創(chuàng)新為先 完善其后——CIMT2011加工中心評述

徐正平

(上海機(jī)床工具集團(tuán)有限公司)

CIMT2011(第十二屆中國國際機(jī)床展覽會)于4月11日至16日在北京新國際展覽中心舉行。來自28個國家與地區(qū)的1 400家廠商參加了這次盛會。這次展出的銑削類機(jī)床共有320臺，其中立加107臺，臥加50臺，龍門29臺，復(fù)合及五軸聯(lián)動91臺，其他銑鏜機(jī)床43臺。

眾所周知，當(dāng)今有句時尚話叫作創(chuàng)新，然而數(shù)控機(jī)床自誕生以來的一個甲子，諸如并聯(lián)機(jī)床、倒置立車等革命性創(chuàng)舉畢竟是少數(shù)，有的還存在爭議。而不斷完善和改進(jìn)，把機(jī)床品質(zhì)做精做好、這才是人間正道。因此本屆加工中心展品評述所關(guān)注的重點，我覺得應(yīng)是這些。

1 柔性制造又起波瀾

風(fēng)靡于上世紀(jì)80年代的柔性制造系統(tǒng)FMS，是一種高效的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，廣泛運用于大批量生產(chǎn)的機(jī)電、軍工等行業(yè)。這次大連機(jī)床、MAZAK、MAG等柔性制造系統(tǒng)的精采亮相，無疑為展會增色不少。

我國對FMS的定義是，由1臺或少數(shù)幾臺配有一定容量的工件自動更換裝置的加工中心組成的生產(chǎn)設(shè)備。對FMS的剖析，應(yīng)該偏重于總控系統(tǒng)、運輸小車、交換托盤庫以及清洗機(jī)等，機(jī)床（主要是臥加）只是加工零件的組成單元。因為由機(jī)器人學(xué)演繹和發(fā)展而來的FMS，主要功能不僅要考驗加工單元的自適應(yīng)能力，更要照顧到工作站周圍移動物體能力及響應(yīng)遙感數(shù)據(jù)的能力等等。

我國自上世紀(jì)80年代中后期起，汽車、機(jī)械、紡織、軍工等行業(yè)引進(jìn)了不少FMS，重點是向西德的Fritz-werner、日本MAZAK等制造商進(jìn)行采購，同時國內(nèi)機(jī)床企業(yè)和科研院所也聯(lián)手試制過一些，而北京第一機(jī)床廠當(dāng)年引進(jìn)的德國柔性線迄今還在使用。

目前，隨著計算機(jī)數(shù)控技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，F(xiàn)MS同樣與時俱進(jìn)、日趨完善，但隨著勞動力成本的不斷提高，F(xiàn)MS勢必越來越受青睞。譬如對MAZAK來講，自1983年研制成功以來，而今它只是該公司多種數(shù)控技術(shù)的一個選項，并已向中國提供了50多套。

圖1

位于E2館MAZAK展臺的HCN6800-II PALLETECH SYSTEM（圖1），是由1臺帶630 mm×630 mm交換工作臺的精密臥式加工中心、1條自動物流傳輸線、1層托盤系統(tǒng)（也可配置成3層托盤系統(tǒng)）以及6個工作托盤（設(shè)上下料工位、總控系統(tǒng)及其它輔助設(shè)施）所組成，其特點是能實現(xiàn)24 h高效無人化操作。

該系統(tǒng)既可用于多品種小批量、也適用于大批量的零件加工。網(wǎng)絡(luò)接口可與用戶的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)加工程序、加工信息相互傳遞，從而使整個系統(tǒng)能夠數(shù)據(jù)共享，使數(shù)據(jù)處理傳輸高速化。

系統(tǒng)配置必要的控制軟件基本功能，能進(jìn)行托盤的智能化調(diào)度運行，只要機(jī)床工件加工完成，總控計算機(jī)就會給出下一項新任務(wù)，以減少裝夾零件的待機(jī)時間；系統(tǒng)還具有智能刀具壽命管理系統(tǒng)、智能生產(chǎn)管理與調(diào)度系統(tǒng)以及智能監(jiān)控系統(tǒng)等現(xiàn)代化生產(chǎn)控制系統(tǒng)。

FMS內(nèi)的各加工單元、自動物流傳輸線、托盤庫、自動排屑系統(tǒng)等均由總控臺控制。同時，這些單元之間又可獨立運行，以保證系統(tǒng)停機(jī)不停線。

柔性制造系統(tǒng)內(nèi)零件交換及轉(zhuǎn)運是依靠托盤作為載體，每個托盤設(shè)置特定的編碼，零件的裝夾按托盤編碼和零件種類進(jìn)行，加工零件程序的調(diào)用同樣按托盤編碼和零件種類進(jìn)行。托盤搬運小車動作根據(jù)總控發(fā)出的指令，可自動識別搬運托盤的選擇正確與否，從而保證整套系統(tǒng)的正常運行。

零件加工程序可通過CAM系統(tǒng)實現(xiàn)加工程序的下載和管理等，同時也可實現(xiàn)后臺編輯，根據(jù)需要送入柔性制造系統(tǒng)。整個柔性線具有美觀、牢固的外圍防護(hù)罩，并具備齊全的安全門聯(lián)鎖、安全區(qū)域檢測功能等。主機(jī)加工實現(xiàn)完全封閉狀態(tài)，以保證操作人員的安全；設(shè)備在節(jié)能和環(huán)保方面也精心考慮，如在待機(jī)時間關(guān)閉機(jī)床照明電源和自動停止排屑器的運轉(zhuǎn)；機(jī)床導(dǎo)軌潤滑采用脂潤滑，以減少切削液所造成的污染等，從而保障操作人員的健康安全。

德國DMG公司，也是FMS的著名供應(yīng)商，他們的FMS是和芬蘭Fastems公司聯(lián)合研制的，后者提供除機(jī)床外的所有組件。

最近，DMG售給我國某工程機(jī)械企業(yè)4套FMS，其中FPM700-System由5臺臥加DMC65H構(gòu)成.另外2套是FPM1100-System由6臺DMC80H組成，其柔性托盤庫，是由標(biāo)準(zhǔn)的儲存器、堆垛式起重機(jī)及托盤上料站組件等組成，此系統(tǒng)能快速安裝及快速啟用，并可擴(kuò)展以方便用戶將來增加機(jī)床及上料站。

值得指出的是，該總控系統(tǒng)的聯(lián)線控制，一改傳統(tǒng)所采用的電纜聯(lián)接，而是用紅外線接收。這種方式的好處是，以后萬一機(jī)床要增、減調(diào)整，就不需改接電纜線了，紅外線在幾十米距離內(nèi)的延伸是沒有問題的。再則，紅外線的抗污能力亦強(qiáng)，稍遇油污，也不影響其信號接收。紅外線信號驅(qū)動交流變頻電機(jī)，由齒輪齒條傳動，快速進(jìn)給為7 m/s。值對值編碼器控制定位，精度為±2 mm。小車行程縱向X軸長30 m，垂向Y軸為4 m，放取托盤Z軸有1.5 m，并有360°回轉(zhuǎn)的B軸。小車內(nèi)有空調(diào)，獨立電柜。

托盤庫配置有3種：FPC只能選2臺臥加，而且托盤尺寸要一致；FPM則可擴(kuò)大到10臺機(jī)床，但托盤尺寸也需要一致；而MLS就可以量體裁衣，機(jī)床與托盤的規(guī)格可以不一樣，系統(tǒng)中還可以增加清洗機(jī)與去毛刺倒角裝置等。

在E4館的美國MAG公司展臺，他們展出的FMS正在作現(xiàn)場演示（圖2）。MAG參展的FMS，是由中國長春工廠制造及調(diào)試安裝而成的，其主要特點是，零件搬運一改堆垛式小車，而是采用工業(yè)機(jī)器人，這也是當(dāng)今發(fā)展趨向之一。

圖2

該加工單元由臥式加工中心XS 211 C與立式加工中心CFV 800 E組合而成，采用機(jī)器人自動傳輸工件并自動上下料，實現(xiàn)了設(shè)備的無人值守，并大幅提高系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性，對于異型及重型工件，優(yōu)點更為突出。機(jī)器人作為邏輯主控單元，通過與不同設(shè)備的信號交換，確定各個機(jī)床的狀態(tài)，從而判定機(jī)器人的動作順序。該生產(chǎn)線主要用于鋁、鋼或灰鑄鐵加工，典型工件有缸體、缸蓋、閥體、變速箱、離合器箱體等。該生產(chǎn)線目前已進(jìn)入國內(nèi)市場，用于生產(chǎn)缸體，產(chǎn)能可達(dá)150 000 件/年。

大連機(jī)床展出的DKX057缸體柔性線和DKX058缸蓋柔性線是分別由3臺臥加所組成，而DXQZ曲軸柔性線則是由6臺車銑復(fù)合中心組成的。其零件傳送是采用滾道和桁架機(jī)械手并用方式完成的。

圖3

意大利英賽-貝拉爾蒂INNSE公司擅長重型機(jī)床的FMS制造，圖3所示是他們?yōu)榈聡秤脩籼峁┑囊惶兹嵝灾圃煜到y(tǒng)，該FMS由2臺工作臺移動、龍門固定的加工中心組成，并帶有5個全自動交換托盤。機(jī)床的X、Y、W、Z軸行程為13 000 mm×6 000 mm×2 500 mm×2 000 mm，主軸功率為100 kW，扭矩為9 000 N·m，主軸轉(zhuǎn)速為2 500 r/min，每個托盤尺寸為3 500 mm×10 000 mm，承載100 t。每臺機(jī)床配450工位的桁架式刀庫，可以通過機(jī)器人進(jìn)行自動換刀和換附件頭。

2 極端制造中國雄起

經(jīng)過近10多年的不懈努力，我國在大型龍門五面體加工中心方面的發(fā)展可謂突飛猛進(jìn)，這次整個展會的29臺龍門加工中心，近2/3是國產(chǎn)的。國寶級的北一制造的XKA28105×300重型橋式移動銑車復(fù)合中心，以模型方式參展，其龍門跨度為10.5 m，屬世界之最。工作臺承重300 t，主傳動功率105 kW，最大扭矩9 500 N·m，既配有A/C軸機(jī)械式傳動擺角銑頭，還配有直徑9.5 m的車銑雙速數(shù)控轉(zhuǎn)臺，因此可進(jìn)行五坐標(biāo)銑車復(fù)合聯(lián)動加工。該機(jī)床屬國家十二類重大專項成果之一，并已交付哈爾濱汽輪機(jī)廠使用。

此外，齊二的TH6920A落地銑鏜加工中心和大連機(jī)床的XK2140數(shù)控龍門鏜銑床，都稱得上是巨無霸。當(dāng)然，這些機(jī)床不僅僅是規(guī)格上的擴(kuò)大，更有技術(shù)上的創(chuàng)新。譬如圖4所示的XK2140，其主軸箱在橫梁上驅(qū)動，是由2個平放的伺服電動機(jī)完成的，還能起到消除反向間隙作用。那個紫紅色的主軸電動機(jī)，按這種方式折掛的話，能節(jié)約空間，如果是頂置，Z向則顯得太高。

圖4

再看國外大型龍門機(jī)床，他們也在不斷改進(jìn)。這次日本大隈（OCUMA）展出的MCR-BⅢ龍門五面加工中心，配的是角度銑頭，也可選用B、C兩聯(lián)動銑頭。機(jī)床的W軸運動，一改傳統(tǒng)的分段進(jìn)給方式，實現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)給；主軸滑枕的截面加粗，由原來的350 mm×350 mm改為450 mm×450 mm，以滿足大功率重載切削；為了使受力均衡，滑枕也使用雙絲桿驅(qū)動；機(jī)床還配置了溫度傳感器，主軸端、床身、滑枕等處的誤差均可自動補(bǔ)償。

歷來展出大型數(shù)控落地鏜的意大利PAMA公司，這次居然來了1臺大型、帶立/臥兩用銑頭的新型加工中心Speedcenter1600，是整個展會中最大的一臺臥加，這說明加工中心的市場需求是何等興旺（圖5）。

圖5

該機(jī)床屬反T型結(jié)構(gòu)，其最大的設(shè)計特點是，將X軸（工作臺）和Z軸（立柱）置于同一平面內(nèi)，也就是將這兩軸的直線導(dǎo)軌和絲杠均安放在底座之中，以方便安裝調(diào)試同時也節(jié)省地基的土建成本。交換托盤面積1 600 mm×2 000 mm，承重12 t。

主軸箱Y軸垂向運動采用雙滾珠絲杠，以達(dá)到高動態(tài)性能目的，主軸轉(zhuǎn)速15 000 r/min，功率高達(dá)54 kW，因此對于鑄鐵、鋼和鈦合金材料具有高切屑率的精加工效果?；剞D(zhuǎn)工作臺（B軸）采用全靜壓系統(tǒng)，以保證較高的回轉(zhuǎn)精度。X、Y、Z三向行程為3 800 mm×2 500 mm×2 700 mm，工件最大回轉(zhuǎn)直徑為Φ3 800 mm。數(shù)控系統(tǒng)可選用：Siemens 840D sl、Fanuc 31i-A5或 Heidenhain iTNC 530。

大多數(shù)觀眾或許不會注意在DMG展臺里還藏著1臺DMU600P的模型，這臺DMG公司有史以來最大的機(jī)床，是DMG總裁卡比查博士準(zhǔn)備在今秋漢諾威EMO展上用來一鳴驚人的。

這臺銑頭可兩聯(lián)動的龍門加工中心，X、Y、Z、W的行程為6 000 mm×4 200 mm×1 500 mm×2 000 mm，經(jīng)一次裝夾后可實現(xiàn)五軸、五面體加工。

提起五面體加工中心，大家都非常關(guān)注自動換銑頭技術(shù)。大隈的MCR系列和意大利INNSE的ATLAS系列，或者是DMU600P，都是將要換的銑頭放在機(jī)床的左側(cè)支架上，由滑枕上下運動將銑頭放下、拾起。這次日本三菱重工展出的MVR30動梁龍門加工中心，是將刀庫與備換銑頭分別置于動梁的左、右兩側(cè)（圖6），其優(yōu)點是可大大節(jié)約換頭（刀）的時間。

圖6

德國DST公司的MECOF五面體加工中心（圖7）其換頭方式又與眾不同。上次米蘭EMO展上，他們展出的五面體是配有兩軸銑頭加回轉(zhuǎn)工作臺的，Y向運動靠動柱與滑枕伸出完成。在機(jī)床左側(cè)，設(shè)一立式多層銑頭庫，機(jī)床通過X、Z兩軸運動，將滑枕伸至柜子的空格內(nèi)，松開鎖緊裝置將銑頭放入其內(nèi)；隨后滑枕退出，到另一層找下一工步所需銑頭將其裝上。這種設(shè)計較一般龍門五面體換頭相比，可省掉換頭小車，動作也較簡單。

圖7

3 五軸聯(lián)動百花齊放

圖8

通常五聯(lián)動加工中心，往往會在展會上實物切削葉片、葉輪等工件，這次DMG展示的五軸聯(lián)動DMU60monoBLOCK，是在加工一塊Φ150 mm×60 mm的鋁合金材料，花10個多小時精雕細(xì)刻成一只蜘蛛；而DMU50正在加工一朵金屬花卉（圖8），這不僅是制作工藝品，更是展示機(jī)床的功能和他們開發(fā)的3D軟件的性能，其編程與操作均十分便捷。

德國哈默(HERMLE)公司是五軸聯(lián)動加工中心的著名供應(yīng)商，尤其擅長制造可傾A、C兩軸聯(lián)動轉(zhuǎn)臺的加工中心（圖9）。機(jī)床為龍門框架結(jié)構(gòu),床身選材采用人造花崗巖，機(jī)床床身、機(jī)床側(cè)壁、機(jī)床立柱及機(jī)床基座為鑄造而成的一個整體，上述各部分無機(jī)械連接。

圖9

這些企業(yè)認(rèn)為，目前工作臺采用搖籃式結(jié)構(gòu)加工中心已經(jīng)成為全球中小型五軸機(jī)床的主流設(shè)計，隨著技術(shù)研發(fā)的日趨完善和成熟，搖籃式機(jī)床的加工范圍和加工能力都有了很大提高，哈默的搖籃式機(jī)床C60U可以加工重達(dá)2.5 t、直徑達(dá)Φ1.4 m的工件，極有效地利用了行程空間。此外，機(jī)床的幾何精度也是一個極其重要的核心問題，在一般情況下，客戶較重視機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度，然而往往會忽略加工的幾何精度。鑒于此，哈默認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計是保證精度的核心所在，為此他們在研發(fā)C系列機(jī)床的結(jié)構(gòu)上從理論到實踐下足了功夫,故機(jī)床的幾何精度比較高。正因為機(jī)床的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,故定位精度與重復(fù)精度均能保持在μ級，機(jī)床定位精度實測值可以維持在3 μm以下(根據(jù)VDI/DGQ 3441 標(biāo)準(zhǔn)檢測),所以用戶評價也較高。

這次哈默在展會上共展出了C40U和C50U MT兩臺機(jī)床，值得一提的是，C50U MT為銑車復(fù)合加工中心，同時實現(xiàn)五軸銑和五軸車的功能，也可以進(jìn)行齒輪加工，包括銑直齒、斜齒、錐齒、弧齒以及銑鏈輪等。C40U機(jī)床XYZ三向行程為850 mm×700 mm×500 mm，主軸轉(zhuǎn)速10 000 r/min，主傳動功率16.8/32 kW，扭矩107/200 N·m，工作臺承重1 000 kg。

圖10

日本牧野(MAKINO)的搖籃式結(jié)構(gòu)，一反立加傳統(tǒng)的沿X軸縱向搖擺，實現(xiàn)A、C兩軸聯(lián)動回轉(zhuǎn)；而是將搖籃轉(zhuǎn)90°布置在繞橫向Y軸搖擺，實現(xiàn)B、C軸聯(lián)動（圖10）。這種布局的好處是，主軸在橫梁上移動的空間距離比較大，同時該機(jī)床由于采用超高扭矩的DD馬達(dá)直驅(qū)，體積比較大，現(xiàn)在電機(jī)前后設(shè)置，機(jī)床的體積就能縮??；再則，可傾式轉(zhuǎn)臺的軸線與滾珠絲杠的軸線在一個重直截面之中，按重心驅(qū)動原理，這種設(shè)計也比較合理，即使承載重型工件，轉(zhuǎn)臺也不致傾覆。該機(jī)床主參數(shù)為：主軸功率22/18.5 kW，主軸轉(zhuǎn)速14 000 r/min，回轉(zhuǎn)工作臺面積Φ500 mm。

為了高效、精密五聯(lián)動加工葉片、葉輪，工程師們絞盡腦汁在機(jī)床結(jié)構(gòu)上不斷創(chuàng)新。瑞士Liechti公司首先發(fā)明了機(jī)床立柱傾斜方式，傾角為15°(圖11)，他們之所以這樣設(shè)計，目的為了提高切削速度，因為加工葉片、葉輪時，X軸行程不會很長，但Z和Y軸運動頻繁，立柱傾斜能使銑刀更快切至葉根深處，同時也能讓切削液更好地沖走切屑。這次在E5館展出的Turbomill 800g，是首次來華亮相，吸引了不少用戶的關(guān)注。

圖11

4 復(fù)合加工琳瑯滿目

4.1 車銑復(fù)合

圖12

遠(yuǎn)在偏僻的E5館東北角落，有一臺臥虎藏龍的精品，那就是奧地利林茨機(jī)床廠WFL展出的M120 Millturn（圖12）。WFL是車銑復(fù)合加工的首創(chuàng)者，然而到中國參展為時較晚，來的也是30、50等小規(guī)格。大名鼎鼎的100 Millturn，我是在2000年芝加哥IMTS上才飽眼福的，這次來華展出120，說明了中國的市場需求對WFL是何等重要。

M120 Millturn的主參數(shù)為，過上滑板回轉(zhuǎn)直徑Φ1 140 mm，床身上回轉(zhuǎn)直徑Φ1 220 mm，中心距長度2 000～8 000 mm，功率100 kW。現(xiàn)場實物加工調(diào)質(zhì)鋼件，車刀切深為12 mm。在此，我毋庸對Millture結(jié)構(gòu)多加贅述，只想指出它的最大改進(jìn)是建立了重型鏜桿刀庫，刀具最長可達(dá)2 500 mm，重量為180 kg。此外，新開發(fā)了燕尾糟刀具的進(jìn)給功能，即數(shù)控U軸徑向進(jìn)給功能，可以在軸類零件的徑向上加工變徑孔，也就是變截面內(nèi)腔加工，這對于航空工業(yè)及油氣閥門等零件加工而言，是極佳的工藝裝備。

圖13

日本山崎MAZAK是Done in one的創(chuàng)導(dǎo)者，他們致力于在一臺機(jī)床上能完成所有工序，這次他們展出的INTEGREX i-300是第五代更高復(fù)合型的五軸聯(lián)動的車銑復(fù)合中心（圖13）。

該機(jī)床布局為XYZ三軸正交結(jié)構(gòu)，這樣可提高工件的加工范圍，厚重的床身立柱設(shè)計，增強(qiáng)了機(jī)床的剛性和加工的穩(wěn)定性。MAZAK獨特的凸輪軸驅(qū)動B軸設(shè)計，能滿足機(jī)床的高精度加工。這種驅(qū)動方式具有高剛性、無間隙，同時減小摩擦等特點。車削主軸、銑削主軸、X軸芯采用溫控技術(shù)提高熱穩(wěn)定性。此外，主軸監(jiān)控功能（IPS）可以對主軸的溫度、震動、位移等信息進(jìn)行監(jiān)控。智能化的語音導(dǎo)航功能，可準(zhǔn)確地提醒工人安全操作，還可實現(xiàn)3D模擬加工，并進(jìn)行加工程序的確認(rèn)和機(jī)床干涉的檢查；主軸還帶有震動控制功能，優(yōu)化伺服加速度，這除了提高產(chǎn)品的精度外，還減少刀具的磨損。

機(jī)床的主要參數(shù)為：車削第一主軸功率：30 kW/724 N·m，轉(zhuǎn)速4 000 r/min，車削第二主軸功率：26 kW/500 N·m，轉(zhuǎn)速4 000 r/min，銑主軸功率：22 kW/120 N·m，最大工件回轉(zhuǎn)直徑Φ658 mm，主軸通孔直徑Φ91 mm，主軸中心間距是1 500 mm，加工工件長度為1 519 mm。刀庫容量36把。

可喜的是，在這次CIMT展會中，我國武重也展出了1臺大型車銑復(fù)合加工中心WHGS 7000，它除了可五軸聯(lián)動外，還可自動更換附件頭以及工件自動檢測與補(bǔ)償。其車削功率為100 kW，銑削功率為22/18.5 kW，最大加工直徑Φ1 200 mm，最大加工長度7 650 mm，工件負(fù)重10 000 kg，是船舶、航天航空、能源領(lǐng)域理想的工藝裝備。

4.2 銑磨復(fù)合

德國羅德斯Roders公司是著名的高速精密加工機(jī)床供應(yīng)商，他們在復(fù)合加工研發(fā)方面也卓有成效，譬如開發(fā)轉(zhuǎn)速為42 000 r/min的髙速銑和激光堆焊相結(jié)合，可用來修復(fù)模具等等。而這次他們展出的是RXP系列坐標(biāo)鏜/銑/磨復(fù)合加工中心，又為用戶提供一種新的工藝裝備。

圖14

參展的RXP600DSH五聯(lián)動銑磨復(fù)合中心（圖14）采用龍門式結(jié)構(gòu)，主軸箱在橫梁上作左右運動，主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)60 000 r/min，以滿足各種材料的加工要求，包括金屬和非金屬以及鈦合金和高溫合金等。機(jī)床進(jìn)給采用直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)和靜壓導(dǎo)軌技術(shù)，由扭矩電機(jī)直驅(qū)， 海德漢光柵尺全閉饋控制能實現(xiàn)0.05 μm的位移和插補(bǔ)，這種超高精度完全可以滿足當(dāng)今及未來對于精密加工的要求。

在工作臺上可加置砂輪對刀儀及砂輪修正器，以實現(xiàn)精密坐標(biāo)磨削之功能。所以工件經(jīng)一次裝夾后，即能自動進(jìn)行高速銑削（以及淬硬銑削）、精密坐標(biāo)鏜削、精密坐標(biāo)磨削等多工序復(fù)合加工，從而減少工序間的流轉(zhuǎn)時間，極大地提高加工精度、效率和設(shè)備利用率。

在刀庫內(nèi)，還內(nèi)置1把能達(dá)到0.001 mm測量精度的3D探頭，配合RODERS開發(fā)的專用測量軟件，可以滿足精密零件3D在線測量要求，實現(xiàn)及時補(bǔ)償。所以從整體而言，機(jī)床功能是銑磨復(fù)合再加三座標(biāo)測量的綜合集成體。

機(jī)床采用全恒溫中央控制系統(tǒng)，針對直線電動機(jī)、導(dǎo)軌、主軸、床身、冷卻液以及電控柜等實現(xiàn)恒溫控制，以滿足連續(xù)精密加工要求。

5 高速加工偶見精品

瑞士GF阿奇夏米爾集團(tuán)是長期研發(fā)高速切削的機(jī)床供應(yīng)商，他們這次展出的MIKRON HSM 500 LP 高速銑削加工中心，是采用直線電動機(jī)的立加，比較完整地融合了當(dāng)今高速加工的多項技術(shù)。

圖15

從機(jī)床的參數(shù)來看,主軸轉(zhuǎn)速為42 000 r/min，快移速度(X/Y/Z)達(dá)60 m/min。從機(jī)床的結(jié)構(gòu)與配置來看：機(jī)床采用龍門結(jié)構(gòu)，主軸箱在橫梁上作X向運動，由于機(jī)床主要部件之間的筋板互相牽制,中間呈“O”狀，我們將其稱之為O型結(jié)構(gòu)(圖15),機(jī)床床身采用人造花崗巖，因此在高速切削時均能起到減振作用并防止熱變形。

高速電主軸是由GF集團(tuán)的Step-Tec生產(chǎn)，這家公司研發(fā)電主軸技術(shù)巳有20多年了。該電主軸采用高精密混合陶瓷軸承，通過油霧系統(tǒng)潤滑能起到防污染作用，整個主軸單元由帶制冷裝置的密封冷卻系統(tǒng)冷卻。刀柄錐度為HSK-E40，刀具由液壓系統(tǒng)夾緊與松放，換刀時錐柄由高壓空氣清潔。

在E5館里，還有一個不顯眼的德國Alfing展臺，他們推出的沒有X軸的加工中心使觀眾看得有點目瞪口呆。Alfing公司的AS系列，是沒有X軸導(dǎo)軌的一種創(chuàng)新發(fā)明，是通過極座標(biāo)和笛卡爾座標(biāo)的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)X軸運動的。圖16是AS 600機(jī)型的示意圖，主軸箱是由大功率扭矩電機(jī)驅(qū)動，繞Z軸作C軸回轉(zhuǎn)，同時又迅速作Y軸上下升降，這兩種運動方式的合成就完成了X軸向的運動。我們再從圖17的慢動作分解圖上能清楚地看到，機(jī)床主軸在漸漸轉(zhuǎn)位，而配合其運動的是銑頭上下運動。該機(jī)床床身采用特殊的Hydropol非收縮混凝土與鋼合成的復(fù)合材料,故抗振及抗熱變形性能良好。由于是2種運動方式的疊加,故機(jī)床的快進(jìn)速度達(dá)到120 m/min，加速度為2g,而且機(jī)床的結(jié)構(gòu)緊湊、體積縮減,特別適合輕金屬零件的大批量髙速加工。

圖16

圖17

在瑞士館的寶美Bumotec展臺，陳列著意大利TDM公司的高速銑削單元（圖18），寶美的高速加工中心就采用這套裝置。該主軸轉(zhuǎn)速為24 000 r/min，功率25 kW，扭矩393 N·m，主軸錐孔HSK-A63，即1：10短錐，銑頭回轉(zhuǎn)擺角范圍：+/-115°，油氣冷卻，編碼器脈沖為52 000個脈沖。由于這套裝置巳組合而成，直接放在機(jī)床上即可使用，對用戶來講可省去主軸箱設(shè)計與制造等環(huán)節(jié)，故比較受青睞。

不盡長江東流水，后浪滾滾推前浪。在機(jī)床制造的歷史長河中，發(fā)展也總是硬道理。然而我們所期待的，是中國的創(chuàng)新元素要不斷增多，中國的機(jī)床精品應(yīng)層出不窮…因為中華復(fù)興和強(qiáng)國強(qiáng)軍，是離不開我們機(jī)床工業(yè)的。

圖18