EMO2009展品技术特点

2010-07-26 05:17
世界制造技术与装备市场 2010年1期
关键词:展品主轴机床

1 展会概况

欧洲机床工业合作委员会(CECIMO)主办的2009年意大利米兰国际机床展(EMO 2009)于2009年10月5-10日在意大利米兰国际展览中心举行。世界39个主要机床制造国的1400家制造商参展,展览面积达到了10万平方米,主要展品5500台(套),包括当今国际领先的数控金属切削机床,金属成形机床,特种加工机床、焊接设备、数控系统,自动化系统和机器人,检测仪器,功能部件,刀具工具,机床附件,计算机软件等,展示了当代发展的最新产品、创新研究成果和经营理念。展会期间,中国机床工具工业协会成功举办了新闻发布会。展会还举行系列配套活动,如国际机床协会会长联席会、国际技术经理会议、欧洲切削工具研讨会、“下一代生产系统”研讨会、机械发展总形势会议,以及以“创新对可持续发展和有竞争力的欧洲制造业行业的意义”为主题的欧盟馆日活动等。

大连机床集团、沈阳机床集团昆明机床、武重机床、齐一、齐二、宁江、北京第一机床厂德国科堡公司、烟台环球、星火机床SOMAB公司、哈尔滨工具厂、株洲钻石欧洲工具公司等80多家中国机床工具企业参加本次国际机床展览会。

中国参展商有以下三个特点:一是参展中国企业众多,除上述大企业外,参展以中小企业为主;二是除展出传统产品外,一些高技术数控产品如加工中心、落地铣镗床、数控车床、重型数控机床、数控铣车复合机床,数控刀具等展出;三是重型机床企业和海外并购企业参展较多。不足是:展位分散,没有形成总体形象;国内骨干企业参展不够普及,展品未能代表数控产品主流,展品档次需要提高。从总体来说,世界金融风暴以来中国机床工具企业首次大批参展,显示了中国机床工具行业走向国际市场的信心和愿望。

由欧洲机床工业合作委员会创办的EMO国际机床展览会是以其展览规模大,展品种类丰富,展品水平先进引领世界。该展项是世界上四大机床名展之一,它是国际机床新产品和新技术展示的窗口,是国际机床市场的缩影和晴雨表,是中国机床工具企业通往欧洲和世界的桥梁。

2 国际金融风暴对机床行业的影响

据展会公布资料,2008年虽然遭受国际金融风暴的冲击,但世界机床总产值仍然保持6.9%的增长率,同时世界机床消费同比增长5.8%。世界机床主要生产地为日本,德国,中国,意大利,台湾。世界机床消费前五名为中国,德国,日本,美国和意大利。从上可知,世界机床产业大国格局基本不变。

2009年以来,国际金融风暴加剧,对实体经济的影响显现,机床产业受到了严重挑战。据统计,欧洲十五国机床行业2009年一季度订单同比下降了53%;美国机床行业4月份订单同比下降了70%以上;日本5月份机床订单同比下降了近80%;韩国和台湾机床工业下降幅度也很大。机床产业界权威人士认为:世界机床产业遭受严重衰退的原因在于制造业的不景气,全球基础设施投资处于停顿状态,特别是汽车和通用机械制造等行业困难重重,对机床的需求大幅度下降。2009年1-6月中国机床工具工业总产值同比增长7.4%,得益于国内投资和消费的拉动,是世界机床主要生产国机床产值和销售额唯一保持增长态势的国家。

本届国际机床展受到了金融风暴和欧洲机床市场不景气的影响,表现在:有些知名企业没有参展,观众(约12.5万人)也少于上届,展会活动不够丰富,创新成果比上一届少,关键技术突破不多。但本次展会规模还是相当大,高技术应用更加广泛,展品反映了抗击金融风暴的世界潮流,跨国机床集团引领行业发展的局面没有改变。本届展会的主办者——欧洲机床合作委员会认为机床产业将帮助世界经济复兴。

3 世界著名机床公司关键技术应用

德国、日本、瑞士、美国、意大利等著名机床公司开发的关键技术的应用更加成熟和广泛。本届展品显示智能化技术应用,极大提高了展品的技术水平。多家公司开发了新一代数控系统,具有高速、高精、伺服智能化、CAD\CAM\CNC集成,产品系列化、个性化等特点。智能化技术、直驱技术、机器人联网ACT、箱中箱结构、台中台、主轴零悬挂,带B轴的下刀架、多功能工具、新型刀具分度器、平衡适配器等新结构、新技术,应用更加广泛。“智能机床”不断涌现。为实现加工过程的 “智能化”,需达到各种不同的要求,首先建立人机之间全面的沟通,使操作员获得评估加工过程所需的广泛信息。其次,在流程优化过程中对操作员提供支持,从而大大提高性能。再次,该机器优化了加工流程,提高了流程安全性和工件质量,最重要的是实现了无人操作。

4 主要展品的技术现状

4.1 数控重型机床

由于当今世界各制造领域科学技术的高速发展,促进了大飞机、大型船舶、大功率发电机、大型矿山机械、大型工程机械、油气开采输送装备大型化超重型化方向发展,推动了机床行业重型、超重型的发展,要求电机功率大切削扭矩大。大型工件型面复杂要求一次装夹完成工件的加工,促进了重型机床向五面一次复合化加工的方向发展。本次展览会展出的超重型数控机床初步显示了上述的发展趋势。

(1)数控重型落地铣镗床

本次展览会展出的数控重型落地式镗铣床达六七台,是重型机床展出量最多的机床。当前从事重型落地镗铣床的制造机床厂家都能生产镗杆直径130mm~260mm落地镗铣床,最大镗杆直径320mm,工作台6m×12m可以再大,回转工作台达到5m×5m或6m×8m,可承重250t~300t,有的达到500t; Y向行程达到10m。

意大利PAMA公司展出的重型数控落地铣镗床(图1),主轴部件侧挂于立柱,镗杆直径200mm,主轴功率100kW,可配置到135kW,主轴可实现3级变速,最高转速1600r/min,切削扭矩16400Nm,可配置19000Nm,主轴锥孔ISO60,滑枕截面520mm×580mm,滑枕采用封闭式、采用8副静压导轨副,X/Y/Z/W轴行程6000mm/6500mm/1600mm/1400mm,Z+W轴行程3000mm,X/Y/Z/W轴的进给速度10000mm/min~30000mm/min,刀库容量100把,带包含双摆角的附具头库、可实现附具头和刀具的自动更换。

图1 重型数控落地铣镗床

意大利INNSE公司可制造主轴箱镗杆直径150mm~320mm、Y轴行程10m的落地铣镗床,回转工作台可承载260t~500t。该厂生产的超重型数控落地铣镗床主轴箱采用侧挂式,镗杆直径320mm主轴电机功率可达160kW。Y轴行程达到10m,Z轴行程1800mm,W轴2200mm,Z、W行程达到4000mm。

捷克斯柯达公司数控落地式铣镗床,其主轴箱也采用侧挂式,机床的所有导轨都采用静压滑动导轨,可制造主轴直径140mm~320mm,直径320mm的主轴转速达1600r/min,主轴电机功率可达129kW。Y轴行程10000mm,W轴1800mm,Z轴2000mm。

(2)重型复合铣车中心

奥地利WFL公司提出 “一次装卡,全部完工”,其展出了2台复合铣车中心(图2)。其中5轴联动的重型复合铣车中心是同类展品最大最重的一台机床,演示了加工曲轴各工序的全过程。

图2 复合铣车中心

床身采用大倾角60°斜导轨,拖板上回转直径1480mm,中心距8000mm,机床主轴功率126kW,最大扭矩12400Nm,主轴转速1000r/min。机床在设计上采取有限元设计,确定刀具的切削点是最合理的位置,导轨跨距600mm,拖板采用平行的三根高刚性的重载滚动导轨付支撑高刚性;各工件的刚性有很大的保障系数,可在加工多曲径的曲轴时防止颠振。WFL可向用户提供完整的加工件的工艺方案、提供交钥匙工程,完全满足用户的要求。

(3)数控重型龙门加工中心

WALDRICH COBURG公司可制造龙门跨距3~10m、Z向行程达到7.5m的数控超重型龙门移动式动梁加工中心,铣削头功率105kW。带配置回转工作台,实现复合式加工。

意大利INNSE公司最大桥式龙门加工中心的主轴电机功率150kW,两立柱宽度可达10m。该公司的轻切削桥式龙门加工中心使用滚动导轨,重切削的桥式龙门加工中心采用静压导轨。

(4)数控重型立式铣车复合加工中心

美国MAG集团展出了一台铣车复合加工中心(图3)。该机的车削直径为1150mm,床身上回转直径1450mm,含卡盘的工件最大高度达1400mm,主轴最大承载8000kg。该机适于加工齿轮、轴承、铝制轮圈、卡车轮缘、卡车轮毂、卡车制动鼓等工件。

图3 铣车复合加工中心

图4 立式车削中心

日本大隈公司展出了一台VTR-160立式车削中心(图4)。该机为龙门结构,横梁行程600mm,X轴行程1730mm,Z轴行程900mm,滑枕尺寸为250mm×250mm,主轴转速3000r/min,X、Z轴快进速度20m/min,主轴电机功率18.5kW,车削主轴转矩18500Nm。该机可加工工件的最大直径为1600mm,工件最大高度可达1250mm,工件最大重量10t。

4.2 数控车床和加工中心

(1)数控车床

数控车床在两轴数控车床的基础上,适应高效加工的需要,继续展出各种多主轴多刀架布局的车床。如森精机公司展出车削中心(图5),最大车削直径320mm(标准车削直径200mm),最大车削长度810mm,主轴最高转速6000r/min,最多可装载3个刀塔并配备Y轴。

图5 车削中心

数控车床的复合化应用更加广泛。铣车复合中心应用越来越广泛,多家公司展出了各种规格的高水平产品。DMG公司展出铣车复合中心(图6),最大加工直径630mm,棒料直径102mm,工件长度可达2000mm,铣主轴最大转速12000r/min,带有快速换刀机械手的一体式盘式刀库,带有用于5轴联动加工的大功率B轴铣轴。马扎克公司的650H II铣车中心(图7),工件最大尺寸φ920mm×6000mm,工件最大重量可达7t,主轴转速1000r/min,铣削主轴转速10000r/min,可加工鼓形、内孔、锥形,可以一次装夹完全加工。

图6 铣车复合中心

图7 650H II铣车中心

(2)加工中心

GF阿奇夏米尔公司展出高速铣削加工中心,X/Y/Z行程500mm/235mm/360mm,A轴220°(+110°/-110°),C轴n×360°,主轴最高转速42000r/min(HSK 40),X/Y/Z快移速度60m/min。

MORI SEIKI公司展出的DIXI DHP80 II高精度卧式加工中心(图8),X/Y/Z行程1200mm/1100mm/1100mm,转台尺寸800mm×800mm,最大工件尺寸φ1000mm×800mm,主轴最高转速12000r/min,机床定位精度小于1.5μm(ISO230-2),可以配备托盘系统APC,在高精度的同时提高了生产效率,适应了市场更高生产力的需求。

图8 DHP80 II高精度卧式加工中心

图9 DMC 80 FD五轴车铣复合加工中心

以五轴联动铣削加工中心为代表,各展商推出了多种形式的五轴组合,实现空间曲面加工,满足了特殊零件的加工需求。如DMG公司展出的DMC 80 FD五轴车铣复合加工中心 (图9),X/Y/Z行程800mm/800mm/800mm,B轴-30°/+180°,C轴360°,主轴转速12000r/min,在5轴铣床的基础上将铣削和车削技术统一到一台机床上。可实现5面加工和5轴联动铣削,适用于多种铣车复合加工应用。

自动化应用更加成熟。EMO2009展出了多台数控车床和加工中心的自动化应用,机械手、机器人、自动化装置、自动化单元、料库以及单机自动化、柔性制造单元等都得到了充分的展示。

马扎克公司同时展出了由机器人连接刀库和刀具货架的单元(图10),进一步灵活扩展了刀库容量,还展示了柔性制造系统,三种不同尺寸的托盘630mm×630mm、500mm×630mm、 500mm×500mm可以实现混线生产,该系统根据需要可进行加长、加高扩展,满足用户对无人化工厂的需求。

图10 机器人单元

4.3 数控磨床

各大厂商在推出新技术和新产品方面主要采取以下几种方式:

● 应用新的功能部件形成新产品

● 总结归纳和集成已有技术概念形成新技术

● 提升现有技术性能和精度指标

● 采用新的设计方法和理念

● 工序工艺能力的提高

斯来福临集团展出的超高速型万能外圆磨床S22(图11),砂轮最大线速度140m/s,X/Z轴最高进给速度30m/s,最高磨削圆度0.0002mm,磨削外圆表面粗糙Ra0.01μm。 高精度小尺寸零件无心磨床(图12),砂轮最大线速度150m/s,磨削直径1.5mm~35mm,最大磨削宽度245mm,X轴进给分辨率0.00001mm。

图11 万能外圆磨床S22

图12 高精度无心磨床

伊玛格集团纳科索斯(Naxos-Union)公司展出的立式非圆磨床(VTC 315 DS) (图13), 在原来立式外圆磨床的基础上,增加非圆磨削功能。磨削直径200mm,磨削长度650mm,磨削主轴颈圆柱度0.002mm,磨削连杆颈圆柱度0.003mm, 表面粗糙度Ra0.2μm。

图13 VTC 315 DS

冈本公司的高精度平面磨床ACC-SA,CA系列(图14),加工范围扩展到600mm的磨削宽度,循环进给量最小可达0.5μm,位置显示精度可达0.1μm,工作台可选装直线电机。

图14 高精度平面磨床

4.4 特种加工机床

电火花、激光切割和焊接、水切割等特种加工技术随着加工精度和加工效率的提高,特别是使用可靠性和方便性的提高,渐渐开始进入传统加工工艺的应用领域。

阿奇夏米尔公司展出的FORM 1000高精度电火花成形机床重复精度2μm,最佳表面粗糙度Ra0.05μm,最小圆角5μm。

沙迪克公司展出的多轴电火花加工中心AG60L,加装3个自由度的万能头,实现最多8轴同步运动电火花加工。主要用于叶轮和泵体内部曲面管道的精密加工。

普瑞玛集团展出板材激光切割机、管材激光切割机、三维激光切割机等产品。激光切割机LTCOMBO(图15)用于管材剖面的切割,最大加工尺寸可达225mm(也可根据用户要求加大)。可以全自动切削管壁形状,如圆形、正方形、多边形和曲线。

福禄国际公司推出的超高压水切割机床(WMC)(图16),X轴范围4000mm,Y轴范围6000mm,最大运动速度35m/min,最大工作速度25m/min,喷水压力6000bar。

图15 激光切割机LTCOMBO

图16 超高压水切割机床

4.5 主要功能部件等

(1)双摆角数控万能铣头

德国Kessler(凯斯乐)公司展出了诸多功能部件,有万能铣头、转台、主轴等部件,其展出的A、C轴双摆角数控铣头,A轴采用力矩电机驱动,液压卡紧,主轴采用KESSLER公司自制的SMS系列或DMS系列电主轴,可根据需要选用不同功率的电主轴单元。

瑞士TRAMEC(特拉迈克)公司展出的AC11系列数控双摆角万能铣头,主轴单元选用FISCHER公司的电主轴,A、C轴均采用光学测量系统定位。

德国CYTEC(西泰克)公司展出了其最新推出的M21系列和G30系列AC轴双摆角万能铣头和45角万能铣头。其中中小规格的M21系列具有很高的定位精度和很高的刚性,主轴单元电机选用FISCHER电主轴,最大功率可达34kW。其大规格的万能铣头G30系列可选用电主轴,也可选择行星轮机械主轴,最大功率可达60kW。

图17 8列滚珠导轨

从上述几家公司的展品可以看出,目前双摆角数控万能铣头性能有了较大的提高,产品成熟,在结构形式上以AC轴和45角为主。

(2)高速重载精密滚珠丝杠和直线导轨

THK公司展出的最新产品高速重载滚珠丝杠SBKH系列,直径63mm~120mm,最大负载406kN。

THK公司展出的最新的高刚性低颤动高精度直线导轨SRG-L系列,规格有25、30、 35、 45,采用8列滚珠(图17),上面4列,下面4列,减小了滚珠的直径,加长滑块的长度,从而获得更高的刚性和移动平稳性。

NSK公司展出的HTF-SRC系列高速重载丝杠,规格50-100mm,最大DN值可达160000。

(3)高速精密数控回转工作台

FIBRO公司展出的重载数控回转工作台SLR系列,规格1450mm~2150mm,定位精度取决于采用的控制装置和测量系统。最大载荷70t。

DEMMELER公司展出的DRTS重载数控回转工作台,规格1200mm~5000mm,最大负载100t,转速1.5~6.8r/min。

(4)全功能数控动力刀架

德国Sauter公司展出的最新数控动力刀架产品05.457系列(图18), 展品水平最高。 该产品有12个刀位,最大刀具规格24×24~40×40,动力刀具转速可达到10000r/min,功率10kW。

图18 Sauter公司的05.457系列数控动力刀架

意大利著名的动力刀架生产商Baruffaldi(巴拉法迪)、Duplomatic(杜普罗迈迪克)也展出了他们的动力刀架产品。

(5)高精度全自动刀具预调测量仪

刀调仪世界知名厂家Zoller(卓乐)公司参展,展出了全系列的刀调仪产品。其产品性能参数代表了当今世界先进水平。Zoller刀调仪采用模块化设计,配置自己开发的pilot2.0(pilot3.0)软件,可实现刀具测量和测量数据输出等功能。

4.6 数控刀具

刀具行业的领军企业山特维克、伊斯卡、肯纳这次都没有参展。通过现场考察和交流获悉,瑞典山高集团加强管理和全球网络用户服务,提供完整的解决方案。推出了防震刀杆、高速铣削、摆线铣削、插铣等刀具新产品,研发了高压冷却刀具,开发了原子级世界领先的涂层技术,节能节材的近精成形切削技术,应用PCBN等新材料取得新成绩。中国株洲钻石欧洲工具公司发挥国内母公司在原材料、涂层技术和现有产品的优势,在欧洲开展全方位经营,扩大全系列样本产品推广,取得良好业绩。

5 世界机床市场需求趋势

世界性经济危机必将孕育着技术的突破和产业的变革。国际金融风暴对机床产业的发展究竟产生什么影响?EMO2009国际机床展给机床产业的发展传递了什么信息?这是大家十分关心的问题。

纵观本届国际机床展览会,反映了世界机床市场需求总趋势是:要求制造商不断的开发和创新技术,满足用户对延长使用寿命、改进性能、提高可靠性、操作安全性和使用效率,提供完全的解决方案。

世界金融风暴对实体经济的冲击,用户对机床产品的经济、可靠、高效、安全等提出新的要求。展品给了我们启示:

“提供完全的技术解决方案”成为展会主要参展商的亮点。DMG公司、马扎克公司等多家公司提供航空、能源设备、汽车关键件加工完整的技术解决方案,说明机床行业提供用户的产品形态发生变化。展品的技术内涵发生变化。智能化技术、直接驱动、复合加工技术等新技术更加广泛应用,展品的内涵更加丰富,展品技术水平进一步提高。

先进性、实用性与效率的统一。西门子公司推出性能低于840D的经济型828D数控系统,DMG公司推出性能优越价格实惠的eco系列数控机床,马扎克公司推出 “quick turn” 数控车床和 “smart” 数控系统等,表明了数控产品向先进性、实用性与效率相统一的发展趋势。

柔性与可重构技术。数控机床与机器人自动换刀单元、机器人自动上下料单元组成的柔性单元广泛展示,说明了智能机器人的应用极大的提高了数控机床制造单元的柔性和可重构性。DMG、马扎克、米克朗、松浦机械(Matsuura)等多家公司展出此类柔性加工单元。

节能、环保与安全。数控机床的节能、环保和安全从设计开始,直至制造、使用、维护和回收等全过程。

展会上各公司纷纷亮出 “创新”和 “效率”的展位标词,“创新和效率”成为本展会主题。创新在于技术和管理的突破,效率是面对金融风暴用户紧迫需求。

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