高效生产。

     中科煜宸送粉式金属3D打印机LDM8060,采用LDM工艺,大功率激光器,成型效率高,粉末利用率高,可适用于不锈钢、钛、镍钴铬合金等材料的3D打印。

     五、网络化技术助推制造变革

     智能机床、数字化、自动化技术对于智能制造的发展起着至关重要的支撑作用。在数字化的推动下,未来工厂的生产计划、生产组织、制造过程以及产品销售和售后服务等阶段都需要提供必要的数据来支撑,这些数据之间的互联互通是智能制造的基础。

     很多企业都推出了他们的数字化解决方案,这些解决方案大多数是基于企业自身的产品,因此这些设备网络化实现比较方便。但是机床用户面临的现实是,来自不同企业的制造设备,采用不同的数控系统,数据格式各不相同,要实现互联互通非常繁杂,成本高昂。一个安全的、开放的、标准化通讯协议,保障各种数据在不同终端之间能够顺畅地互联互通,提高设备使用效率和制造系统水平,简化制造设备与用户IT基础设施的连接,提高数字化建设效率,降低成本,对于实现智能制造至关重要。

     当前国际主流的开放式数控设备数据通讯协议有美国主导的MTConnect、中国主导的NC-Link、德国主导的umati。

     NC-Link是由中国机床工具工业协会牵头,联合部分高校、研究院所、企业研制的“数控设备互联通讯协议标准(NC-Link)”,采用先进的通讯技术,确保来自不同控制系统的机床数据,通过开放的、标准化的连接进行快捷网络传输。如华中数控、i5、广州数控、科德数控、西门子数控、发那科数控和倍福数控系统。该标准已经批准为国家标准GB/T 41970-2022,并于2022年10月12日由国家市场监督管理局、国家标准化管理委员会正式发布。

     携汇智联致力于NC-Link标准的推广以及应用。目前已有10000多台各类数控设备基于NC-Link协议实现了互联互通,其商业价值得到了初步验证。不仅构建了完整的技术架构,还具备了从安全采集到数据应用完整的产品化体系。设立了行业NC-Link公共实验室。广州数控正在开发基于NC-Link标准的数控系统。

     MTConnect是由美国制造技术协会(AMT)牵头研制的数据交换标准协议,用于数控机床、PLC、工业机器人、测量设备在内的数控设备之间的数据交换。该协议已经正式批准为美国国家标准(ANSI/MTC 1.4),并已经推出了MTConnect2.0版。

     德国umati数控设备互联标准,由德国机床制造商协会(VDW)和德国机械与设备工程协会(VDMA)联合DMG MORI、EMAG、巨浪、恒轮、GROB、利勃海尔、通快、+GF+、联合磨削等德国、瑞士的主要机床工具制造商,并邀请了西门子、海德汉、FANUC、博世力士乐、倍福、FAGOR、三菱电机等全球主要数控系统制造商共同研发。

     数字化转型是全球制造业无法回避的必然选择。但是作为用户在这个数字化转型过程中,需要考虑所用通讯协议标准的技术先进性、可靠性和安全性,决定采用什么样的通讯协议标准。作为世界各国战略布局的要点,工业通讯协议标准也是大国利益诉求和博弈的焦点。

     六、产品适用性开拓新赛道

     自动化、数字化、智能化无疑是整个机床行业的未来主题,但机床工具是个性化特征非常显著的产品,来自用户的意愿也是行业发展的另一个主题。根据用户行业的变化,提高产品适用性,满足当前的市场需求,成为驱动行业发展的重要力量。

     汽车向电驱动方向发展的趋势已经形成。动力以及车身结构的变化,越来越多的复杂和轻量化零件需要加工,对制造技术提出了新的要求。满足电驱动汽车零件高效加工需求,机床行业努力开拓一个新的赛道。

     济南二机床的双五轴高速龙门加工中心XHBSV2516×27i,专为电驱动汽车压铸车身零件加工设计,配置偏置式双摆角万能铣头、自动翻转液压夹具、鼓式直排刀库,一次装夹,可实现压铸车身结构件正反五面所有加工特征的高速、高精、高效自动加工;4台机床组线,与后续安装拉铆、压铆螺母、钢丝螺套工位以及检测工位等组成一体化车身铝压铸零件加工机装配生产线,满足汽车主机厂产能和节拍需求。

     GROB以传统汽车动力系统制造设备供应商闻名,逐步转型为电驱动汽车生产设备供应商,掌握了电力驱动产品的几乎所有绕组和装备技术。其发卡式电机定子绕组技术已经成为国际标准。GROB还开发出一套模块化、可拓展的,从单个电芯到复杂电池包的柔性生产装配系统,可以为整个电池生产流程提供全包服务。其GF系列框架式五轴卧式加工中心,专为加工轻量化的框架结构件、大尺寸底盘工件而设计,宽敞的工作区域,高扭矩、高转速的情况下还具备极高的动态性和良好的排屑效果,用于电驱动汽车副车架、动力电池外壳、电池底座、纵梁和减振支架等零部件的加工。

     奥地利FILL公司,新研发了多款适用于电驱动汽车零部件的加工设备。其SYNCROMILL C系列双主轴卧式加工中心,主要用于加工电驱动汽车减震塔、油底壳、电池包、副车架等结构件。SYNCROMILL D22-63/X2000双主轴卧式加工中心,工件转台回转直径2000mm,适用于大型一体化压铸车身铸件或电池托盘大批量加工。SYNCROMILL Q系列多主轴卧式型材加工中心,4-6个主轴,可以同时加工4-6个型材,适用于电池包、防撞梁等型材的高效加工。

     成都煜鼎的PHU1510卧式加工中心,工件最大直径可达1500mm,是针对电驱动汽车大型框架类结构件的高效精密加工而开发,如整体副车架、电池外壳等。

     江苏恒力组合机床双五轴高速加工中心HMD2516,针对电驱动汽车底板零件专门设计,采用双主轴形式。主体为卧式左右对称结构,在工作台两边各布置一个卧式三坐标加工单元,机床主要由床身、卧式三坐标加工单元、五轴摆头、A轴摇篮等主要部件组成。机床运动部件采用了轻量化设计,并加强了机床结构的刚性和耐冲击性,以实现高速高动态性能加工。

     MAZAK的FSW-46V复合加工机床,将搅拌摩擦焊与金属切削工艺复合到一台机床上。这为电驱动汽车有冷却通道的电机外壳提供一站式解决方案,即可对电机外壳进行切削加工,又可通过搅拌摩擦焊将内外两个壳体焊接为一体。

  
     四方达的导条式PCD4刃镗刀,针对电驱动汽车电机壳体设计,具有高刚性、轻量化的特点,多刃组合式导条支撑结构,刃口处的特殊断屑槽型设计,实现镗孔及清根一体成型。加工效率比传统单刃镗刀提升3倍,镗孔圆度0.015mm、圆柱度0.025mm。

     恒锋工具的花键精密修形用高速硬拉刀具,可用于电驱动汽车高精度齿轮的热后花键精密修形。

     雄克根据客户个性化需求,开发了方形、圆柱形以及软包电芯从单个电池的高速装配到大尺寸电池模组和电池包的高效自动化搬运解决方案。如为抓取大圆柱电池开发的永磁体机械手RCG,通过压缩空气驱动,用于搬运直径为46mm的圆柱电芯。圆柱电芯永磁体抓取单元,通过压缩空气驱动活塞,可根据需求单独激活,用于释放问题电池。圆柱电芯变距抓取单元,永磁体抓取装置,通过压缩空气驱动,调整电池间距:25mm-38mm。

     各种先进制造技术,众多高端加工设备,将带你进入奇妙的金属加工世界。更多的精彩,等待您到CCMT2024展会现场来探索。欢迎莅临CCMT2024!


     作者:符祚钢(协会市场部) 责编:兰海侠
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