CCMT2012第七屆(jiè)中國數控機床展覽會(huì)於2012年4月16日(rì)至20日在(zài)南京國際博覽中心舉辦,9個展(zhǎn)館,展出麵積達8.6萬平方米,來自14個國家(jiā)和地(dì)區(qū)的(de)參展商(shāng)800餘(yú)家(其中境外(wài)展商150家(jiā),比上屆(jiè)增加1倍以上),展出機床主(zhǔ)機1100餘台(tái)套,是(shì)中國數控機床展曆史(shǐ)上規模最大的一屆(jiè),其技術含量之高、展品內容之豐富,均為曆屆之(zhī)最。有近300台套高檔(dàng)精品閃亮登場,其中包括70多台五軸聯動機床、50餘台複合機床、近20台套左右的柔性製造單元、柔性生產線(xiàn)以(yǐ)及近百(bǎi)台首次推出的(de)精品之作。展會呈現出很多亮點和看點,各個企業(yè)都是不斷完善和改進,把機床品質做(zuò)精做好,充分(fèn)體現了(le)我國機床工具行業在轉變發展方式(shì),在大力推進產品結構調(diào)整方麵(miàn)取得(dé)了巨大成就。春(chūn)燕獎的評選是CCMT展會的重頭戲,其目的在於鼓勵行業(yè)自主創新產(chǎn)品參展,激勵行業企業技術創新、加快產品結構調整、提高(gāo)產品質量、穩定產品性能,積極研發和生產汽車、航空航天、船(chuán)舶和能源等(děng)重(chóng)點領域急需的各種數控機床及數控機床配套產品。本屆展會共有47家企業的61件展品獲得春燕獎,獲獎數(shù)量創曆史(shǐ)之最。本文僅對獲得春燕獎的部分產品進行點評。
一、 柔性(xìng)自動生產線(FTL)
隨著科學技術的(de)發展,人類社會對產(chǎn)品的功能(néng)與(yǔ)質量的要求越來越高,產品更(gèng)新換代的周期越來越短,產品的(de)複雜程度(dù)也隨之增(zēng)高,傳統的大批量生產方式受到了挑戰。眾所周知,隻有品種單一、批量大、設備專用、工藝穩定、效率高,才能構成規模經濟效益(yì);反之,多品種、小批(pī)量生產,設備的專用性低,在(zài)加工形式相似的情況下,頻繁的調整工裝夾具,工藝穩定(dìng)難度增大,生產(chǎn)效率(lǜ)勢必受到(dào)影響。為了同時提高製造(zào)工業的柔(róu)性和生產效率,使之在(zài)保證產品質量的前提下,縮短產品生產(chǎn)周期,降低產品成本,是終使中小批量生產能與大批量生(shēng)產抗衡(héng),柔性自動化係統便應運而生。
柔性製(zhì)造是指在計(jì)算機支持下,能適應加工對象變化的製造係(xì)統。柔性製造係統一般有以下三種類型:柔性(xìng)製造單元、柔性製造係統、柔性自動(dòng)生產線。柔性自動生產線是把多(duō)台可以調整的(de)機床(多為專用機床)聯結起來,配以自動運送裝置組成(chéng)的生產線。柔性自動生產線(xiàn)是一種(zhǒng)高效的自動化生產生產係統,廣泛應(yīng)用於大批量生產的(de)汽車(chē)、軍工等行業。
此(cǐ)次大連機床集團展出了一套DXHS-0001活塞加工自動生產線。據了解,活塞加工自動化生產線是2010年大連機床集(jí)團有(yǒu)限責任公司針對市場需求,結合國內外實際情況而研發的(de)最新產品。
DXHS-0001活塞加工自動生產(chǎn)線主要由5台活塞加工專用數控車床、1台立式(shì)專(zhuān)用銑床、2台精密(mì)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,實現無人(rén)自動加(jiā)工,主要應用於活塞外(wài)圓、環槽、燃燒室(shì)、銷孔和氣門坑(kēng)等粗、精加工工序。生產線占地(dì)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製係統;活塞重量3.5kg ;加工節拍(pāi)60s。見圖1。
北京北一數控(kòng)機床(chuáng)有限公司展出的B1-ZX001汽車(chē)零件加工自動線,由1台HA563立式複合車削中心(xīn)、1台CDKA513A數控倒立車床和1套(tào)自動化物(wù)流傳送機構(gòu)串聯組成,可以滿足目前市場上流行的大部分刹車盤加工的需求(qiú)。該機床已成功應用於煙台聖地汽車零部件製造有限公司。見圖2
圖(tú)1 圖(tú)2
沈陽機床(集團)有限責任公司的TURNKEY20JCYC 自動專用(yòng)生產線,由2台HTC2050n數控車床、1台HTC3230數控車床和1套smart係列框架式雙頭機械手(shǒu)及上下料係統組成,用於(yú)支軸類零件的批量(liàng)自動(dòng)生產。見圖3
圖3
柔性自動生產線(xiàn)是(shì)由工(gōng)件傳送係統和控製(zhì)係統,將一組(zǔ)自動機床和輔助設備按照工藝順序聯結起來,自動完(wán)成產品全部或部分製造過程(chéng)的生產係統,簡稱柔性自動線
柔性自動線中設備的聯結方式有剛性聯接和柔性聯接(jiē)兩種。在剛性聯(lián)接自動線中,工(gōng)序之間沒有儲料(liào)裝置,工件(jiàn)的(de)加(jiā)工和傳送過程有嚴格的節奏(zòu)性。當某一台設備發生故障而停歇時,會引起全線停工(gōng)。因此,對剛性聯接自動線中(zhōng)各種設備的工作可(kě)靠性要求高。
在柔性聯接自動線中,各工序(xù)(或工段)之間設有儲料裝置,各工(gōng)序節拍不必嚴格一致,某一台設備短暫停歇時,可以(yǐ)由儲料裝置(zhì)在一定(dìng)時間內起調(diào)劑平衡的作用,因(yīn)而不會影響其他設備正常工作。綜合自動線、裝(zhuāng)配自動線和較長的組合機床自動線常采用柔性(xìng)聯接。
切削加工自動線在機械製造業中發展最快、應用最廣。主要有:用於加工箱體、殼體(tǐ)、雜類等零件的組合機床自(zì)動線;用於加工軸類、盤環類等零件(jiàn)的,由通用、專(zhuān)門(mén)化或專用自動機床組成的自動線;旋轉體加工自動線;用(yòng)於加工工序簡單小型零件的轉子自動線等。
柔性(xìng)自動線的(de)控製係統主要用於保證線(xiàn)內的機床(chuáng)、工件傳送係統,以及輔助設備按照規定的工作循(xún)環和(hé)聯鎖要求(qiú)正常工作,並設有故障尋檢裝置和信號(hào)裝置。為(wéi)適應自動線的調試和正常運行的要求,控製(zhì)係(xì)統有三種工作狀態:調整、半自動(dòng)和自動。在(zài)調整狀態時可手動操作和調整,實現單台設備的各個動作;在半自動狀態時可實現單台設備的單循環工作;在自(zì)動狀(zhuàng)態時(shí)自(zì)動線能連續工作。
控製係統有"預停"控製機能,自動線在正常(cháng)工作情況下需要停車(chē)時,能(néng)在完成一個工作循(xún)環、各(gè)機床的有關運(yùn)動部件都回到原始位(wèi)置後(hòu)才停(tíng)車。自動線的其他(tā)輔助設備是根據工藝(yì)需要和(hé)自動化程度設置的,如有清洗機工(gōng)件自動檢(jiǎn)驗裝置、自動換刀裝置、自動捧(pěng)屑係(xì)統和集中冷卻係統等。為提高自動線的(de)生產率,必須保證自動線的工作可靠性。影響自(zì)動線(xiàn)工作(zuò)可靠性的(de)主要因素(sù)是加工質量的穩定性(xìng)和設備工作可靠性。
柔性自動線的發展(zhǎn)方向(xiàng)主要是提高生產率和增大多用性(xìng)、靈活性。為適(shì)應多品種生產的需要,將發展能快速調整的可調自動線。
二、複合機床
複合機床又稱為複合加工(gōng)機床,是能夠在一台主機(jī)上完成或盡可(kě)能完成(chéng)從毛坯至成(chéng)品(pǐn)的多種要素的(de)加工機床。
1 立、臥轉換銑車複合加工中心
本(běn)屆展會(huì)上青海(hǎi)一機數控機床有限責任公司展出的XCH1200立、臥轉換銑車複合加工中心,見圖4。青海一機數控機床有限責任公司(sī)是立(lì)臥轉換加工中(zhōng)心的首創者,然而立臥轉換銑車複合加工中心參展為(wéi)時較晚,此次展(zhǎn)出的該設備是展館中較(jiào)大的一台也是展會的(de)一個亮(liàng)點。該設備在一次裝夾工件後,可以實現零件五個(gè)麵(miàn)的(de)銑(xǐ)削和內孔、外(wài)圓、端麵的車削(xuē)。機床可以擴(kuò)展出許多(duō)機型,比如將立臥轉換改(gǎi)成A軸、AC軸,即可成為航空業零件加工的典型機型。
機床采(cǎi)用倒"T"型背牆式結構,機床厚(hòu)重的床身及立柱設計,增強了機床(chuáng)的剛性和加工精度,轉台和主軸中直驅技術(力矩(jǔ)電機和電(diàn)主軸)以及中空絲(sī)杠的應用,都是機床動態性能有力保證(zhèng)的(de)具(jù)體表現。在銑(xǐ)車複合(hé)加(jiā)工中心中,主軸銑(xǐ)車轉換定位(wèi)鎖緊技術是銑車功能轉換中至關重要的環節之一,它的(de)定位(wèi)鎖緊(jǐn)方式影響著主軸銑車功能轉換,其穩定性及可靠(kào)性直接(jiē)影響著銑車(chē)複(fù)合加工中(zhōng)心的加工精度和整機性能,因此主(zhǔ)軸銑車轉換定位鎖緊技術是整個銑車複合(hé)加工中心結構設計過程中所要考慮的(de)重點要素之一。該機床當主軸功能轉換為車削時,發出主軸定(dìng)位鎖緊指令,活塞齒盤上移,主軸慢速轉動,活塞齒盤上的齒部與上齒盤和上齒盤完全齧合,主軸車削功(gōng)能定位鎖緊完成,卸去主(zhǔ)軸驅動力,工作台按指令旋轉,即可(kě)進行車削(xuē)加工;當主軸功能轉換為銑削時,發出主軸定(dìng)位(wèi)鎖緊脫離指令,活(huó)塞齒盤下移,活塞齒盤上的齒部與上齒盤和上齒盤完(wán)全脫離,主軸銑削功(gōng)能轉換完成(chéng),加載主軸驅動力,主軸按(àn)指令旋轉,工作台按指令工作(可旋轉,也可不旋轉),即可進行銑(xǐ)削(xuē)加工。本結構簡單,操作方便,主軸銑車(chē)功能轉(zhuǎn)換可靠、定位準確等優點。可大幅度提高加(jiā)工效率,甚至可以完全(quán)省(shěng)去某些大型自動化生產線的投資,大大節約空間和不同製造單元之間的(de)周轉運輸時(shí)間與費用。機床的主要技(jì)術參數:工作台尺寸φ1200mm;工作台(tái)最大承重1500kg;工作台分度0.001°;X/Y/Z三軸行(háng)程1400mm/1150mm/1300mm;快速移動速度30m/min;工作台最(zuì)高轉速150rpm;主軸功率30kW;主(zhǔ)軸轉速8000rpm;刀庫容量40把。
圖4
2 五軸聯動立式複合加工(gōng)中(zhōng)心
安陽鑫(xīn)盛展出的CX8075五軸聯動立式車銑複合加工中心,機(jī)床(chuáng)帶有交換工作台。主要應用於(yú)軍工、航天(tiān)、汽車等領域。能夠滿足具有複雜型(xíng)麵和高精度要求的零件(如(rú)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(zhōng)小批(pī)量、多品種、高精度的零件加工。見圖5。機床主要參(cān)數為:工件最大回轉直徑:φ800mm;工件最大高度(dù):750mm;工件最大加工直徑:φ800mm;工作(zuò)台直徑φ800mm;工作台最大承(chéng)重:1200kg;X/Y/Z軸行程:1050/900/750mm;快速移動(dòng)速(sù)度:60m/min;工作台最高轉速:800rpm。機床外觀美觀大方,人性化設計(jì)的應用很(hěn)是到位。
大連機床集團公司展出的VHT800五軸聯動立式車銑複合加(jiā)工中心,是"高檔數控機床與基礎製造裝備"科技重大專項中研(yán)究(jiū)和開發的課題,該機床將銑削和功能車削(xuē)功能集中(zhōng)到一台高性能(néng)的(de)機床(chuáng)之中,在國際上此機床也算得上是先進水平的(de)機床。見(jiàn)圖6。其主要參數為:工件最大回轉直徑:φ800mm;工件(jiàn)最大高度:700mm;工件最大加(jiā)工直徑:φ630mm;工作台直徑φ800mm;工作台最大承重(chóng):1200kg;X/Y/Z軸行程(chéng):1000/1060/740mm;快速移動速(sù)度:50m/min;工作(zuò)台最高轉(zhuǎn)速:600rpm。
圖5
江蘇新瑞重工科技有限公司展出的(de)LMV600車銑複合加工(gōng)中心,機床總體布局為龍門式熱對稱結構。機床工作(zuò)台有兩個(gè),一個為矩形工作台,主要用於(yú)銑削,另一個為圓形回轉工作台,既可以用於(yú)銑削,也可以用於車削,機(jī)床全套采用西門子840D數控係統,X、Z、W、C向坐(zuò)標運動為全閉環控製,位(wèi)置(zhì)檢測(cè)裝置由光(guāng)柵尺和角度編碼器組成。見圖7。
齊重數控裝備(bèi)股份有限公(gōng)司展(zhǎn)出的HDVTM160X10/8L-MC立式銑車複合加工中心,為(wéi)國(guó)家重大專項產品,具有龍門和大型立車的(de)雙(shuāng)重(chóng)功能,機床(chuáng)可以實現七軸五聯動。
圖6 圖7
三、高速臥式加工中心(xīn)
市場時(shí)代(dài),產(chǎn)品更新周期(qī)的縮短以及部件品種(zhǒng)的增加成為主要話題(tí)。使得產(chǎn)品設計者、生產管理者(zhě)及其(qí)他相(xiàng)關環節承(chéng)受越來越大的時間和成本壓力(lì)。從而提出了高速切削技術,高(gāo)速切削技術(shù)是使用一(yī)定的幾何定義的切須刃,以5~10倍的切削速度進(jìn)行(háng)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複雜三(sān)維輪廓表麵質量,從而降低後續工作的成本。
高速(sù)加工機床的基本特征不僅是切削(xuē)速度高(是常規切削速度的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(qù)除率是常規切削加工的3~6倍,而且還(hái)包含有刀具和或(huò)工件交換的時(shí)間短(在數秒至1秒以內),並具有多軸聯動功能等特點,高(gāo)速加(jiā)工機(jī)床生產(chǎn)效率高,從而可大大(dà)縮(suō)短零件的加工時間和製造(zào)周期。高速加(jiā)工機床的生產與應用已經成了世界機床業中爭相(xiàng)開發的主導產品,不僅在航天、航空、模具等單件或(huò)小批量生產中應用,而且在(zài)汽車、電子、機械製造(zào)業的批量生產中也廣泛使用,並且逐步成為這(zhè)些(xiē)行業的主流加工裝備。
青海一(yī)機數控機床有限(xiàn)責任公司展(zhǎn)出的HMC63高速臥式加工中心就是在上述(shù)環境下為(wéi)適應市場而推出的(de)機型。機床整體采用"T"型結構;交(jiāo)換工作台采用油缸抬起,凸輪(lún)分度;主軸直驅;中空絲杠;免潤滑直線導軌;同步鬆刀結構等許多(duō)目前國際非常流行結構。見(jiàn)圖8。機床主要參數:工作台:630x630mm;工(gōng)作(zuò)台承重:1300kg;X、Y、Z三軸行程:1050、900、900mm;X、Y、Z三軸快速(sù)移(yí)動速度:50m/min;刀庫容量:40把(bǎ);換刀時間:2″(T-T);主軸轉速:15000rpm;主電機功率:25/30Kw;工作台交換時間:12″;B軸快速轉速:10rpm;數控係統FANUC 18i。
圖8
四、動梁可交換五軸龍門加工中心
經過多年的努力,動梁可交(jiāo)換五軸龍門加工中(zhōng)心發展的(de)很快,上海三一精機有限公司首次進入機(jī)床行(háng)業展會,就已經站在了行業的頂點(diǎn),產品(pǐn)不論機型,還是機床結構,都是(shì)目前高端市場的機型(xíng)和新技術,展出的GMM30100APT動梁可交換五(wǔ)軸龍門加工中心,是本屆展會最大的一(yī)台機床,機床承重65噸,主軸(zhóu)功率51Kw,主軸最大扭矩2481Nm,機床不僅(jǐn)僅是規格上的擴大,更是技術(shù)和功(gōng)能上的(de)創新。配(pèi)有自(zì)動交換工作台(tái)、移動橫梁、自動交換五軸頭、自動換刀功(gōng)能(néng)等(děng)。見圖9所示,其Z軸采用雙電(diàn)機驅動結(jié)構,高剛性龍門架和(hé)立柱采(cǎi)用多點支(zhī)撐與地連接,以及高強度板筋焊接床身,使機(jī)床(chuáng)的剛性很好。主軸轉速3500rpm,X軸快速移動速度15m/min,Y軸快速移動速度20m/min,Z軸(zhóu)快(kuài)速移(yí)動速度10m/min,W軸快速移動速度3m/min,機(jī)床實現了高速化,完全對稱結構設(shè)計(jì),機床(chuáng)的高精度有了保障。
五 其他機(jī)床
上海三一精機有限公(gōng)司展出的HMSD250P臥式鏜銑加工中心(xīn),是本(běn)屆展會上帶有雙工位最大(dà)的一台鏜銑加工中心機床,機床采用倒"T"型動柱(zhù)式(shì)結構,模塊化設計,不論機床的那個部位,都是組配形式,滿足不同的用戶(hù),快速搶占市(shì)場,以適應現在(zài)快速發展的市場需求。機(jī)床參數為:工作台2000X2500mm;工作台承(chéng)重20噸;主軸功率51Kw;主軸(zhóu)轉(zhuǎn)速3000rpm;X、Y、Z、W軸行程4000mm、2500mm、2200mm、800mm。機床主要(yào)用於國防、軍工、造船、汽車、模具等多種行業的機械加工。
圖9
六 結束語
綜上所述,機床行(háng)業經過多年的發展,取得了今天的碩果,這些展品承載著我國幾代機(jī)床人把我國建成(chéng)機床強(qiáng)國的希望與夢想,見證(zhèng)了我國機床工具行業與時俱進,積極跟蹤(zōng)並采用世界先進製造技術,大力進行產品結構調整,躋身並融(róng)入當代世界先進製(zhì)造技術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(ōu)美國家的差距還很大,高端產品市場競爭(zhēng)激烈,整體品牌亟須提(tí)升。每通過(guò)一次展會(huì),我們會(huì)或多(duō)或少學到一點,但這還是遠遠不夠,我們國家是一個機床消費大國,各位行業同仁們,機床的模仿時代已經結束,加強自主創新,推動我國機床工(gōng)具業由大變強,占領高端市場,創造自主(zhǔ)品牌,提前邁進世界先進機床的行列。
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