CCMT2012第七屆中國數(shù)控機床展覽會于2012年4月16日至20日在南京國際博覽中心舉辦，9個展館，展出面積達8.6萬平方米，來自14個國家和地區(qū)的參展商800余家（其中境外展商150家，比上屆增加1倍以上），展出機床主機1100余臺套，是中國數(shù)控機床展歷史上規(guī)模最大的一屆，其技術(shù)含量之高、展品內(nèi)容之豐富，均為歷屆之最。有近300臺套高檔精品閃亮登場，其中包括70多臺五軸聯(lián)動機床、50余臺復(fù)合機床、近20臺套左右的柔性制造單元、柔性生產(chǎn)線以及近百臺首次推出的精品之作。展會呈現(xiàn)出很多亮點和看點，各個企業(yè)都是不斷完善和改進，把機床品質(zhì)做精做好，充分體現(xiàn)了我國機床工具行業(yè)在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，在大力推進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整方面取得了巨大成就。春燕獎的評選是CCMT展會的重頭戲，其目的在于鼓勵行業(yè)自主創(chuàng)新產(chǎn)品參展，激勵行業(yè)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)定產(chǎn)品性能，積極研發(fā)和生產(chǎn)汽車、航空航天、船舶和能源等重點領(lǐng)域急需的各種數(shù)控機床及數(shù)控機床配套產(chǎn)品。本屆展會共有47家企業(yè)的61件展品獲得春燕獎，獲獎數(shù)量創(chuàng)歷史之最。本文僅對獲得春燕獎的部分產(chǎn)品進行點評。
一、 柔性自動生產(chǎn)線（FTL）
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類社會對產(chǎn)品的功能與質(zhì)量的要求越來越高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，產(chǎn)品的復(fù)雜程度也隨之增高，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式受到了挑戰(zhàn)。眾所周知，只有品種單一、批量大、設(shè)備專用、工藝穩(wěn)定、效率高，才能構(gòu)成規(guī)模經(jīng)濟效益；反之，多品種、小批量生產(chǎn)，設(shè)備的專用性低，在加工形式相似的情況下，頻繁的調(diào)整工裝夾具，工藝穩(wěn)定難度增大，生產(chǎn)效率勢必受到影響。為了同時提高制造工業(yè)的柔性和生產(chǎn)效率，使之在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品成本，是終使中小批量生產(chǎn)能與大批量生產(chǎn)抗衡，柔性自動化系統(tǒng)便應(yīng)運而生。
柔性制造是指在計算機支持下，能適應(yīng)加工對象變化的制造系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)一般有以下三種類型：柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、柔性自動生產(chǎn)線。柔性自動生產(chǎn)線是把多臺可以調(diào)整的機床(多為專用機床)聯(lián)結(jié)起來，配以自動運送裝置組成的生產(chǎn)線。柔性自動生產(chǎn)線是一種高效的自動化生產(chǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的汽車、軍工等行業(yè)。
此次大連機床集團展出了一套DXHS-0001活塞加工自動生產(chǎn)線。據(jù)了解，活塞加工自動化生產(chǎn)線是2010年大連機床集團有限責(zé)任公司針對市場需求，結(jié)合國內(nèi)外實際情況而研發(fā)的最新產(chǎn)品。
DXHS-0001活塞加工自動生產(chǎn)線主要由5臺活塞加工專用數(shù)控車床、1臺立式專用銑床、2臺精密組合鏜床等組成，工件傳輸采用6個桁架機械手、9個過渡料道配合來完成自動上下料，實現(xiàn)無人自動加工，主要應(yīng)用于活塞外圓、環(huán)槽、燃燒室、銷孔和氣門坑等粗、精加工工序。生產(chǎn)線占地總長約50m，占地總寬約6.5m，總高約6m ;采用三菱多通道總線控制系統(tǒng);活塞重量3.5kg ;加工節(jié)拍60s。見圖1。
北京北一數(shù)控機床有限公司展出的B1-ZX001汽車零件加工自動線，由1臺HA563立式復(fù)合車削中心、1臺CDKA513A數(shù)控倒立車床和1套自動化物流傳送機構(gòu)串聯(lián)組成，可以滿足目前市場上流行的大部分剎車盤加工的需求。該機床已成功應(yīng)用于煙臺圣地汽車零部件制造有限公司。見圖2
圖1 圖2
沈陽機床（集團）有限責(zé)任公司的TURNKEY20JCYC 自動專用生產(chǎn)線，由2臺HTC2050n數(shù)控車床、1臺HTC3230數(shù)控車床和1套smart系列框架式雙頭機械手及上下料系統(tǒng)組成，用于支軸類零件的批量自動生產(chǎn)。見圖3
圖3
柔性自動生產(chǎn)線是由工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，將一組自動機床和輔助設(shè)備按照工藝順序聯(lián)結(jié)起來，自動完成產(chǎn)品全部或部分制造過程的生產(chǎn)系統(tǒng)，簡稱柔性自動線
柔性自動線中設(shè)備的聯(lián)結(jié)方式有剛性聯(lián)接和柔性聯(lián)接兩種。在剛性聯(lián)接自動線中，工序之間沒有儲料裝置，工件的加工和傳送過程有嚴格的節(jié)奏性。當(dāng)某一臺設(shè)備發(fā)生故障而停歇時，會引起全線停工。因此，對剛性聯(lián)接自動線中各種設(shè)備的工作可靠性要求高。
在柔性聯(lián)接自動線中，各工序(或工段)之間設(shè)有儲料裝置，各工序節(jié)拍不必嚴格一致，某一臺設(shè)備短暫停歇時，可以由儲料裝置在一定時間內(nèi)起調(diào)劑平衡的作用，因而不會影響其他設(shè)備正常工作。綜合自動線、裝配自動線和較長的組合機床自動線常采用柔性聯(lián)接。
切削加工自動線在機械制造業(yè)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣。主要有：用于加工箱體、殼體、雜類等零件的組合機床自動線；用于加工軸類、盤環(huán)類等零件的，由通用、專門化或?qū)Ｓ米詣訖C床組成的自動線；旋轉(zhuǎn)體加工自動線；用于加工工序簡單小型零件的轉(zhuǎn)子自動線等。
柔性自動線的控制系統(tǒng)主要用于保證線內(nèi)的機床、工件傳送系統(tǒng)，以及輔助設(shè)備按照規(guī)定的工作循環(huán)和聯(lián)鎖要求正常工作，并設(shè)有故障尋檢裝置和信號裝置。為適應(yīng)自動線的調(diào)試和正常運行的要求，控制系統(tǒng)有三種工作狀態(tài)：調(diào)整、半自動和自動。在調(diào)整狀態(tài)時可手動操作和調(diào)整，實現(xiàn)單臺設(shè)備的各個動作；在半自動狀態(tài)時可實現(xiàn)單臺設(shè)備的單循環(huán)工作；在自動狀態(tài)時自動線能連續(xù)工作。
控制系統(tǒng)有"預(yù)停"控制機能，自動線在正常工作情況下需要停車時，能在完成一個工作循環(huán)、各機床的有關(guān)運動部件都回到原始位置后才停車。自動線的其他輔助設(shè)備是根據(jù)工藝需要和自動化程度設(shè)置的，如有清洗機工件自動檢驗裝置、自動換刀裝置、自動捧屑系統(tǒng)和集中冷卻系統(tǒng)等。為提高自動線的生產(chǎn)率，必須保證自動線的工作可靠性。影響自動線工作可靠性的主要因素是加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和設(shè)備工作可靠性。
柔性自動線的發(fā)展方向主要是提高生產(chǎn)率和增大多用性、靈活性。為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要，將發(fā)展能快速調(diào)整的可調(diào)自動線。
二、復(fù)合機床
復(fù)合機床又稱為復(fù)合加工機床，是能夠在一臺主機上完成或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素的加工機床。
1 立、臥轉(zhuǎn)換銑車復(fù)合加工中心
本屆展會上青海一機數(shù)控機床有限責(zé)任公司展出的XCH1200立、臥轉(zhuǎn)換銑車復(fù)合加工中心，見圖4。青海一機數(shù)控機床有限責(zé)任公司是立臥轉(zhuǎn)換加工中心的首創(chuàng)者，然而立臥轉(zhuǎn)換銑車復(fù)合加工中心參展為時較晚，此次展出的該設(shè)備是展館中較大的一臺也是展會的一個亮點。該設(shè)備在一次裝夾工件后，可以實現(xiàn)零件五個面的銑削和內(nèi)孔、外圓、端面的車削。機床可以擴展出許多機型，比如將立臥轉(zhuǎn)換改成A軸、AC軸，即可成為航空業(yè)零件加工的典型機型。
機床采用倒"T"型背墻式結(jié)構(gòu)，機床厚重的床身及立柱設(shè)計，增強了機床的剛性和加工精度，轉(zhuǎn)臺和主軸中直驅(qū)技術(shù)（力矩電機和電主軸）以及中空絲杠的應(yīng)用，都是機床動態(tài)性能有力保證的具體表現(xiàn)。在銑車復(fù)合加工中心中，主軸銑車轉(zhuǎn)換定位鎖緊技術(shù)是銑車功能轉(zhuǎn)換中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一，它的定位鎖緊方式影響著主軸銑車功能轉(zhuǎn)換，其穩(wěn)定性及可靠性直接影響著銑車復(fù)合加工中心的加工精度和整機性能，因此主軸銑車轉(zhuǎn)換定位鎖緊技術(shù)是整個銑車復(fù)合加工中心結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中所要考慮的重點要素之一。該機床當(dāng)主軸功能轉(zhuǎn)換為車削時，發(fā)出主軸定位鎖緊指令，活塞齒盤上移，主軸慢速轉(zhuǎn)動，活塞齒盤上的齒部與上齒盤和上齒盤完全嚙合，主軸車削功能定位鎖緊完成，卸去主軸驅(qū)動力，工作臺按指令旋轉(zhuǎn)，即可進行車削加工；當(dāng)主軸功能轉(zhuǎn)換為銑削時，發(fā)出主軸定位鎖緊脫離指令，活塞齒盤下移，活塞齒盤上的齒部與上齒盤和上齒盤完全脫離，主軸銑削功能轉(zhuǎn)換完成，加載主軸驅(qū)動力，主軸按指令旋轉(zhuǎn)，工作臺按指令工作（可旋轉(zhuǎn)，也可不旋轉(zhuǎn)），即可進行銑削加工。本結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，主軸銑車功能轉(zhuǎn)換可靠、定位準確等優(yōu)點?？纱蠓忍岣呒庸ば剩踔量梢酝耆∪ツ承┐笮妥詣踊a(chǎn)線的投資，大大節(jié)約空間和不同制造單元之間的周轉(zhuǎn)運輸時間與費用。機床的主要技術(shù)參數(shù)：工作臺尺寸φ1200mm；工作臺最大承重1500kg；工作臺分度0.001°；X/Y/Z三軸行程1400mm/1150mm/1300mm；快速移動速度30m/min；工作臺最高轉(zhuǎn)速150rpm；主軸功率30kW；主軸轉(zhuǎn)速8000rpm；刀庫容量40把。
圖4
2 五軸聯(lián)動立式復(fù)合加工中心
安陽鑫盛展出的CX8075五軸聯(lián)動立式車銑復(fù)合加工中心，機床帶有交換工作臺。主要應(yīng)用于軍工、航天、汽車等領(lǐng)域。能夠滿足具有復(fù)雜型面和高精度要求的零件（如葉輪、葉片、齒輪、模具、汽車零部件等）加工，具有高速、高精度的特點，比較適合中小批量、多品種、高精度的零件加工。見圖5。機床主要參數(shù)為：工件最大回轉(zhuǎn)直徑：φ800mm;工件最大高度：750mm；工件最大加工直徑：φ800mm;工作臺直徑φ800mm；工作臺最大承重：1200kg；X/Y/Z軸行程：1050/900/750mm；快速移動速度：60m/min；工作臺最高轉(zhuǎn)速：800rpm。機床外觀美觀大方，人性化設(shè)計的應(yīng)用很是到位。
大連機床集團公司展出的VHT800五軸聯(lián)動立式車銑復(fù)合加工中心，是"高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備"科技重大專項中研究和開發(fā)的課題，該機床將銑削和功能車削功能集中到一臺高性能的機床之中，在國際上此機床也算得上是先進水平的機床。見圖6。其主要參數(shù)為：工件最大回轉(zhuǎn)直徑：φ800mm;工件最大高度：700mm；工件最大加工直徑：φ630mm;工作臺直徑φ800mm；工作臺最大承重：1200kg；X/Y/Z軸行程：1000/1060/740mm；快速移動速度：50m/min；工作臺最高轉(zhuǎn)速：600rpm。
圖5
江蘇新瑞重工科技有限公司展出的LMV600車銑復(fù)合加工中心，機床總體布局為龍門式熱對稱結(jié)構(gòu)。機床工作臺有兩個，一個為矩形工作臺，主要用于銑削，另一個為圓形回轉(zhuǎn)工作臺，既可以用于銑削，也可以用于車削，機床全套采用西門子840D數(shù)控系統(tǒng)，X、Z、W、C向坐標運動為全閉環(huán)控制，位置檢測裝置由光柵尺和角度編碼器組成。見圖7。
齊重數(shù)控裝備股份有限公司展出的HDVTM160X10/8L-MC立式銑車復(fù)合加工中心，為國家重大專項產(chǎn)品，具有龍門和大型立車的雙重功能，機床可以實現(xiàn)七軸五聯(lián)動。
圖6 圖7
三、高速臥式加工中心
市場時代，產(chǎn)品更新周期的縮短以及部件品種的增加成為主要話題。使得產(chǎn)品設(shè)計者、生產(chǎn)管理者及其他相關(guān)環(huán)節(jié)承受越來越大的時間和成本壓力。從而提出了高速切削技術(shù)，高速切削技術(shù)是使用一定的幾何定義的切須刃，以5～10倍的切削速度進行加工的過程，進給速度的增加可以縮短加工時間或者通過減少線距離提高復(fù)雜三維輪廓表面質(zhì)量，從而降低后續(xù)工作的成本。
高速加工機床的基本特征不僅是切削速度高（是常規(guī)切削速度的5～10倍），進給/快移速度快（達40～180m/min），加減速度大（多為1～2g），材料去除率是常規(guī)切削加工的3～6倍，而且還包含有刀具和或工件交換的時間短（在數(shù)秒至1秒以內(nèi)），并具有多軸聯(lián)動功能等特點，高速加工機床生產(chǎn)效率高，從而可大大縮短零件的加工時間和制造周期。高速加工機床的生產(chǎn)與應(yīng)用已經(jīng)成了世界機床業(yè)中爭相開發(fā)的主導(dǎo)產(chǎn)品，不僅在航天、航空、模具等單件或小批量生產(chǎn)中應(yīng)用，而且在汽車、電子、機械制造業(yè)的批量生產(chǎn)中也廣泛使用，并且逐步成為這些行業(yè)的主流加工裝備。
青海一機數(shù)控機床有限責(zé)任公司展出的HMC63高速臥式加工中心就是在上述環(huán)境下為適應(yīng)市場而推出的機型。機床整體采用"T"型結(jié)構(gòu)；交換工作臺采用油缸抬起，凸輪分度；主軸直驅(qū)；中空絲杠；免潤滑直線導(dǎo)軌；同步松刀結(jié)構(gòu)等許多目前國際非常流行結(jié)構(gòu)。見圖8。機床主要參數(shù)：工作臺：630x630mm；工作臺承重：1300kg；X、Y、Z三軸行程：1050、900、900mm；X、Y、Z三軸快速移動速度：50m/min；刀庫容量：40把；換刀時間：2″（T-T）;主軸轉(zhuǎn)速：15000rpm；主電機功率：25/30Kw;工作臺交換時間：12″；B軸快速轉(zhuǎn)速：10rpm；數(shù)控系統(tǒng)FANUC 18i。
圖8
四、動梁可交換五軸龍門加工中心
經(jīng)過多年的努力，動梁可交換五軸龍門加工中心發(fā)展的很快，上海三一精機有限公司首次進入機床行業(yè)展會，就已經(jīng)站在了行業(yè)的頂點，產(chǎn)品不論機型，還是機床結(jié)構(gòu)，都是目前高端市場的機型和新技術(shù)，展出的GMM30100APT動梁可交換五軸龍門加工中心,是本屆展會最大的一臺機床，機床承重65噸，主軸功率51Kw,主軸最大扭矩2481Nm，機床不僅僅是規(guī)格上的擴大，更是技術(shù)和功能上的創(chuàng)新。配有自動交換工作臺、移動橫梁、自動交換五軸頭、自動換刀功能等。見圖9所示，其Z軸采用雙電機驅(qū)動結(jié)構(gòu)，高剛性龍門架和立柱采用多點支撐與地連接，以及高強度板筋焊接床身，使機床的剛性很好。主軸轉(zhuǎn)速3500rpm，X軸快速移動速度15m/min，Y軸快速移動速度20m/min，Z軸快速移動速度10m/min，W軸快速移動速度3m/min，機床實現(xiàn)了高速化，完全對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計，機床的高精度有了保障。
五 其他機床
上海三一精機有限公司展出的HMSD250P臥式鏜銑加工中心，是本屆展會上帶有雙工位最大的一臺鏜銑加工中心機床，機床采用倒"T"型動柱式結(jié)構(gòu)，模塊化設(shè)計，不論機床的那個部位，都是組配形式，滿足不同的用戶，快速搶占市場，以適應(yīng)現(xiàn)在快速發(fā)展的市場需求。機床參數(shù)為：工作臺2000X2500mm；工作臺承重20噸；主軸功率51Kw;主軸轉(zhuǎn)速3000rpm；X、Y、Z、W軸行程4000mm、2500mm、2200mm、800mm。機床主要用于國防、軍工、造船、汽車、模具等多種行業(yè)的機械加工。
圖9
六 結(jié)束語
綜上所述，機床行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，取得了今天的碩果，這些展品承載著我國幾代機床人把我國建成機床強國的希望與夢想，見證了我國機床工具行業(yè)與時俱進，積極跟蹤并采用世界先進制造技術(shù)，大力進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，躋身并融入當(dāng)代世界先進制造技術(shù)潮流取得的巨大成就。但是我們必須清醒的認識到我們和歐美國家的差距還很大，高端產(chǎn)品市場競爭激烈，整體品牌亟須提升。每通過一次展會，我們會或多或少學(xué)到一點，但這還是遠遠不夠，我們國家是一個機床消費大國，各位行業(yè)同仁們，機床的模仿時代已經(jīng)結(jié)束，加強自主創(chuàng)新，推動我國機床工具業(yè)由大變強，占領(lǐng)高端市場，創(chuàng)造自主品牌，提前邁進世界先進機床的行列。
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