重型數(shù)控機床向高端智能發(fā)展

中捷機床有限公司 楊麗敏

2018年4月9日，由中國機床工具工業(yè)協(xié)會主辦，并與上海市國際展覽有限公司共同承辦的第十屆中國數(shù)控機床展覽會（CCMT2018）在上海新國際博覽中心隆重開幕。本屆展會的主題是：“聚焦——數(shù)字·互聯(lián)·智造”。該主題準確、鮮明地反映了我國機床工具產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)市場的時代特征，響應了國內(nèi)外機床工具消費市場的最新變化，凝練了國內(nèi)外機床工具產(chǎn)業(yè)對未來發(fā)展方向的關(guān)注和思考。

一、展品主要看點

本屆展會展品的主要看點主要表現(xiàn)在四個方面：

一是數(shù)字化制造持續(xù)推進。眾多與制造模式變革緊密相關(guān)的數(shù)字化制造解決方案及相關(guān)產(chǎn)品，為處于變革中的廣大制造企業(yè)提供了學習、利用、借鑒的多種選擇。一批適應數(shù)字化制造環(huán)境的全球主流控制系統(tǒng)也同臺展示，軟硬結(jié)合，助力工業(yè)4.0工業(yè)革命的推進。

二是集成制造內(nèi)涵和實踐不斷深化和延伸。展會上諸多復合機床、生產(chǎn)單元、生產(chǎn)線、多主軸多刀架機床、自動線單機展品，將工藝、工序、機床結(jié)構(gòu)與功能、工作方式按照某一目標進行融合與集成，從而獲得高性能和高效率的產(chǎn)品，顯示出集成制造的強大優(yōu)勢與良好的發(fā)展前景。

三是智能技術(shù)深入發(fā)展并得到廣泛應用。多種智能技術(shù)以軟件和功能形式貫穿于工藝制定、編程、模擬與檢查、設(shè)置與操作、過程控制與檢測、維護與保養(yǎng)等各環(huán)節(jié)各要素中，富含專業(yè)技能的工藝軟件、專家系統(tǒng)以及與人的溝通能力、虛擬與仿真、加工導航、工作環(huán)境感知與補償、對“力”的感知與控制、預測、視覺與聽覺等智能技術(shù)進一步融合了人機關(guān)系，為作業(yè)提供了卓越支撐。

四是專用機床呈現(xiàn)繁榮景象。展會上的專用機床整體呈現(xiàn)機型多、涉獵面廣、技術(shù)精專、貼近市場四個特點，眾多身懷絕技、量身定做、匠心制造的專用機床與市場需求緊密契合，為那些需要高效高性能專用設(shè)備的客戶提供了一次非常難得的選購機會。

二、部分重型機床展品介紹

本屆展會重型機床數(shù)量雖比往年略少，但更加先進——高精度、智能，與展會主題非常貼切。以下介紹一些參展的高端重型機床：

1. ZH5080X2/60X10數(shù)控龍門鉆床

武漢重型機床集團有限公司展出的ZH5080X2/60X10數(shù)控龍門鉆床，是為滿足特殊加工需求而研發(fā)的定制產(chǎn)品，不同于傳統(tǒng)的數(shù)控龍門鉆床，不僅具有平面鉆孔功能，還能利用分度工作臺和直角頭側(cè)面鉆孔，同時還具備銑削功能；配備了12刀位的盤式刀庫，實現(xiàn)自動換刀；同時還具備武重云服務功能，可實現(xiàn)遠程運維、遠程故障診斷、電商交易等。是一款復合型多功能、高精度、高效率、智能化、信息化的產(chǎn)品，填補了國內(nèi)空白。

主要規(guī)格和技術(shù)參數(shù)：立柱間距離（龍門）6300mm；鉆銑頭主軸端面至工作臺面距離250～1000mm；轉(zhuǎn)臺直徑φ5500mm；轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速范圍0～2r/mm；主軸轉(zhuǎn)速（無極調(diào)速）10～3500 r/mm；主軸大扭矩1200N·m；機床最大鉆孔直徑φ80mm（U鉆）；工作行程Y-3350mm，Z-750mm；進給（快速）Y-0～8000 r/mm，Z-0～5000 r/mm；盤式刀庫12位。

ZH5080X2/60X10數(shù)控龍門鉆床

VTMF160高精度立式銑車柔性加工單元

2. VTMF160高精度立式銑車柔性加工單元

齊重數(shù)控裝備股份有限公司本次展會展出的VTMF160高精度立式銑車柔性加工單元，該機床是一臺高精度復合智能機床，配有壽命監(jiān)控、精度監(jiān)控、健康預警，通過結(jié)合云端管理系統(tǒng)，實現(xiàn)機床互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管與維護。主要加工各種精度高、工序多、形狀復雜的大型盤類零件。機床配備自動拖換系統(tǒng)及強大的道具系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自動更換附件、自動更換刀具及自動上下工件的高效復合加工。

主要技術(shù)規(guī)格：最大車削直徑φ1600mm；最大工件高度1200mm；最大工件重量8t；工作臺直徑φ1600mm；工作臺轉(zhuǎn)速范圍（車削）2.5～315 r/mm；工作臺轉(zhuǎn)速范圍（銑削）0.02～5 r/mm；銑削主軸轉(zhuǎn)速范圍10～3000 r/mm；車刀庫工位數(shù)12位；銑刀庫工位數(shù)16位；數(shù)控系統(tǒng)840Dsl。

3. XHSV2525A×40 高架式五軸聯(lián)動高速鏜銑加工中心

濟南二機床展出的XHSV2525A×40 高架式五軸聯(lián)動高速鏜銑加工中心，是代表近年來自主研發(fā)成果的重點產(chǎn)品。該加工中心主要用于各種鋁合金、復合材料以及黑色金屬等復雜曲面零件的五軸加工，具有高精度、高效率和高可靠性特點。核心功能部件應用了JIER自主知識產(chǎn)權(quán)的AC軸雙擺角數(shù)控銑頭，可實現(xiàn)進口替代，能夠滿足國內(nèi)航空航天行業(yè)大型薄壁類結(jié)構(gòu)件、汽車模具行業(yè)大型復雜曲面等不同工藝加工的高難度需求。 AC軸雙擺角數(shù)控萬能銑頭是五軸聯(lián)動數(shù)控機床的核心功能部件。近年來國內(nèi)五軸聯(lián)動機床發(fā)展迅速，但是作為關(guān)鍵技術(shù)的主銑頭，都是采用國外技術(shù)，制約了國產(chǎn)機床向高端領(lǐng)域的發(fā)展。濟南二機床借助實施國家科技重大專項，自主研發(fā)成功了AC軸雙擺角數(shù)控萬能銑頭，功率37～46kW，最高轉(zhuǎn)速24000r/min。用以實現(xiàn)高速高精切削，能夠滿足不同行業(yè)的各種工藝需求，成為國內(nèi)極少數(shù)掌握這一核心技術(shù)的企業(yè)，徹底打破了國外的長期壟斷。

主要技術(shù)參數(shù):工作臺尺寸(寬×長)2500mm×4000mm；行程（X/Y/Z）4200/2700/1250mm；X/Y/Z軸快速移動速度20000/20000/15000mm/min；主軸功率37/46kw；主軸最高轉(zhuǎn)速24000r/min；主軸最大扭矩60/73N·m；主軸孔錐度HSK-A63；A軸擺動角度±110°；C軸旋轉(zhuǎn)角度±360°或n×360°；西門子840Dsl或華中數(shù)控HNC848；刀庫容量32把。

4.RFMP1630GMAL-5X鋁合金橋式柔性五軸加工中心

日發(fā)航空裝備展出的RFMP1630GMAL-5X 鋁合金橋式柔性五軸加工中心，日發(fā)公司一直以來立足工藝實踐解決核心訴求，采用“基于個性化定制以客戶需求為導向的研發(fā)模式”研發(fā)符合新時代的機床，為用戶提供全面高效解決方案。繼2015年開始陸續(xù)推出復合材料鋁合金鈦合金專用五軸機床，CCMT2018將重磅推出柔性五軸加工生產(chǎn)線。采用柔性技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品混線生產(chǎn)、AGV快換轉(zhuǎn)運系統(tǒng)大幅度減少設(shè)備加工輔助時間、工序集成技術(shù)加快功能整合實現(xiàn)設(shè)備超高附加值、生產(chǎn)管控系統(tǒng)實現(xiàn)全過程數(shù)據(jù)跟蹤管理。

其結(jié)構(gòu)優(yōu)點包括：①機床的承載能力大，是同規(guī)格定梁龍門機床的2～3倍，動態(tài)性能好。②工作臺固定不動，加工動態(tài)性能不受工件重量的影響（定梁龍門工件重量會使加工動態(tài)性能產(chǎn)生波動）。③與定梁龍門相比由于運動部分是相對較輕的橫梁、橫拖板、滑枕部分，三軸導軌全部采用直線滾柱滾動導軌，承載大，摩擦系數(shù)小，因而機床具有很好的動態(tài)響應特性，適于高速加工。④雙驅(qū)同步技術(shù)，重心驅(qū)動，使機床的性能得到進一步提升。⑤防水性能好，由于運動部件都在墻體上，比定梁龍門的占地面積小，只有相同規(guī)格的定梁龍門機床的3/5左右。

主要技術(shù)參數(shù)：工作臺尺寸1600x3000mm；主軸頭A軸擺角±105°；主軸頭C軸轉(zhuǎn)角±360°；主軸、A/C軸錐孔HSK-63A；最高轉(zhuǎn)速（無級）20000r/min；最大輸出扭矩60/73(連續(xù)/30min)N·m；主軸電機功率37/46(連續(xù)/30min)kW；A軸最大扭矩1150N·m；A軸制動扭矩2160N·m/6bar氣壓N·m；C軸最大扭矩1100N·m；C軸制動扭矩3024N·m/6bar氣壓N·m；切削最大進給速度范圍X,Y,Z軸30m/min；A,C軸100r/min；快移速度X,Y,Z軸30m/min；A,C軸100r/min；刀庫容量12把斗笠式刀庫；數(shù)控系統(tǒng)SIEMENS840DSL。

5.RY-GB8550BFS高精加工和高輪廓精度的橋式五軸加工中心

山東蒂德精密機床有限公司（原山東永華機械有限公司）本次展會展出的RY-GB8550BFS高精加工和高輪廓精度的橋式五軸加工中心，該產(chǎn)品兼具高速度、大扭矩、高精度均衡加工性能，采用對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保最高的加工運行穩(wěn)定性，適宜多種行業(yè)難加工的硬質(zhì)合金材料空間曲面、連續(xù)曲面的高速高精度加工。擁有最佳的綜合加工效率、加工精度和票面加工質(zhì)量，代表了高端五軸加工領(lǐng)域的行業(yè)先進水平。

其結(jié)構(gòu)特點：C軸內(nèi)藏于主軸內(nèi)部，由力矩電機驅(qū)動，擴大了Z軸有效加工空間，保證了C軸定位精度的一致性。C軸轉(zhuǎn)動角度：±185°C軸轉(zhuǎn)動速度：12r/min；雙橫梁箱中箱結(jié)構(gòu)確保各個切削剛性，以及熱變形的對稱性，使機床在連續(xù)換向加工過程中保持一致的切削性能和穩(wěn)定的加工精度；600mm×600mm大橫截面主軸箱確保即使主軸箱體在大懸伸伸出時，仍可保持較強的切削剛性；X/Y軸各配置4條滾柱型線性導軌，配置高精度光柵反饋系統(tǒng)，具有更大的動靜態(tài)承載力和更強的運動抗振性能；X/Y軸各配2套伺服電機，雙邊電子消隙同步驅(qū)動，保持高速運動的一致性。

主要技術(shù)參數(shù)：工作臺尺寸3500x9000mm；兩立柱之間距離5000mm；行程X/Y/Z8500/4000/1500mm；進給速度X/Y 10～20000mm/min Z10～15000mm/min；C軸轉(zhuǎn)動角度：±185°C軸轉(zhuǎn)動速度：12r/min；電主軸功率56kW；電主軸最高轉(zhuǎn)速12000r/min；電主軸最大輸出扭矩89N·m；B軸轉(zhuǎn)角-110°/+5°；B軸轉(zhuǎn)速6r/min；刀庫容量60把。

5.CXH5225X25/16立式車銑復合加工中心

中國通用技術(shù)集團齊二機床公司自主研發(fā)的高端數(shù)控機床CXH5225X25/16立式車銑復合加工中心在展會盛裝亮相，并憑借其先進的性能、亮麗的外觀受到國內(nèi)外用戶的廣泛關(guān)注。CXH5225X25/16立式車銑復合加工中心榮獲“CCMT 2018春燕獎”。齊二機床自主研發(fā)的CXH5225X25/16立式車銑復合加工中心，是集高精、復合、自動換刀、自動測量于一體的，為我國核電、航空航天、軌道交通等重點行業(yè)領(lǐng)域提供的高端設(shè)備。該產(chǎn)品適于對各類金屬和非金屬零件的平面、內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、螺紋、圓弧面及復雜曲面的加工。

其結(jié)構(gòu)特點：工作臺和工作臺底座采用整體鑄造熱對稱結(jié)構(gòu)，主軸軸承采用高精度雙列短圓柱滾珠軸承，工作臺導軌采用恒流靜壓導軌。通過有限元分析計算，封閉龍門框架結(jié)構(gòu)，使機床達到最佳受力狀態(tài)。垂直刀水平運動采用滑動導軌，垂直運動采用滑動導軌和滾滑復合導軌。進給采用交流伺服電機驅(qū)動，滾珠絲杠傳動。機床主傳動由直流電機驅(qū)動，經(jīng)兩檔機械變速實現(xiàn)工作臺所需轉(zhuǎn)速。具有換刀功能。為用戶提供整套的工藝解決方案。

主要技術(shù)參數(shù)：工作臺直徑2250mm；工作臺轉(zhuǎn)速范圍 車1～160r/min；銑0.01～5 r/min；工作臺最大扭矩32kN·m；刀架最大切削力40kN；刀架水平行程X-50-2050mm；滑枕垂直行程Z1400mm；銑主軸轉(zhuǎn)速范圍10～2000r/min；銑主軸電機功率25KW；銑主軸最大扭矩475N·m；快速速度X/Z4000mm/min；附件庫工位12。

三、結(jié)束語

展會展出的重型數(shù)控機床，由于機床是工作母機，用戶需要其具有良好的穩(wěn)定性和精度保持性。那么，精度保持，這一命題就需要我們認真思考。

現(xiàn)在機床行業(yè)正向著智能制造方向發(fā)展，我們機床人要思考的命題有很多，比如怎樣從工人師傅掌握的工藝技能中找到工藝紅利，如何首先在機床單機性能穩(wěn)定性方面補上一課，行業(yè)更應該通過制定團體標準促進行業(yè)的整體發(fā)展。對于未來機床新業(yè)態(tài)，企業(yè)要通過造出更精更好的機床來減少機床報廢的環(huán)保壓力，從而推動行業(yè)整體提升和可持續(xù)發(fā)展。 □