CIMT2019部分展品综述之二——加工中心类

加工中心类

1. 概况

据已有资料，展出加工中心类展品的展商60余家，展品近100台（不包括镗铣、铣镗、龙门、复合等类加工中心）。参展厂商有牧野、安田工业株式会社、沙迪克、MAZAK（马扎克）、大隈、格劳博、斯达拉格、WILLEMIN-MACODEL（威力铭·马科戴尔）、株式会社FUJI、GF加工方案、德马吉森精机、哈默、C.B. FERRARI（法拉利）、大昌华嘉、VIGER、兄弟机械、北京北一机床股份有限公司、北京精雕科技集团有限公司、成都普瑞斯数控机床有限公司、秦川机床工具集团、科德数控、宁波海天精工、协鸿、嘉泰数控科技、西安北村、珠海格力、庆鸿机电、东刚精密、东台精机、南通国盛、台湾丽驰、台中精机、永准机械、远州株式会社、达佛罗、崴立机电、斗山等。

加工中心是展会的大类展品，展品以中小规格为主，种类繁多，按主轴姿态分有立式、卧式和立卧转换式，按用途分有通用型、专用型、钻攻精雕型、高速性、模组型（即可单机使用也可方便串接组线），按主轴数量分有单轴、双轴和多轴式，按联动轴数有三轴、四轴、五轴和3+2轴，按总体结构布局分有C型结构、小龙门式、倒T型床身式、三轴叠加式（刀尖运动集中在三个直线轴上），按第四第五轴结构分有可倾转台式和转台加摆头式等。

2. 加工中心类展品主要技术特色

加工中心类机床由于其自身的工作特点，如断续切削的切削特点、应对复杂零件加工的多轴多层结构特点、应对磨具及复杂类零件的高转速和高进给的运动特点、复杂零件编程与操作的应用难度特点以及高精高效高表面粗糙度的设计及工艺要求等，对机床提出了更多的挑战。围绕这些课题，我们能够在这些展品中发现很多新的提升和改善。此外，为灵活应对生产要求和适应工业4.0制造环境要求，加工中心类产品也正在发生一些积极的变化。

刚性。龙门布局由于其较高的结构刚性已被很多中小规格立式加工中心所采用，如北京精雕、达佛罗、成都普瑞斯、哈默、力丰的欧吉索、南京高传四开、宁波海天、庆鸿机电、山东翰坤、山东威达、丽驰科技、永准机械、协鸿、友盛（上海）精密、法国优龙等。利用有限元法增强结构件刚度方面，展品中有很多成功的范例，如成都普瑞斯PL800A立加的大跨距A字型立柱设计，PU500立加关主件的大截面结构设计，大跨距导轨设计和龙门框架大跨距Π字型设计。安田、宝惠机械、北村精密、北京北一、成都普瑞斯等采用精密滚柱导轨、3滑块式双滚柱线性导轨来增加传动刚度。成都普瑞斯在床身与立柱接合面上采用专利的粘接加传统螺栓紧固工艺，以及安田、崴立机电等采用的刮研工艺，则大幅增强了结构件间的连接刚度。

直驱与直联。为缩短传动链，提高传动刚度、动态特性及精度，直驱与直联技术得到广泛应用。直驱典型的应用有电主轴、进给直线电机和转台，直联传动多应用于通用类加工中心主电机与主轴的连结。电主轴广泛用于高速主轴，展品不胜枚举，直驱转台在四轴和五轴机床上也比比皆是。进给直线电机一般用于高档次机床，在本届展会上例子也很多， C.B. FERRARI展品的全五轴直驱，庆鸿机电展品的三轴直驱，安田YMC430Ver.Ⅲ微细加工中心的X、Y轴直驱，沙迪克S50L立加，山东威达重工DMC600H的三轴直驱等。

智能。广为熟知的MAZAK智能技术，大隈著名的热亲和、防碰撞、加工导航、五轴自动调整和伺服导航智能技术，以SIEMENS（西门子）、FANUC（发那科）、HEIDENHAIN（海德汉）、华中数控等为代表的智能控制技术仍将是展会的亮点。此外，还有许多公司在这方面也有不少杰作，如GF加工方案的展品旨在提高工效的多种自动作业设置功能，精密、保护、效率和节能环保智能模块，以及世界仅有的主轴全方向防撞保护技术（MSP）；北京精雕展品的工件自动找正和重建加工面特征坐标系等功能；达佛罗展品的SMT智能加工技术（包括AAC轴向热监控和位置补偿、TPC主轴热位移与补偿、SVS主轴振动监测与控制、MRRO轴热位移与补偿、SVS主轴振动监测与控制、MRRO最大金属去除率/切削力和无颤振加工）；东风设备制造展品的智能故障诊断与防撞技术，等等。

精度与精度保持性。安田YMC430 Ver.Ⅲ微细加工中心和大昌华嘉Kern Micro五轴立加是本届展会高精度加工中心的杰出代表（定位精度分别为±1µm和±0.5µm）。与此同样有意义的是，更多企业在精度稳定性和保持性方面，特别是对温升影响的应对，做出了多方位努力。如GF、Hermle、巨浪凯龙、珠海格力、丽驰科技的产品，床身采用热不敏感的矿物铸石材料；安田、GF、DMG MORI、华日斯蒂、南京高传、宁波海天、永准机械、远州株式会社的热对称设计结构；安田的立柱内部、主轴头内部、X与Y轴工作台等处的专用温控热交换液系统；大昌华嘉Kern Micro五轴立加通过专有软件算法控制的精密热管理系统；GF的主轴/转台/直线电机温控功能；北京北一MBR-5000H卧加的环境热位移补偿及主轴热位移控制；北京精雕、丽驰科技的滚珠丝杠中心冷却和主轴自动补偿技术；热崴立机电的齿轮箱及主轴的双重冷却设计；永准机械的内建STC主轴热补偿系统等。特别值得一提的是，成都普瑞斯将主轴预紧力控制技术（以某一转速为界的可编程液压两档控制），这是世界上极少数顶级精密机床制造商做的事情，虽然技术深度上仍有一定差距，但这种精益求精的努力值得钦佩。

自动与效率。本届展会将有多台双主轴、双工位、多刀塔同时加工或同步加工的高效加工中心参加展示，如VIGEL的TW 400H双主轴可交换工作台同步五轴卧加、北京北一BV100S双主轴加工中心、GROB的G326卧加、巨浪凯龙机床（太仓）的MC528 TWIN双主轴双五轴立加。此外，很多展品具有自动托盘交换、工件测量、刀具磨耗测量与补偿、刀具自动识别、自动工件找正、断刀检测等自动化功能。此外，大昌华嘉展品能为所有常见的自动化系统提供标准化接口，以便于融入现有任何生产系统，该功能扩充了机床自动化的内涵。

适用性。为方便设备的使用、管理和维护，改善应用体验，降低操作要求，充分发挥设备效能，很多展品都具有相应的实用软件和功能，如DMG MORI展品的多种加工循环功能；MAKINO展品的用于汽车、注塑和包装、医疗、光学市场中常见复杂模具加工的运动控制软件；沙迪克展品的智能编程、零件加工断点和断电复位加工、支持1G超大文件编辑加工等功能；C.B. FERRARI展品的高精度翼型零件加工软件；北京精雕展品的能够将DT（Digital Twin数字孪生）和RTCP（回转刀具中心点）无缝集成的智能SurfMill软件；HERMLE（哈默）展品的允许用户实施精确设置铣削策略的HACS自动控制系统，等等。

融入工业4.0。为适应工业4.0制造模式的变革，加工中心与之适于对接的技术与功能也在不断发展。如，安田展品采用FANUC31i-B5（iHMI）数控装置，帮助用户顺畅实现物物相连、物物相信；达佛罗产品具有的自行研发的可信赖性（应用）技术（ART—Axile Reliability Technology），颇具工业4.0特色，包括可靠性管理、制造过程、能源管理3个核心功能和6个子功能，具有实时监控、数据采集、状态反馈、数据分析、生产过程安排和管理，故障预测等功能，可方便集成到数字化工厂中；HERMLE产品的信息监控功能，能够将加工对象、机床和生产环境集成在一起，实现运营透明度；沙迪克展品具备网络化管理和在线版本升级功能；众所周知的DMG MORI 的基于APP应用程序的CELOS控制与操作系统，与工业4.0密切融合，实现产品从设计、生产到售后服务的数字化制造转型。

模组式加工中心。这是近年来为适应生产任务多变性而演化出的新机型，其最大特征是体型窄小紧凑，仅可在前后侧进行操作和维修，既可单机使用，也可方便地左右排列成串组线，单体模组设有匿藏式机械手，是一种柔性化新品，本届展会株式会社FUJI和远州株式会社有实物展出。实际上，模组概念机型已经不局限于加工中心，本届展会上光洋机械工业株式会社的VGF300立式磨床也属同概念产品。

专用。如成都普瑞斯PX500五轴叶片加工中心，宝鸡机床集团的轮毂加工龙门立式加工中心，C.B. FERRARI公司GT2000“专供”模具行业的5轴加工中心。苏州上金数控科技有限公司的WX涡旋专机，专用于涡旋盘加工，加工精度＜0.01mm。深圳市创世纪机械有限公司的B-350/2玻璃精雕机。

3. 典型展品

巨浪凯龙机床(太仓)有限公司MC528 TWIN斯塔玛双主轴双五轴立加。主要看点，首次中国亮相，成倍的加工效率，拾取式自动换刀方式，配置第四轴桥板和第五轴转台，可实现五轴四联动加工，模块化设计维护简便，2019年即将国产化。

安田工业株式会社YMC430 Ver.Ⅲ微细加工中心。主要看点，卓越的高精度和高表面粗糙度，支持±1μm精度的加工，全轴（X/Y/Z）高速直线电机驱动，超精密滚柱导轨，“低振动高精度”的X-Y轴工作台，高刚性左右前后对称框架，立柱内部、主轴头内部、X-Y轴工作台的液体温控系统，实现稳定的高精度加工。采用FANUC 31i-B5（iHMI）数控装置，顺畅实现IoT，配备机器人接口后，更可实现24小时无人加工，降低生产成本，提高生产效率。

沙迪克机电（上海）有限公司S50L三轴立加。主要看点，基于运动分析遵从直线电机高速、高响应驱动特性的优化高刚度设计，直联主轴，沙迪克最新研发拥有先进算法和控制技术的LYNUC2数控系统，具有HiPT（高速度高精度轮廓控制功能）技术，3000行NC指令预读，智能编程，断点和断电复位加工功能，支持1G超大文件编辑和加工能力以及网络化管理和在线版本升级功能。

GF加工方案Mikron MILL P 800 U高性能立加。主要看点，高架桥式小龙门结构，双驱横梁，双耳轴可倾转台，双驱转台、直径500mm工作台最大承重800kg，适应粗精加工的能力和强大的车/铣金属去除能力，提高工效的多种自动作业设置功能以及精密、保护、效率和节能环保智能模块，世界上仅有的能够在所有方向上保护主轴的技术。

WILLEMIN-MACODEL公司308s2五轴立加。主要看点，B摆头C转台高刚度紧凑结构，经优化的运动链，可与机器人完美集成，用于最苛刻尖端行业复杂小型棱柱形工件高精高表面粗糙度加工，可选车削功能成为车铣复合加工中心。

牧野机床（中国）有限公司D200Z五轴立式加工中心。主要看点，D系列中规格最小最灵敏的五轴联动模具精加工机床，可倾转台，主轴最高转速30000r/min，直驱转台，专有的SGI.5运动控制软件，粗精加工的能力，与三轴加工相媲美的表面质量。

牧野机床（中国）有限公司V80S高精度五轴立式加工中心。主要看点，新研发的紧凑高刚性的主轴、倾斜轴和旋转轴结构使进给运动敏捷顺畅，大幅缩短精加工和抛光时间，可有效利用5轴加工中心的优势，发挥机床性能，避开球刀工艺，并可使用小长径比的刀具，延长刀具寿命，尤其适用于平缓曲面工件加工。

牧野机床（中国）有限公司a500Z五轴卧式加工中心。主要看点，基于ROI理念（投资回报）设计的高速高效机床，减少一切非必要切削时间，专注于高速高效生产。

C.B. FERRARI公司GT2000五轴立加。主要看点，一款在欧洲市场获得极大肯定的“专供”模具行业的5轴加工中心，稳定的精度和极高的动态性能，闭环控制，X/Y/Z轴行程2000/820/850mm，工件最大回转直径1400mm，自主研发的高性能电主轴（多种扭矩、转速可选）和国际知名配套功能部件，西门子840D或海德汉TNC640CNC系统可选用。

意大利VIGEL公司TW400H高效双主轴卧加。主要看点，高效，双主轴双工位同步五轴加工，轻载高速和重载低速工况的优化平衡，可交换工作台，边工作边装载。

大昌华嘉香港有限公司Kern Micro超微型加工中心。主要看点，微米级加工精度和极小的精度分散度，定位精度±0.5µm，具有易接近特性的209位特大型刀具库，操作的易接近性，既适合3轴加工也适合5轴联动加工，模块化设计，很小的占地面积。

大隈机械（上海）有限公司MP-46V立加。主要看点，高精密零件/模具加工用三轴立加。主轴最高转速30000r/min时，加工时间可缩短43%（与本公司立式加工中心相比）。

斯达拉格公司H50高精卧加。主要看点，正T型床身布局，节省30%占地面积的设计奇迹，X/Y/Z/B四轴联动，每一处细节都严格遵守斯达拉格质量标准，保证加工过程达到最高精度，模块化设计满足不同个性化需求。

HERMLE公司C 650 U五轴立加。主要看点，专利高刚性龙门型结构，双耳轴可倾转台，矿物铸石床身，全闭环控制，HACS和和HIMS自动控制和信息管理软件与功能。

德马吉森精机机床贸易有限公司NHC 4000 RPP三轴卧加。主要看点，高动态性—60mm/min进给速度和0.87g加速度，直驱转台，阶梯式X轴导轨的高刚性床身，大功率大扭矩主轴，点对称热不敏感主轴，自动物料搬运系统（PPR），便于快速安装的三点支撑结构。

格劳博机床（中国）有限公司G326双主轴卧加。主要看点，五轴，基于动力学和刚性原则设计的Y轴运动工作台，高效的双主轴双工位同步加工，回转式交换工作台（A′），模块化结构设计，B′或A′-B′的灵活快捷组合，适用于湿式或干式切削。

格劳博机床（中国）有限公司GA350通用五轴卧加。主要看点，专为亚洲及中国市场特别研发，与G326相同的结构布局，同类机床最长Z轴行程，使用最长刀具加工最大工件时各回转轴不受限制的“隧道”加工技术。

巨浪凯龙机床(太仓)有限公司MILL FX800高速五轴立加。主要看点，三直线轴叠加与可倾转台布局，拾取式自动换刀方式，工件找正及自动温度补偿功能，加工区域宽敞，方便装载。

华日斯蒂科技发展股份有限公司的五轴卧式加工中心。精密热稳定温控对称立柱，自动托盘交换，五轴连续头或45°立卧转换头可选。

力丰(集团)有限公司Eagle V9欧吉索（OPS-INGERSOLL）高速立加。主要看点，为钢件加工设计，龙门双驱。C轴直驱，26000r/min功率25kW新一代HSK主轴具备优异热稳定性，大幅减少预热时间，托盘可自动从左侧或右侧装卸而不影响操作，也便于和不同类型机器人匹配，甚至刀具管理系统也可以整合到同一机器人中，五轴版本可配置新研发的B/C轴转台。

株式会社FUJI模组式加工设备DLFn。主要看点，经公司50年的实际经验总结潜心研发，有铣钻模组和车削模组两类，可自由组合切换，还可方便实现与其它特殊模组（如在线检测、镭射打码机、清洗模组等）的组合应用，单模组宽度仅450mm，体积虽小但并不降低加工能力，自主研发的易操作系统，单个模组单元设有内藏式机械手。

东风设备制造有限公司DL500高速立加。主要看点，四轴联动（X/Y/Z/A），伞形刀库。

成都普瑞斯数控机床有限公司PX500五轴叶片加工中心。主要看点，专利的总体布局，均衡的运动质量分布，无隙滚子蜗轮传动的高刚性B轴，主轴预紧液压两档可编程自动可调，工件两端同步驱动，断电时工件远离刀尖的保护功能。

达佛罗AXILE G6五轴立加。主要看点，高架桥式小龙门结构，双耳轴可倾转台，SMT智能加工技术，ART可信赖性（应用）技术。

北京精雕科技集团有限公司JDMR600_A15SH高速加工中心。主要看点，高架桥式龙门结构，可倾转台，主轴最高转速20000r/min，具有在机测量和智能修正功能，可实现工件自动摆正和加工面特征坐标系重建，能够将DT（Digital Twin数字孪生）和RTCP（回转刀具中心点）无缝集成的智能SurfMill软件。

达佛罗企业有限公司AXILE G6五轴立加。主要看点，主轴最高转速20000r/min，符合工业4.0制造环境要求，专利的智能加工技术（SMTTM）和可信赖性（应用）技术（ARTTM）。

东风设备制造有限公司DZ40高速卧加。主要看点，三直线轴叠加布局，四轴联动（A或B或A+B），顶置式盘形刀库，非加工区与加工区完全隔开，带故障诊断、防撞、刀具信息识别智能功能。

东刚精密机械有限公司VLB-10i立加。主要看点，有限元分析优化的高刚度结构，三轴联动，主传动两档齿轮变速，适应低速重载和高速轻载工况。

东台精机股份有限公司HB-630u卧加。主要看点，三轴+分度转台，10000r/min电主轴，重载全周环抱式夹紧分度转台，自动工作台交换，可配置弹性制造系统。

宁波海天精工股份有限公司CFM-40立式小五轴立加。主要看点，龙门结构，可倾转台，闭环控制，刀具和工件自动测量功能，直驱转台，人体工程学设计方便作业。

宁波海天精工股份有限公司HF125H五轴卧加。主要看点，A摆头双电机消隙驱动B轴转台结构，A、B轴采用复合化专用精密轴承，标配用于难切削材料高刚性大扭矩电主轴，适合干式和湿式加工。

秦川机床工具集团股份公司HMC80卧加。主要看点，X/Y/Z/B四轴联动，大扭矩主轴，快速换刀装置，可选配不同工位数交换工作台。

崴立机电CA-1165三轴立加。主要看点，C型总体布局，Y轴四硬轨高刚度设计，减少立柱变形的肩载式刀库结构，双重冷却主轴齿轮变速箱，导轨及重要结合面经手工刮研。

协鸿工业股份有限公司5A-65E五轴立加。主要看点，三轴叠加式加可倾转台总体布局，高刚性的X轴阶梯导轨及全程支撑Y轴结构设计。

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