CIMT2021觀展體會
CIMT2021觀展體會
在全行業共同努力下，由中國機床工具工業協會主辦的CIMT2021（第十七屆中國國際機床展覽會）圓滿落幕，取得不俗成果。境內外企業參展熱情十分高漲，爭相在這個全球業界四大之一的平臺上展示自己的技術水平和服務能力。據悉，許多展商在展期成交額超出預期，更儲備了大量意向客戶資源，可謂滿載而歸、滿意而回。作為后疫情時期首個開幕的全球知名機床工具展，CIMT2021吸引了20余萬人，現場人流如織。專業觀眾們通過預先閱讀主辦方及業界的各類宣傳媒介，瀏覽了海量展商展品信息，并根據各自不同的需求規劃參觀路線，以便在現場更便捷地獲取知識、尋找合作伙伴、挖掘合格供應商，為提升自己的產品質量和提高制造水平積累有用信息。
此次展會上，展出的眾多境內外機床展品中不乏精品和亮點。筆者從自己的視角出發匯總了一些觀展體會，寫出來與大家分享。因時間匆忙，文中不免存在偏頗或錯漏之處，歡迎業界斧正。
1. 高精度機床競相出展
眾所周知，機床被譽為“工業母機”，是制造機器的機器。高精度機床的進步，直接推動著制造業朝著高精尖方向發展。航空航天、汽車、船舶、能源、儀器儀表、3C、先進醫學等領域的零部件制造，都離不開高精度機床的支撐。
境外許多企業一如既往地展示著他們的精密機床及其高精度加工能力。比如，大昌華嘉展出了5臺基本代表當今市場上應用的較高水準的高精度機床。瑞士Schaublin（肖布林）202TG車銑磨一體機床，一次裝夾可實現車削、銑削或磨削的加工，主軸幾何精度小于0.5μm；632-Y生產型精密車床，采用FANUC數控系統，高剛性設計，具有特殊的熱穩定系統，主軸幾何精度小于0.2μm。德國科恩Kern Evo超精密加工中心，整體大理石機床結構，采用棱柱形導軌和預加載荷的滾柱絲杠，以確保可靠的高精度傳動和定位，加速度8m/s2（1g=9.8m/s2），重重復定位精度1μm，加工粗糙度Ra≦0.1μm。美國Moore 500 CPWZ數控坐標磨床，六軸四聯動，X軸對Y軸不垂度0.8μm，位置偏差2.0μm，可實現高精度連續軌跡磨削。該機在磨削HRC 60-62的氮化合金鋼時，表面粗糙度可達Ra0.1μm，面形精度2.0μm。美國Moore Nanotech 250UPL超精密單點金剛石車床，采用整體式復合大理石床身結構，全約束式油靜壓導軌，直線電機驅動，多孔石墨涂層空氣主軸，主軸跳動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，特別值得關注的是，境內企業本次參展的高精度機床有所增加，很多技術指標已接近或達到國際較高水平，非常令人振奮，說明機床企業對精度的認識有了提高，也具備了高精度機床設計和制造的技術儲備和手段。
比如，四川普什寧江MICRO-T400高精度車床，人造花崗巖材料床身，采用靜壓主軸和導軌技術，主軸跳動≤0.15μm，直線度≤0.3μm /100mm，定位精度≤2μm，重復定位精度≤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、軸承內外圈、閥芯等零件淬火后以車代磨精加工。通用技術集團展出的TGK4680A數控臥式坐標鏜床，為“箱中箱”式封閉框架結構設計，采用i5數控系統，具有空間誤差補償、RTCP誤差智能檢測與補償等功能，主軸幾何精度≤1.5μm，定位精度≤3μm，重復定位精度≤1.5μm，回轉軸定位精度≤3″，重復定位精度≤1.5″；AF35P高精度全閉環電火花成形機床，搭載自主研發的開放式數控系統，應用全新的運動控制算法，定位精度3μm，重復定位精度2μm，加工硬質合金表面粗糙度Ra≤0.15μm，加工模具鋼表面粗糙度Ra≤0.08μm，可實現鏡面加工；μ3000/UGT200超精密車磨加工機床，床身采用天然花崗巖材料，整機高性能氣浮隔振系統，X/Z軸均采用全約束的液體靜壓導軌，直線度0.5μm/0.3μm，直線電機驅動，控制分辨率10nm，主軸采用氣體靜壓支承，回轉精度0.05μm。湖南中大創遠YKA2060全數控螺旋錐齒輪磨齒機，九軸五聯動，磨削格里森齒制的螺旋錐齒輪齒面精度可達到DIN3965標準規定的3級精度，齒面粗糙度達到Ra0.4μm。江蘇博谷智能高精密硬車削機床Microtech 100 HP，天然花崗巖床身，液體靜壓主軸和導軌，采用SIEMENS 840D數控系統，全閉環控制，主軸跳動≤0.2μm，定位精度≤1μm，重復定位精度≤0.2μm。等等。
誠然，僅僅靠幾個技術指標的數據不能完全說明就是高精度機床了，但可以說具有了高精度機床的基因。高精度的加工也不是僅僅靠精密機床就能解決，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、機內機外對刀儀等等，這些設備的配備，對實現高精度加工至關重要。數控系統對高精度加工起著關鍵的作用，系統的跟隨誤差小，合理的伺服參數調試，可以有效提高機械精度和剛性，增強高精度加工能力等。
一般來講，有“μ”級及以上加工能力的機床才可稱之為高精度加工機床，精度穩定性是衡量高精度機床的標志。有恒溫的環境與良好的地基，是用好高精度機床的一個前提。影響機床加工精度的因素有很多，比如最基礎的機床移動軸直線度和各軸間的垂直度等。企業要深入研究精度問題，真正掌握影響自身機床精度的關鍵要素，而不是不計成本地提高各項精度。當企業能夠低成本地生產高精度機床時，我國機床產業和制造業將有一個飛躍發展。
2. 五軸機床呈普及態勢
在以往展會上，五軸機床大多由境外展品占據主導地位。但在本屆CIMT展會上，呈現出新的氣象。幾乎所有境內主流機床企業都有五軸機床展出或已具備五軸機床生產能力。五軸機床的加工優勢非常明顯，效率高、集約度強、精度穩定，但控制系統和軟件的相對復雜，曾一度制約著國產五軸機床的發展。隨著高檔數控系統自主研發和技術能力的提升，加強了對五軸數控系統的理解和掌握，使國產五軸機床出現了爆發式增長。
科德數控展出了3臺五軸機床，分別為五軸立式、臥式及車銑復合加工中心。其中，KMC 800S UMT五軸立式車銑復合加工中心，采用大理石床身，龍門架設計，雙壁支撐的A/C搖籃轉臺，力矩電機直驅，科德GNC62總線式數控系統，快移速度60m/min，加速度1g。通用技術集團也展出多臺五軸機床，其中HTM63150臥式車銑加工中心，五軸聯動，力矩電機直驅B軸，雙車主軸最高轉速3500r/min，銑軸最高轉速10000r/min，定位精度0.008mm，加工表面粗糙度Ra0.8μm；H80C六軸五聯動數控螺旋錐齒輪銑齒機，可干切也可濕切，刀具主軸和工件主軸均采用直驅技術，最高轉速6000r/min，最大加工件直徑Φ80mm，加工模數范圍0.7-2，加工精度（DIN）5級。秦川機床VMC40U高精度五軸臥式加工中心，A/C軸搖籃轉臺，主軸最高轉速40000r/min，快移速度60m/min，重復定位精度3μm。普什寧江THM6363IV五軸臥式加工中心，床身采用整體式正T型結構，立柱為熱對稱性和穩定性好的整體框式結構，采用西門子840Dsl數控系統，電主軸最高轉速15000r/min，力矩電機直驅A/B軸可傾回轉工作臺，快移速度45m/min，定位精度6μm。湖南中大創遠YKA2060九軸五聯動螺旋錐齒輪磨齒機，工件軸和砂輪軸均為電主軸，具有砂輪自動修整功能，采用展成法磨削圓弧齒的各種螺旋錐齒輪，自主研發的HGS加工軟件集成在西門子840Dsl數控系統中，磨齒精度可達到DIN3965錐齒輪和準雙曲面齒輪精度標準規定的3級，齒面粗糙度達到Ra0.4μm。北京電加工所HS-600精密數控電火花小孔加工機床，采用基于Windows的數控系統，六軸五聯動，可實現多姿態下的電火花微細加工及異形孔加工，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電源，配備高速旋轉軸高壓沖水、自動換絲、穿透檢測等功能模塊，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進給、1μm切削、nm級表面粗糙度”加工效果，標配精雕數控系統和JD180S電主軸，最高轉速15000r/min，Y軸雙絲杠驅動，快移速度48m/min，搖籃式雙軸直驅轉臺，具備刀具3D圓角補償功能，配合激光對刀儀，可補償刀具直徑誤差與輪廓誤差。
值得一提的是，境內企業展出的高精度機床和五軸機床，很大一部分是配置自主開發的數控系統，這個進步使人看到了國產機床的曙光，也見到機床國產化邁出了可喜的一大步。依靠專業的研發隊伍，北京精雕的CAD/CAM軟件、數控系統、電主軸都實現了完全自主生產。科德數控一直堅持只銷售配置自己數控系統的機床。放眼整個中國機床行業，這些都是難能可貴的。
數控機床的產業鏈很長，特別是五軸機床，數控系統和功能部件都相對復雜，對刀具的要求也更高，影響機床可靠性的環節增多，這些都需要從基礎抓起，扎扎實實打好基礎。雖然我們處在全球經濟一體化的今天，但還是提倡培育國內高質量的供貨商，不僅增強設備數據的安全性，也可為企業保留較大利潤，有利于企業的可持續發展。
3. 行業細分領域仍有深挖潛力
津田駒展示了采用最新的BallDrive?滾珠驅動技術的數控轉臺，可實現無背隙驅動的高精度加工。由鋼球的滾動實現高效率傳動，通過強大剎車力實現穩定分度。針對輕負荷加工場合的大批量生產，以無剎車加工節省夾緊松開動作來進一步提高生產效率，精度保持性好，也可降低故障率。和常規蝸輪蝸桿傳動產品相比，分度定位速度提高兩倍，進一步縮短了加工周期，延長了使用壽命。這個產品給我們的啟示是，顛覆性的創新可以極大地提高生產效率并降低成本。亦即，要下大力氣追求專精特新。
法孚（Fives）沒有實物展品展出，在展臺上重點介紹了其旗下的蘭迪斯磨床公司長期致力于為全球汽車產業提供更多的產品和服務，擁有凸輪磨、曲軸磨、雙端面磨、無心磨以及高精度車床和鏜床等多種類產品，并潛心在曲軸隨動磨削領域深耕細作。產品涵蓋摩托車類小型曲軸到8米長的大型船用曲軸，中間覆蓋轎車、卡車、重型汽車等規格。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，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備和長期的精度穩定。在生產效率方面，追求高精度和快節拍的平衡，通常五個主軸四個連桿軸的曲軸，磨削工序從裝夾到成品只需100s。基于他們長期積累的加工經驗以及專用軟件的應用，在此細分領域，基本沒有太多的競爭對手，由此可獲得較大利潤。蘭迪斯磨床的數控系統，是在西門子的工控機硬件基礎上，應用博世力士樂的驅動技術，自主開發專用的操作系統和獨特的操作界面，對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分領域的產品和市場拓展提供參考。
我國磨床行業的骨干企業北二機床和上海機床也相繼開發了曲軸隨動磨床，加工精度滿足要求，并得到用戶認可，正在加強市場推廣應用。
借鑒德國和日本等機床發達國家的成功經驗，國家和地方相關部門在培育“隱形冠軍”、“小巨人”企業方面出臺了許多有利政策，企業在利用好政策的前提下，最核心的還是要為市場提供性能穩定、質量可靠、高效易用的專精特新產品，從而推動機床產品質量的提高和效率的提升，進而獲得更多的市場份額，創造更多的價值。企業的發展要與市場需求緊密結合，做出適應性的調整才是睿智之道。要深挖垂直細分領域的機會，潛心核心技術研究以及經驗積累和知識沉淀，力求提供獨一無二的整體解決方案，做出自己的特色，避免陷入新一輪的同質化競爭。突出“創新驅動”和“品牌驅動”，提高全員勞動生產率，保持企業的長久生命力。
高精度機床、五軸加工機床是未來智能制造的基礎。近些年，在國家一系列政策引導下，在重大專項的強有力支持下，我國數控機床的技術水平和制造能力有了很大提高，國有企業和民營企業都有良好表現。當然，技術的進步從來不是一蹴而就的，長期堅持基礎技術和共性技術研究非常必要，新技術的應用也必不可少。機床行業還需要持續進行鑄件、大理石等基礎件材料研究；主軸、絲杠、導軌、軸承、蝸輪、齒輪等關鍵零部件材料及熱處理的技術攻關；優化機床設計技術，進行整機和部件的動靜剛度匹配研究、動態性能研究，提高仿真分析水平等；深入制造工藝技術研究，將精益生產理念貫穿于整個產業鏈，研究裝配工藝及調試技術，完善各制造過程的檢驗測試規范等；用刀具、軟件等新技術的發展帶動機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，國產機床將會有更大的進步，向智能制造轉型和高質量發展也終將水到渠成。
作者：黃韶娟（協會傳媒部） 責編：張芳麗
