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CCMT2012观后感——春燕奖精品点评
2012-8-2  来源:数控机床市场网  作者:青海一机数控机床有限责任公司 苟卫民

      CCMT2012第七届中国数控机床展览会于2012年4月16日至20日在南京国际博览中心举办,9个展馆,展出面积达8.6万平方米,来自14个国家和地区的参展商800余家(其中境外展商150家,比上届增加1倍以上),展出机床主机1100余台套,是中国数控机床展历史上规模最大的一届,其技术含量之高、展品内容之丰富,均为历届之最。有近300台套高档精品闪亮登场,其中包括70多台五轴联动机床、50余台复合机床、近20台套左右的柔性制造单元、柔性生产线以及近百台首次推出的精品之作。展会呈现出很多亮点和看点,各个企业都是不断完善和改进,把机床品质做精做好,充分体现了我国机床工具行业在转变发展方式,在大力推进产品结构调整方面取得了巨大成就。春燕奖的评选是CCMT展会的重头戏,其目的在于鼓励行业自主创新产品参展,激励行业企业技术创新、加快产品结构调整、提高产品质量、稳定产品性能,积极研发和生产汽车、航空航天、船舶和能源等重点领域急需的各种数控机床及数控机床配套产品。本届展会共有47家企业的61件展品获得春燕奖,获奖数量创历史之最。本文仅对获得春燕奖的部分产品进行点评。

 

      一、 柔性自动生产线(FTL)

  

      随着科学技术的发展,人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高,产品更新换代的周期越来越短,产品的复杂程度也随之增高,传统的大批量生产方式受到了挑战。众所周知,只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高,才能构成规模经济效益;反之,多品种、小批量生产,设备的专用性低,在加工形式相似的情况下,频繁的调整工装夹具,工艺稳定难度增大,生产效率势必受到影响。为了同时提高制造工业的柔性和生产效率,使之在保证产品质量的前提下,缩短产品生产周期,降低产品成本,是终使中小批量生产能与大批量生产抗衡,柔性自动化系统便应运而生。

 

      柔性制造是指在计算机支持下,能适应加工对象变化的制造系统。柔性制造系统一般有以下三种类型:柔性制造单元、柔性制造系统、柔性自动生产线。柔性自动生产线是把多台可以调整的机床(多为专用机床)联结起来,配以自动运送装置组成的生产线。柔性自动生产线是一种高效的自动化生产生产系统,广泛应用于大批量生产的汽车、军工等行业。

  

      此次大连机床集团展出了一套DXHS-0001活塞加工自动生产线。据了解,活塞加工自动化生产线是2010年大连机床集团有限责任公司针对市场需求,结合国内外实际情况而研发的最新产品。

  

      DXHS-0001活塞加工自动生产线主要由5台活塞加工专用数控车床、1台立式专用铣床、2台精密组合镗床等组成,工件传输采用6个桁架机械手、9个过渡料道配合来完成自动上下料,实现无人自动加工,主要应用于活塞外圆、环槽、燃烧室、销孔和气门坑等粗、精加工工序。生产线占地总长约50m,占地总宽约6.5m,总高约6m ;采用三菱多通道总线控制系统;活塞重量3.5kg ;加工节拍60s。见图1。

 

      北京北一数控机床有限公司展出的B1-ZX001汽车零件加工自动线,由1台HA563立式复合车削中心、1台CDKA513A数控倒立车床和1套自动化物流传送机构串联组成,可以满足目前市场上流行的大部分刹车盘加工的需求。该机床已成功应用于烟台圣地汽车零部件制造有限公司。见图2

 

图1                                 图2

  

      沈阳机床(集团)有限责任公司的TURNKEY20JCYC 自动专用生产线,由2台HTC2050n数控车床、1台HTC3230数控车床和1套smart系列框架式双头机械手及上下料系统组成,用于支轴类零件的批量自动生产。见图3

图3

  

      柔性自动生产线是由工件传送系统和控制系统,将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来,自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统,简称柔性自动线

  

      柔性自动线中设备的联结方式有刚性联接和柔性联接两种。在刚性联接自动线中,工序之间没有储料装置,工件的加工和传送过程有严格的节奏性。当某一台设备发生故障而停歇时,会引起全线停工。因此,对刚性联接自动线中各种设备的工作可靠性要求高。

  

      在柔性联接自动线中,各工序(或工段)之间设有储料装置,各工序节拍不必严格一致,某一台设备短暂停歇时,可以由储料装置在一定时间内起调剂平衡的作用,因而不会影响其他设备正常工作。综合自动线、装配自动线和较长的组合机床自动线常采用柔性联接。

  

      切削加工自动线在机械制造业中发展最快、应用最广。主要有:用于加工箱体、壳体、杂类等零件的组合机床自动线;用于加工轴类、盘环类等零件的,由通用、专门化或专用自动机床组成的自动线;旋转体加工自动线;用于加工工序简单小型零件的转子自动线等。

  

      柔性自动线的控制系统主要用于保证线内的机床、工件传送系统,以及辅助设备按照规定的工作循环和联锁要求正常工作,并设有故障寻检装置和信号装置。为适应自动线的调试和正常运行的要求,控制系统有三种工作状态:调整、半自动和自动。在调整状态时可手动操作和调整,实现单台设备的各个动作;在半自动状态时可实现单台设备的单循环工作;在自动状态时自动线能连续工作。

  

      控制系统有"预停"控制机能,自动线在正常工作情况下需要停车时,能在完成一个工作循环、各机床的有关运动部件都回到原始位置后才停车。自动线的其他辅助设备是根据工艺需要和自动化程度设置的,如有清洗机工件自动检验装置、自动换刀装置、自动捧屑系统和集中冷却系统等。为提高自动线的生产率,必须保证自动线的工作可靠性。影响自动线工作可靠性的主要因素是加工质量的稳定性和设备工作可靠性。

  

      柔性自动线的发展方向主要是提高生产率和增大多用性、灵活性。为适应多品种生产的需要,将发展能快速调整的可调自动线。

  

      二、复合机床

 

      复合机床又称为复合加工机床,是能够在一台主机上完成或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素的加工机床。

 

      1  立、卧转换铣车复合加工中心

  

      本届展会上青海一机数控机床有限责任公司展出的XCH1200立、卧转换铣车复合加工中心,见图4。青海一机数控机床有限责任公司是立卧转换加工中心的首创者,然而立卧转换铣车复合加工中心参展为时较晚,此次展出的该设备是展馆中较大的一台也是展会的一个亮点。该设备在一次装夹工件后,可以实现零件五个面的铣削和内孔、外圆、端面的车削。机床可以扩展出许多机型,比如将立卧转换改成A轴、AC轴,即可成为航空业零件加工的典型机型。

  

      机床采用倒"T"型背墙式结构,机床厚重的床身及立柱设计,增强了机床的刚性和加工精度,转台和主轴中直驱技术(力矩电机和电主轴)以及中空丝杠的应用,都是机床动态性能有力保证的具体表现。在铣车复合加工中心中,主轴铣车转换定位锁紧技术是铣车功能转换中至关重要的环节之一,它的定位锁紧方式影响着主轴铣车功能转换,其稳定性及可靠性直接影响着铣车复合加工中心的加工精度和整机性能,因此主轴铣车转换定位锁紧技术是整个铣车复合加工中心结构设计过程中所要考虑的重点要素之一。该机床当主轴功能转换为车削时,发出主轴定位锁紧指令,活塞齿盘上移,主轴慢速转动,活塞齿盘上的齿部与上齿盘和上齿盘完全啮合,主轴车削功能定位锁紧完成,卸去主轴驱动力,工作台按指令旋转,即可进行车削加工;当主轴功能转换为铣削时,发出主轴定位锁紧脱离指令,活塞齿盘下移,活塞齿盘上的齿部与上齿盘和上齿盘完全脱离,主轴铣削功能转换完成,加载主轴驱动力,主轴按指令旋转,工作台按指令工作(可旋转,也可不旋转),即可进行铣削加工。本结构简单,操作方便,主轴铣车功能转换可靠、定位准确等优点。可大幅度提高加工效率,甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资,大大节约空间和不同制造单元之间的周转运输时间与费用。机床的主要技术参数:工作台尺寸φ1200mm;工作台最大承重1500kg;工作台分度0.001°;X/Y/Z三轴行程1400mm/1150mm/1300mm;快速移动速度30m/min;工作台最高转速150rpm;主轴功率30kW;主轴转速8000rpm;刀库容量40把。

 


图4

 

      2  五轴联动立式复合加工中心

 

      安阳鑫盛展出的CX8075五轴联动立式车铣复合加工中心,机床带有交换工作台。主要应用于军工、航天、汽车等领域。能够满足具有复杂型面和高精度要求的零件(如叶轮、叶片、齿轮、模具、汽车零部件等)加工,具有高速、高精度的特点,比较适合中小批量、多品种、高精度的零件加工。见图5。机床主要参数为:工件最大回转直径:φ800mm;工件最大高度:750mm;工件最大加工直径:φ800mm;工作台直径φ800mm;工作台最大承重:1200kg;X/Y/Z轴行程:1050/900/750mm;快速移动速度:60m/min;工作台最高转速:800rpm。机床外观美观大方,人性化设计的应用很是到位。

  

      大连机床集团公司展出的VHT800五轴联动立式车铣复合加工中心,是"高档数控机床与基础制造装备"科技重大专项中研究和开发的课题,该机床将铣削和功能车削功能集中到一台高性能的机床之中,在国际上此机床也算得上是先进水平的机床。见图6。其主要参数为:工件最大回转直径:φ800mm;工件最大高度:700mm;工件最大加工直径:φ630mm;工作台直径φ800mm;工作台最大承重:1200kg;X/Y/Z轴行程:1000/1060/740mm;快速移动速度:50m/min;工作台最高转速:600rpm。

  

图5

  

      江苏新瑞重工科技有限公司展出的LMV600车铣复合加工中心,机床总体布局为龙门式热对称结构。机床工作台有两个,一个为矩形工作台,主要用于铣削,另一个为圆形回转工作台,既可以用于铣削,也可以用于车削,机床全套采用西门子840D数控系统,X、Z、W、C向坐标运动为全闭环控制,位置检测装置由光栅尺和角度编码器组成。见图7。

 

      齐重数控装备股份有限公司展出的HDVTM160X10/8L-MC立式铣车复合加工中心,为国家重大专项产品,具有龙门和大型立车的双重功能,机床可以实现七轴五联动。

  

图6                                   图7

  

      三、高速卧式加工中心

  

      市场时代,产品更新周期的缩短以及部件品种的增加成为主要话题。使得产品设计者、生产管理者及其他相关环节承受越来越大的时间和成本压力。从而提出了高速切削技术,高速切削技术是使用一定的几何定义的切须刃,以5~10倍的切削速度进行加工的过程,进给速度的增加可以缩短加工时间或者通过减少线距离提高复杂三维轮廓表面质量,从而降低后续工作的成本。

  

      高速加工机床的基本特征不仅是切削速度高(是常规切削速度的5~10倍),进给/快移速度快(达40~180m/min),加减速度大(多为1~2g),材料去除率是常规切削加工的3~6倍,而且还包含有刀具和或工件交换的时间短(在数秒至1秒以内),并具有多轴联动功能等特点,高速加工机床生产效率高,从而可大大缩短零件的加工时间和制造周期。高速加工机床的生产与应用已经成了世界机床业中争相开发的主导产品,不仅在航天、航空、模具等单件或小批量生产中应用,而且在汽车、电子、机械制造业的批量生产中也广泛使用,并且逐步成为这些行业的主流加工装备。      

  

      青海一机数控机床有限责任公司展出的HMC63高速卧式加工中心就是在上述环境下为适应市场而推出的机型。机床整体采用"T"型结构;交换工作台采用油缸抬起,凸轮分度;主轴直驱;中空丝杠;免润滑直线导轨;同步松刀结构等许多目前国际非常流行结构。见图8。机床主要参数:工作台:630x630mm;工作台承重:1300kg;X、Y、Z三轴行程:1050、900、900mm;X、Y、Z三轴快速移动速度:50m/min;刀库容量:40把;换刀时间:2″(T-T);主轴转速:15000rpm;主电机功率:25/30Kw;工作台交换时间:12″;B轴快速转速:10rpm;数控系统FANUC 18i。

  

图8

  

      四、动梁可交换五轴龙门加工中心

 

      经过多年的努力,动梁可交换五轴龙门加工中心发展的很快,上海三一精机有限公司首次进入机床行业展会,就已经站在了行业的顶点,产品不论机型,还是机床结构,都是目前高端市场的机型和新技术,展出的GMM30100APT动梁可交换五轴龙门加工中心,是本届展会最大的一台机床,机床承重65吨,主轴功率51Kw,主轴最大扭矩2481Nm,机床不仅仅是规格上的扩大,更是技术和功能上的创新。配有自动交换工作台、移动横梁、自动交换五轴头、自动换刀功能等。见图9所示,其Z轴采用双电机驱动结构,高刚性龙门架和立柱采用多点支撑与地连接,以及高强度板筋焊接床身,使机床的刚性很好。主轴转速3500rpm,X轴快速移动速度15m/min,Y轴快速移动速度20m/min,Z轴快速移动速度10m/min,W轴快速移动速度3m/min,机床实现了高速化,完全对称结构设计,机床的高精度有了保障。

 

      五 其他机床

 

      上海三一精机有限公司展出的HMSD250P卧式镗铣加工中心,是本届展会上带有双工位最大的一台镗铣加工中心机床,机床采用倒"T"型动柱式结构,模块化设计,不论机床的那个部位,都是组配形式,满足不同的用户,快速抢占市场,以适应现在快速发展的市场需求。机床参数为:工作台2000X2500mm;工作台承重20吨;主轴功率51Kw;主轴转速3000rpm;X、Y、Z、W轴行程4000mm、2500mm、2200mm、800mm。机床主要用于国防、军工、造船、汽车、模具等多种行业的机械加工。

  

                  

图9

  

      六 结束语

  

      综上所述,机床行业经过多年的发展,取得了今天的硕果,这些展品承载着我国几代机床人把我国建成机床强国的希望与梦想,见证了我国机床工具行业与时俱进,积极跟踪并采用世界先进制造技术,大力进行产品结构调整,跻身并融入当代世界先进制造技术潮流取得的巨大成就。但是我们必须清醒的认识到我们和欧美国家的差距还很大,高端产品市场竞争激烈,整体品牌亟须提升。每通过一次展会,我们会或多或少学到一点,但这还是远远不够,我们国家是一个机床消费大国,各位行业同仁们,机床的模仿时代已经结束,加强自主创新,推动我国机床工具业由大变强,占领高端市场,创造自主品牌,提前迈进世界先进机床的行列。

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