改变游戏规则的创新

【编者按】机床被成为工作母机，现代机械制造中加工机械零件的方法很多:除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。

改变游戏规则的创新

鉴于目前存在的供需差距，机床行业的能力显然有待提高。印度公司正在大力加快技术发展的步伐。今年年初举行的IMTEX 2015 展会，就为机床制造商提供了一个巨大平台。在本次展会上，参展商们的创新水平已提升到了一个新的高度，所制造的机器中融合了高性能、易于使用、人体工程学及美观等元素。其创新的重点在于自动化、提高相关工序及加工操作的效率。所展示的众多解决方案，也得到了飞机制造工业和能源公用事业等蓬勃发展的工业领域的推动。

ACMA（印度汽车零部件制造商协会）、IMTMA（印度机床制造商协会） 和Roland Berger Strategy Consultants（罗兰贝格管理咨询公司）最近开展的联合研究表明，由于汇率波动导致汽车行业进口替代增长，印度机床供应商的增长率可能会更高。印度制造商的竞争力已得到提升， 与全球竞争对手一起，应对国内客户的应对挑战。

下面是印度机床行业最新兴起的创新和技术发展趋势的一些概述。

都见证了哪些情况？

人机一体化：印度机床企业已经认识到，必须提升自动化水平，得到用户们的认可并融入人机一体化。为说明这一点， IMTMA 规划委员会主席 Shailesh Sheth 表示，“集成了搬运、抓取与放置等机器人的设备，可算是一个不错的自动化水平， 可以达到每小时产量指标。但是机器- 机器的集成是一种昂贵的自动化方式，并最大限度地减少了人力的需求。因此，人与机器的结合是一个不错的制造业解决思路。在一条完整的生产线上，集成传送机和龙门式机器人以减少人工强度。印度企业已采用了类似这般的自动化，展示出积极而良好的创新水平。有些领域整个生产线均需要实现自动化，因为各个工位必须处于平衡状态。”印度企业已经在这一发展方向上展现了良好的开端。

Jyoti CNC 和TAL Manufacturing Solutions 等公司已经达到这种级别的自动化，将人与机器完美地结合在一起。“大多数客户所寻求的自动化，不仅要更换部件，还要求加载和卸载部件、清洁、检查并为下一道工序做好准备。借助于机器人和集成软件，我们正在开发适用于大中型企业解决方案的产品。凭借自动化集成，生产效率可以从65% 提高到85%， 并能确保质量和可靠性，”Jyoti CNC Automation 的研发执行负责人Vijay Zala 表示。

◆高精度机器：到目前为止，印度机器在顾客心目中的印象是只适用于粗加工。然而，这种观念正在逐渐发生改变。印度国内制造商已经生产出非常接近高精度水平的机器，因此，完全能满足国内客户的需求。其中的一个亮点是， UCAM 在其Nimble Machines 品牌下推出了Noah 系列产品——六轴数控滚齿机，具备高生产率、高精度，采用了电子传动装置、先进的软件和直接驱动系统等高水准的技术。

这台机器是按照全球标准开发的。另一方面，GrindMaster 通过与美国Balance Engineering 合作，推出了适用于汽车曲轴的曲轴动平衡设备CRH_MQL600。“这种机器为客户提供了关键的精准平衡工艺优势，可以稳定地到达10 gm.cm， 并杜绝了返工，”GrindMaster 执行董事Sameer Kelkar 这样表示。

◆多元化：自2002 年初，随着全球专业生产商开始将生产外包给印度，特别是在汽车行业，见证了投资的增长。这导致了对机床需求的激增。机床行业随之一直以稳健的速度增长，即使是在向先进工业国出口通用和标准机床方面， 也是如此。

但现在，随着需求趋势发生变化，该行业正努力在国内市场寻求生存机会。许多印度公司拓宽了产品范围，以充实其金属切削设备组合，从而为非汽车领域如基础设施、电厂、铁路、国防和航空航天、模具与成型等提供解决方案。在这些领域中，大量机械都由印度制造商开发，证明其创新水平达到了新的高度。

◆多任务机器：在多任务机器领域， 印度的设备还没有达到完全的多任务水平。不过，有很多机器正在进行运行测试。“在加工中，生产出的第一个部件通常会报废。通过运行测试，可以消除这种情况，避免首个产品的浪费。还有很多机器具备在线清洗或去毛刺能力。不过， 铣削车削一体、车削磨削一体设备仍有 待开发。印度的机器制造商依然任重道 远，”Sheth 指出。能够一次性完成多种 操作设置的设备倍受欢迎。由于装料、 卸料需要耗费时间，这一理念正在经历 变化，旨在通过消除空置时间来最大程 度地缩短操作时间。多任务机器的概念 和需要正有赖于此，其基本原理就是使 处理加工的工作量最小化。

我们可以看到已经出现了基于这一需 求的发展趋势。譬如，BFW 推出了双主 轴高速 VMC，旨在提高精密铝部件加工 效率。该机器所集成的尚未获专利的技术 能够将粗加工产品转换为成品。该设备专 为制造两轮车和乘用车部件的单设置机械 而开发。

有关多任务机器的要求，Zala 认为， “我们正在与进口机器展开竞争。同时， 正更深入地投入多任务机器的开发。客户 希望单台机器能够担负起所有操作任务， 如铣削、车削、磨削以及齿轮加工。这也 是行业中的最新趋势，即寻找更高的灵活 性和最小加工工作量。”

◆低成本的机器：在外围设备领域， 如夹持设备、夹具、紧固件和刀具夹头， 也获得了发展。同时，对于一些普通商 品，如标准设备，各企业也实现了新的 价格比率，如数控车床中有目录价格仅 为 1 卢比（约人民币 0.1 元）的直线工具。 这表明印度企业正准备与低成本供应国 （如中国）竞争。

市场期待什么？

◆大型部件加工：目前，在该领域的 最大差距就是较大型部件的加工。较大型 工件，比如 1 米到 1.6 米长的轴，需要足 够大的数控设备，能够承载大直径轮子、 炮筒弹壳、飞机锥体等非常大的部件。 “印度大型机器的生产依然不足。印 度制造商需要弥补这一差距”，Sheth 指出。 Zala 就此进一步表示，“现在，我们正处 于基础设施发展阶段。发展基础设施重工 业的作用重大。我们已推出面向重型工程 领域的大型车削中心，包括采矿、电力工 程、铁路等。已有铣床能满足这些行业的 需求，而开发的这些车削机床也是为了满 足这一需求。”

◆不易加工材料：印度工业界习惯于 加工铝和钢等标准材料。但是，当涉及到 航空航天和医疗工程应用中的非标准高合 金钢，如钼、钛合金钢，相关加工知识就 十分匮乏。这些材料需要适用于不同切削 速度和冷却工艺的刀具，以及对整个加工 范围的调整。目前，主要局限在缺乏用以 创新的经验水平。

◆未来工厂：印度的制造业尚未进入 “未来工厂”领域。为说明这一点，Sheth 指出，“我们仍然无法想象，未来工厂在 数字化应用、CNC 群控制器和离线监测方面会是什么样子。在印度设立生产基地的 全球客户会将这些概念引入印度。在TPS 系统方面我们取得了里程碑式的进展。但 仍缺乏足够的机器来实现工厂自动化。我 们需要致力于“未来智能工厂”的理念。

谈到有关举措，由德里理工学院发起 的NIDAAN 计划（一个本土机床主轴轴承诊断与预测系统）负责人M S Kulkarni 博士指出，“我们看到，很多大型制造业 客户都无法承受由于设备故障停机而造成 的巨大损失。而影响机床停机时间的因素 之一就是主轴故障。这是一个任务关键型 阶段，比较适合采用状态监测系统。针对 这一挑战，我们开发了这一本土化产品， 目标之一是诊断分析出问题的本质以及部 件的剩余使用寿命，现已申报了专利，并 已在Micromatic 磨床上实施。针对未来需求，我们还开发了可通过远程系统连接 的软件。”

全球创新

在 IMTEX 2015 上，众多全球公司大布了大量创新解决方案。德马吉森精机首 次公布了触摸屏操作员控制级技术。它允 许用户对订单、工艺和机器数据进行统一 管理、编制和可视化。同样，山崎马扎克 凭借其新型 MAZATROL SmoothX，显著提升了跨越整个部件生产范畴的机床性 能，包括编程、金属切屑排除设定、自动 化和监测数据采集与传输。

一般来说，高速机器不仅价格昂贵， 而且占用宝贵的厂房空间并有可能经常闲置。而辅助主轴，尽管更灵活、更便 宜，但存在性能问题。为应对这一挑战， Colibri Spindles 推出了SPINJET HSM Jet 主轴技术，满足了制造商的需求，使之成为一项真正的高速机器投资替代解 决方案。

利用享有专利、被称为steadyline 振动阻尼的被动式动态阻尼系统，山高刀 具增强了车削和铣削组件的动态刚度， 提高了生产力、改善了表面光洁度并提 升了刀具和主轴的使用寿命。“在此系 统中，震动吸收器被定位在杆前挠度最 高处。一旦振动从刀具传到杆体，就被 吸收体所抑制，因而能限制刀具的偏转，” 山高刀具应用工程师Raymond-Tugend 这样表示。

凭借传统方法制造，如减材制造以 及造型工艺，拓扑优化必须做出一定的 妥协。然而，增材制造则不受这种限制。 由于部件是一层层地建立起来的，因此 有望实现更复杂的设计，而无需刀具或 进行切削。

总结

印度机床行业中的主要问题在于企业 在研发上的投入极低。按照全球基准，研 发投入约为营业收入的3~4%。但目前整个印度行业中很少有企业能做到。大多数 公司将新产品开发（NPD）与研发混为一谈。印度公司应该给予研发团队更高的定 位，这将创造出更多的机会，并将增强印 度机床行业的全球定位。

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