中國機床工具工業(yè)協(xié)會 杜智強 婁曉鐘
重型機床是一個國家基礎(chǔ)制造實力的體現(xiàn)之一。雖然重型機床市場需求自2012年以來持續(xù)遇冷,但在歐美“再工業(yè)化”和中國倡導(dǎo)的“一帶一路”的共同影響下,受有關(guān)國家或地區(qū)的基本建設(shè)興起的作用,重型機床市場需求或逐漸回暖。本屆展會重型機床企業(yè)和展品主要集中在13號館,27號館、26號館、14號館等,與EMO2013展會布置基本相當(dāng)。
由于大型擺角銑頭技術(shù)的日漸成熟,其品種增加,功率和轉(zhuǎn)速也不斷提高。傳統(tǒng)的重型機床及大型機床配備了各種不同形式的銑頭等部件后,使得其復(fù)合功能得以增強,高速切削得以實現(xiàn),提高了切削效率和加工質(zhì)量。各種傳感器的應(yīng)用,對各種機床狀態(tài)的監(jiān)控,使重型機床具備了智能化元素。如希斯(SCHIESS)公司為重型機床提供的“Intelligent Accessories(智能附件)”,具有采用機器人自動更換鏈式刀庫、盤式刀庫、機架式刀庫銑頭的換刀系統(tǒng),可定制冷卻液和濾芯的處置管理及擴展的保護裝置等功能。而“The SCHIESS Life Cycle Service Management guarantees(生命周期服務(wù)管理保證)”的出現(xiàn),使機床具有了快速工件編程、快速程序優(yōu)化、安全快速遠程維護、振動分析、診斷系統(tǒng)的評價、錯誤消息和錯誤歷史的評估、預(yù)防性維護建議等功能。
在本屆展會上,一些老牌重型機床企業(yè),如已在Herkules集團旗下的德國濟根(Waldrich Siegen),以及北一機床旗下的科堡(COBURG)和沈陽機床集團的希斯(SCHIESS)都設(shè)有展臺,但科堡和希斯都繼續(xù)保持各自品牌的獨立運行及影響力。和歷屆展會一樣,重型機床由于其重量重、體積大,一般鮮有整機實物展出。像德國濟根、意大利帕瑪(PAMA)、菲迪亞(FIDIA)等往往都展出重型機床的一部分,如橫梁刀架部件、滑枕銑頭部件等。但本屆展會上,大型機床(如加工直徑1250mm左右的立式車銑復(fù)合機床,加工直徑1000mm左右的臥式車床、臥式車銑復(fù)合機床等)實物展品不少。下面重點介紹幾臺典型展品來了解一下重型機床及大型機床的發(fā)展。
(1)PAMA 意大利PAMA(帕瑪)公司成立于1926年,目前在羅韋雷托和布雷西亞設(shè)有制造工廠。產(chǎn)品的主要零部件均由PAMA自行生產(chǎn),憑借其悠久的企業(yè)歷史和技術(shù)領(lǐng)先的產(chǎn)品,PAMA在全球享有盛名。目前其主流產(chǎn)品包括六大類:
? SPEEDMAT HP – 多任務(wù)加工中心
? SPEEDMILL – 臥式落地銑床
? SPEEDRAM HP – 落地式鏜銑床
? SPEEDRAM – 落地式鏜銑床
? VERTIRAM – 龍門加工中心
? SPEEDMAT – 鏜銑加工中心
在展會上展出的是P A M A SPEEDMILL 臥式落地銑床,它是由立柱刀架部件和刀庫組成的產(chǎn)品模型。PAMA SPEEDMILL臥式落地銑床系列包括三種基本型號,既SPEEDMILL 1000、SPEEDMILL 2000、SPEEDMILL 3000。該機床采用主軸直接驅(qū)動,用于高速加工,垂直行程可達4000 mm ,滑枕行程可達1600 mm。主要參數(shù)為:Y軸行程1800~4000mm,Z軸行程1300~1600mm,滑枕截面440mm×480mm。主軸轉(zhuǎn)速5000~8000r/min,主軸功率(S1-100%) 37~73kW,主軸轉(zhuǎn)矩 (S1-100%) 600~1210N·m。X/Y/Z軸快速移動40 m/min,線性軸加速度1~3m/s,刀庫容量40把刀。
(2)PIETROCHARANGHI 意大利PIETROCHARANGHI(皮特卡納基)公司成立于1922年,皮特卡納基公司專注于高性能的機床,產(chǎn)品的出口率占總值的90%左右,主要的用戶分布在歐洲、美國、中國、俄羅斯、中東和南美。主要產(chǎn)品有:立式車床、龍門移動式銑床(龍門型)、FMS柔性制造系統(tǒng)及單元。
本屆展會展出的產(chǎn)品是FLEXTURN 25立式車銑復(fù)合加工中心,該機床的設(shè)計結(jié)合了皮特卡納基立式車床的典型特點:高剛度和高精度及最先進的銑削特性,具有立式銑削和車削復(fù)合加工工件的能力。在保留了皮特卡納基立式車床的所有特性的同時,具有結(jié)構(gòu)緊湊(與標準加工中心相比)、易于裝運、占地面積小、模塊化、配置靈活性、易于維修以及符合人體工程學(xué)的設(shè)計等特點。該機床可安裝任何堅實的車間地面上,降低基礎(chǔ)成本。FLEXTURN 25有2種結(jié)構(gòu)形式:固定式橫梁和移動式橫梁(W軸)。主要參數(shù)為:車削工作臺直徑1600/1800/2000 mm,工件回轉(zhuǎn)直徑2500mm。轉(zhuǎn)動功率60(120)kW,轉(zhuǎn)動速度 400/350 r/min,轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩21kN·m,車削高度1100(1400)mm。橫梁移動1400(1700/2000)mm,(橫梁-連續(xù)夾緊位置)W軸 400(700/1000)mm。銑削功率 30kW,銑削速度6000~10000r/min,銑削轉(zhuǎn)矩939N·m。
(3)FIVES 法國FIVES(法浮)集團旗下的機床制造公司囊括了如下著名品牌Cincinnati(辛辛納提)、 Giddings & Lewis(吉丁斯&劉易斯)、Forest-Liné(弗雷斯特-里內(nèi))、Liné Machines(里內(nèi)機器)、Rouchaud(魯紹)等,其產(chǎn)品覆蓋了航空、汽車、航天、能源機械、鐵路等領(lǐng)域,主要產(chǎn)品包括:立式加工中心、臥式加工中心及加工單元、臥式翻板加工中心、龍門式車銑加工中心、大型落地鏜銑中心、復(fù)合材料加工設(shè)備及專機等。在本屆展會上展示了一臺Forest-Liné(弗雷斯特-里內(nèi))的flexiax V立式五軸加工中心。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為定梁龍門形式,立式主軸滑枕,具備高剛度和高精度、大轉(zhuǎn)矩和高轉(zhuǎn)速主軸、大流量高壓力冷卻液系統(tǒng),主要用于飛機結(jié)構(gòu)的復(fù)雜零件的粗加工或精加工。主要參數(shù)為:工作臺(托盤):直徑1600mm,承重:5000kg。行程(X/Y/Z):1950/2000/1000mm。銑頭擺角(C/A):N×360 o/±110 o;主軸:電主軸HS5 ;最大功率(S1):105kW;最大轉(zhuǎn)矩(S1):1000 N·m;速度:10000r/min。
(4)ZIMMERMANN 德國ZIMMERMANN(茲默曼)公司自1933年創(chuàng)辦以來一直致力于特殊型面的銑削加工,主要涉及不同材料外部輪廓的切削及修正。FZ系列產(chǎn)品具有通用性、高精度和高可靠性,主軸、銑頭、機械設(shè)計和驅(qū)動技術(shù)的完美匹配使其適合于廣泛的應(yīng)用場合,如航空航天、軌道交通、汽車及模具行業(yè)的鋼件、鑄件的精加工,鋁合金件的高性能加工,復(fù)合材料的高精度加工等。據(jù)茲默曼介紹其產(chǎn)品中的一半供向航空航天業(yè),40%供向汽車和模具業(yè)。
在本屆展會上展出的產(chǎn)品是其FZ系列中的FZ40緊湊型五軸龍門加工中心,該產(chǎn)品是專為加工硬質(zhì)材料和鋁合金材料設(shè)計的。機床固有的剛性結(jié)構(gòu)允許進行五軸聯(lián)動高速加工。這種緊湊型結(jié)構(gòu)的機床,其堅實的鑄造基座不需要地基,可以安裝在任何堅實的車間地面上。機床工作臺集成在鑄造的基座中,允許的最大載荷為16t。F40緊湊型龍門工中心的8個底座元件減少了振動,這是工件高精度和最佳表面質(zhì)量的基本要求。此外,側(cè)壁填充特殊阻尼混凝土混合物進一步提高了機床性能。機床工作區(qū)域是完全封閉的,工作臺為固定式。機床移動部分由增強型Z軸滑枕和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的高架橋式龍門組成。配備新研發(fā)的叉型動態(tài)兩軸銑頭VH60,由于其整體鑄造設(shè)計,具有非常高的溫度穩(wěn)定性。此外,振動和振動阻尼也減少到最小,保證了更精確的加工結(jié)果。高達102kW的功率和575N·m的轉(zhuǎn)矩以及HSK-A100刀柄提供了最佳性能。A軸和C軸的無間隙驅(qū)動實現(xiàn)了精確的定位精度和重復(fù)定位精度。主要技術(shù)參數(shù)為:工作行程(X/Y/Z):2400/2900/1250mm,工作臺尺寸(長×寬×高):2500mm×3250mm×600mm,工作臺承載800kg/m(最大16000kg/m),進給速度(X/Y/Z)60 m/min,加速度(X/Y/Z)5m/S。
VH60銑頭:旋轉(zhuǎn)軸扭矩,聯(lián)動時A/C軸:最小3000N·m;夾緊時A軸:5600N·m,C軸:6000N·m。旋轉(zhuǎn)范圍A軸+125o/-95o;C軸±300 o。旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動:進給速度A/C軸360 o/s;加速度A/C軸700 o/s;分辨率A/C軸0.000l o。精度:定位精度A/C軸 10″;重復(fù)定位精度A/C軸 6″。主軸:主軸功率 Sl (100 %)93 kW,S6 (40 %/2 min)102kW ;主軸轉(zhuǎn)速 8000 r/min ;主軸轉(zhuǎn)矩 Sl(100 %) 444N·m、S6 (40 %/2 min)575N·m。
(5)FFG FFG (友嘉集團)成立于1979年,集團總部位于臺北市,近年來以并購世界諸多機床制造企業(yè)而著稱,2017年號稱為全球前三大數(shù)控機床集團之一,全功能數(shù)控機床全球用戶達6萬臺,旗下共有37個品牌。生產(chǎn)基地達50個,分布在全球10個國家。設(shè)有三大事業(yè)群,分別是工具機事業(yè)群、產(chǎn)業(yè)設(shè)備事業(yè)群、綠能事業(yè)群。在工具機事業(yè)群部分,主要從事各式立/臥式車床和銑床、五軸加工中心等機床的設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)及銷售。
本屆展會上FFG展出旗下SNK(新日本工機)的HPS120A 5AXIS TITANIUM 臥式5軸輪廓加工機床(鈦),該產(chǎn)品可用在航空等行業(yè)中,加工鈦等難加工材料上,具有能夠經(jīng)受住強大切削力的高剛性構(gòu)造和臥式構(gòu)造防止難削材料的切屑干擾。采用了能夠使重加工時產(chǎn)生的低周波振動迅速衰減的導(dǎo)軌,高剛性的主軸頭搭載了高轉(zhuǎn)矩的主軸。裝備了在鈦加工中必不可缺的大容量冷卻油箱與高效率清除切屑的冷卻水噴頭。翻轉(zhuǎn)工作臺可以在水平狀態(tài)下固定工件后,使工作臺和工件直立起來后進行加工。由于切削處的鐵屑可以立刻排出,能夠防止因鐵屑淤積而損傷刀具。主要技術(shù)參數(shù)為:工作臺尺寸(長×寬)3048×1220mm(4300×1220mm),工作臺最大承載重量 4000kg,工作臺行程3150(4460)mm。主軸頭上下移動行程1400mm,立柱前后移動行程1000mm。主軸旋轉(zhuǎn)角度±90o,主軸頭座旋轉(zhuǎn)角度±360o,主軸轉(zhuǎn)速40~5000r/min,主軸用電動機功率37/30kW。
雖然現(xiàn)在對未來制造技術(shù)的內(nèi)容還有不同的解讀,但高性能、全功能和智能化的制造需求滿足度一直是衡量制造技術(shù)的基本標準。作為未來制造系統(tǒng)控制核心的數(shù)控系統(tǒng)和測量儀器就像人的大腦、神經(jīng)和感知器官一樣,是未來制造技術(shù)的核心。數(shù)控系統(tǒng)和測量儀器的發(fā)展也是助力制造技術(shù)向智能化和未來發(fā)展的助推器。本屆展會上,數(shù)控系統(tǒng)和測量儀器展品成系統(tǒng)地展示了產(chǎn)業(yè)界對未來制造技術(shù)的最新研究成果和理解。
(1)數(shù)控系統(tǒng) 在EMO2017上西門子展示新的和擴展的數(shù)字化、經(jīng)典服務(wù)與識別和利用機床附加生產(chǎn)潛力的新功能。機床公司使用新的數(shù)字化檢查服務(wù),可通過制造信息技術(shù)服務(wù)了解制造園區(qū)的數(shù)字化能力情況。以虛擬調(diào)試作為服務(wù),機床制造商(OEM)加快調(diào)試和上市時間。新的數(shù)字化檢查作為一種服務(wù),利用此項服務(wù)對園區(qū)內(nèi)控制設(shè)備的數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場記錄和分析,對實現(xiàn)數(shù)字化的最佳連接策略提出建議。
對于機器制造商來說,真正的調(diào)試可以加速到70%。此外,機械開發(fā)和電氣設(shè)計部門通過并行合作,而不是之前按先后順序進行,這樣節(jié)省了時間。
新的西門子和SINAMICS驅(qū)動控制技術(shù),面向車間使用shopmill和ShopTurn編程軟件??蛻魧⑹芤嬗跍p少停機時間,縮短加工周期,更可靠的備件供應(yīng),提高加工精度和質(zhì)量,以及簡化編程與操作。
西門子與源訊合作開發(fā)的“Manage MyMachines”應(yīng)用程序,將成為進入數(shù)字化業(yè)務(wù)的敲門磚。該程序提供了一個插件“Manage MyMachines/WorkingOrdering”,通過該插件可將“M a n a g e MyMachines”應(yīng)用程序與OEM具體的SAP ERP業(yè)務(wù)流程相連,“Manage MyMachines”也可以采集計劃內(nèi)的機床維護以及計劃外的停機等信息。“Manage MyMachines/WorkingOrdering”可自動將這些事件與SAP ERP進行同步,將相關(guān)任務(wù)分配給服務(wù)人員?!癕anage MyMachines”能輕松快速地將Sinumerik 840D這樣的機床數(shù)控系統(tǒng)與MindSphere相連,為用戶提供來自聯(lián)網(wǎng)機床的信息。該應(yīng)用程序能采集、分析和顯示相關(guān)機床數(shù)據(jù),使用戶能清晰地了解機床的當(dāng)前及歷史狀況,從而縮短機床停機時間,優(yōu)化服務(wù)和維修流程,提高生產(chǎn)力。
西門子公司還聯(lián)合機床制造商H E L L E R開發(fā)應(yīng)用程序“HELLER4Services”。Heller公司將生產(chǎn)系統(tǒng)與云平臺相連,使該公司在工業(yè)4.0進程中邁出了一大步。“HELLER4Services”是“HELLER4Industry”理念的一部分,該理念要求將業(yè)務(wù)活動與價值鏈數(shù)字化相結(jié)合。作為在MindSphere中MindApp的模塊,它涵蓋了數(shù)字化服務(wù),可降低機床生命周期中的維護和服務(wù)成本。這產(chǎn)生了預(yù)防性維護項目,可確保及時預(yù)防業(yè)務(wù)中斷和代價高昂的停機等狀況?!癏ELLER4Services”是通過“HELLER服務(wù)界面”對機床數(shù)據(jù)和相關(guān)圖形進行評估的。該應(yīng)用程序從而可提供全方位的機床狀況視圖,針對每一個時間段進行數(shù)據(jù)分析,并同步生產(chǎn)階段的流程數(shù)據(jù)與發(fā)生的錯誤信息。
FANUC公司繼續(xù)展示其面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的FIELD system,這在前面已經(jīng)詳細敘述了,這里就不重復(fù)了。
FANUC公司的展示側(cè)重于解決方案、性能和能力的展示?,F(xiàn)場展出了不少機床解決方案簡化結(jié)構(gòu),使參觀者形象的了解FANUC數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用情況。另外,F(xiàn)ANUC公司一如既往地展示其全系列的數(shù)控系統(tǒng)、伺服裝置和電機等,顯示其在軟硬件方面的實力。
(2)測量儀器 測量儀器是EMO上需要特別關(guān)注的領(lǐng)域,未來的智能化制造離不開數(shù)字化、智能化的測量儀器和系統(tǒng),更缺不了與其進行數(shù)據(jù)和信息的交換。在工業(yè)4.0背景下的測量技術(shù),已經(jīng)涵蓋從深入機床部件的測量、監(jiān)控傳感器,到在機、在線測量儀器,到制造系統(tǒng)層次的測量信息管理系統(tǒng),有如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一樣實時監(jiān)控著智能制造系統(tǒng)的運行。
2008年至2012年,馬波斯公司先后收購了刀具監(jiān)控領(lǐng)域的ARTIS公司,沖壓及冷成形監(jiān)控領(lǐng)域的BRANKAMP公司及磨削過程監(jiān)控領(lǐng)域的DITTEL公司,加上馬波斯原有的機床振動、溫度、主軸熱伸長等傳感器技術(shù),使得馬波斯在機床狀態(tài)及加工過程監(jiān)控領(lǐng)域具有全面的產(chǎn)品線。
在磨削領(lǐng)域,除了磨削在線量儀、砂輪在線平衡系統(tǒng)、AE磨削過程監(jiān)控系統(tǒng)以外,馬波斯展出了最新的產(chǎn)品BLú。BLú由一系列功能節(jié)點組成。通過由主控節(jié)點控制的單一總線,所有節(jié)點互相連接,從而形成一個獨立網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)主控節(jié)點通常放置在機床電控柜里。按照不同的控制功能要求,單獨的功能節(jié)點被設(shè)定為輔助節(jié)點,用來控制以下功能:附加的物理I/O,測量頭測桿收張,用于定位的馬達,更換不同的控制系統(tǒng)(測量頭或平衡頭),讀取數(shù)字傳感器信號等。
在車削、銑削領(lǐng)域,馬波斯此次發(fā)布了TMU RO刀柄跳動監(jiān)測模塊(適用于加工中心),跳動檢測系統(tǒng)可檢測出最小10μm,重復(fù)精度可以達到±2μm,檢測范圍0.7mm,檢測時間600ms,檢測轉(zhuǎn)速最高為700r/min;機床保護產(chǎn)品-TP-02功率過載模塊/VM-02碰撞保護模塊/CMS-02碰撞保護模塊(適用于所有機床);VM-03模塊同樣采用了振動傳感器,與VM-02不同的是,除了可以監(jiān)測過載和碰撞以外,還可以實現(xiàn)X/Y/Z三軸的重力加速度g值,用于監(jiān)控轉(zhuǎn)動部件內(nèi)的沖擊能量(此傳感器內(nèi)置了一組溫度傳感器);可以實現(xiàn)簡單的過程監(jiān)控,優(yōu)化加工過程;產(chǎn)品加入了頻譜分析的功能,分析數(shù)據(jù)可用于機床的預(yù)測性維護。
GEM過程監(jiān)控(刀具監(jiān)控)系統(tǒng)(適用于車銑類機床)結(jié)合了ARTIS產(chǎn)品30多年的用戶體驗,使得該系統(tǒng)具備了非常高的自動化。硬件連接及軟件連通后,幾乎不需要人為干涉即可以完成自動學(xué)習(xí),自動設(shè)定調(diào)整各報警界限等等,使得監(jiān)控復(fù)雜的加工過程變得簡單,對于操作者的技術(shù)要求大大的降低。
在智能工廠及工業(yè)4.0方面,ARTIS的過程監(jiān)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)將車間的200多臺機器和數(shù)據(jù)服務(wù)器連接起來。監(jiān)控系統(tǒng)對機器加工狀態(tài)進行實時監(jiān)控,并且將監(jiān)控的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器上。通過C-Thru4.0軟件生成各類型報告,如刀具數(shù)據(jù)報告,報警數(shù)據(jù)報告,工藝分析報告等。通過對這些數(shù)據(jù)的分析,可以優(yōu)化加工過程,提高工件的加工質(zhì)量,延長刀具的使用壽命,科學(xué)計劃設(shè)備維護。在提高車間管理效率的同時,大大降低車間的運營費用。
在沖壓及冷成形領(lǐng)域,展出了BRANKAMP公司產(chǎn)品及FACTORY NET 4.0。冷成形生產(chǎn)在線監(jiān)控應(yīng)用于緊固件行業(yè)以及沖壓行業(yè),可以起到保護機器和模具,保證產(chǎn)品質(zhì)量和輔助調(diào)機的作用。專利的雙包絡(luò)曲線功能,systometic功能和zoom功能可以監(jiān)測到微小的產(chǎn)品缺陷,模具的微小裂紋以及磨損的趨勢。 結(jié)合最先進的FACTORY NET 4.0, 使工廠真正實現(xiàn)智能化和網(wǎng)絡(luò)化。
雷尼紹公司在測量系統(tǒng)方面也展示了不少技術(shù)解決方案。重點展示的產(chǎn)品包括用于數(shù)控機床的全新接觸式掃描系統(tǒng)、用于Equator?比對儀的全新軟件(用戶可利用該軟件將比對儀全面集成到數(shù)控機床中)、可簡化機床測頭測量應(yīng)用的全新機內(nèi)和移動應(yīng)用程序、用于加工中心的非接觸式增強型對刀儀、全新多測頭光學(xué)接口系統(tǒng)、用于坐標測量機 (CMM) 的全新表面粗糙度檢測測頭,以及可增強雷尼紹XM-60多光束激光干涉儀功能的全新軟件。
采用S u p a S c a n技術(shù)的全新SPRINT系統(tǒng)可輕松集成到需要快速完成工件找正且重視總體循環(huán)時間的機床應(yīng)用中,將掃描技術(shù)的諸多優(yōu)勢帶入大眾市場。該系統(tǒng)還能夠執(zhí)行進一步的掃描功能,例如檢測工件表面的最終狀況。SupaScan技術(shù)提供的工件找正循環(huán)即使在高速進給率(G0)的情況下,也能對工件進行精確測量,是用于工件找正的最快速的機床測頭解決方案。與標準高速觸發(fā)式循環(huán)相比,SupaScan在典型的工件上進行測試時的循環(huán)時間縮短達70%以上。
專為雷尼紹Equator?比對儀開發(fā)的全新IPC(智能化制程控制)軟件,可實現(xiàn)CNC加工過程中刀補更新的全自動化操作??商岣呔芄ぜ募庸つ芰?,縮短設(shè)定和制程調(diào)整時間,以及與自動化系統(tǒng)集成。全新IPC軟件可持續(xù)監(jiān)控和調(diào)整加工操作,確保工件尺寸接近標稱值且在控制范圍內(nèi)。能夠快速修正任何加工尺寸的漂移,提高工件質(zhì)量和制造能力,并降低廢品率。Equator比對儀安裝在數(shù)控機床附近,允許在生產(chǎn)期間進行快速測量和制程調(diào)整,避免時間延遲或過多依賴成品(完工)檢驗。
雷尼紹還推出適用于加工中心的NC4非接觸式對刀解決方案?;诂F(xiàn)有NC4系統(tǒng)的高度成功和成熟可靠的設(shè)計,該增強型解決方案引入了一系列附加功能和選項,以滿足快速發(fā)展的生產(chǎn)環(huán)境的需求。增強型NC4系統(tǒng)由NC4非接觸式對刀儀和NCi-6接口組成,提供了一種高速、高精度解決方案,用于在一系列三軸和五軸加工中心上確定刀具幾何尺寸、檢查刀具狀況以及跟蹤刀具熱變形。
用于機床測量系統(tǒng)的全新OMM-2C多測頭光學(xué)接口系統(tǒng)也在展會上亮相。這款主軸安裝式接收器提供了一種緊湊、便利的解決方案,可安裝多達3個雷尼紹機床用觸發(fā)式測頭,通過單一接口傳輸光學(xué)信號,確保在任何工作環(huán)境下都能可靠運行。OMM-2C接收器采用雷尼紹“調(diào)制”光學(xué)傳輸技術(shù),具有很強的抗光干擾能力,而可選配的集成吹氣系統(tǒng)確保了接收器窗口清潔、無切屑,從而實現(xiàn)不間斷的系統(tǒng)通信。
雷尼紹還在EMO2017上發(fā)布全新改進的SFP2表面粗糙度檢測測頭;該測頭適合在CMM上與雷尼紹REVO五軸測量系統(tǒng)配套使用。全新SFP2測頭允許多類型傳感器REVO系統(tǒng)的用戶在單臺坐標測量機上將表面粗糙度測量和尺寸檢測功能完全結(jié)合在一起,相較于需要單獨進行操作的傳統(tǒng)檢測方法而言,具有不可比擬的優(yōu)勢。SFP2系統(tǒng)由測頭和一系列模塊組成,能夠與REVO的其他測頭自動交換,提供觸發(fā)式、高速接觸式掃描和非接觸式影像測量。由多個傳感器采集的數(shù)據(jù)自動參照同一基準。
全新CARTO 2.1軟件是基于雷尼紹XM-60多光束激光干涉儀開發(fā)的,具有重要的“自由運行模式”新功能。XM-60校準系統(tǒng)的用戶可利用全新“自由運行模式”,在無需定義目標位置甚至目標數(shù)量的情況下立即采集數(shù)據(jù)。該軟件顯示相對于直線位置的直線度(水平和垂直)、俯仰、扭擺和滾擺誤差。用戶可以通過手動(使用鍵盤按鍵)、自動(基于位置穩(wěn)定性)或持續(xù)(按用戶定義的步長在連續(xù)運動中采集)模式進行數(shù)據(jù)采集。
切削刀具在傳統(tǒng)意義上一直不像機床與數(shù)字化和信息化聯(lián)動那么頻繁,但隨著制造系統(tǒng)的進步,特別是制造需求的不斷提升,切削刀具制造領(lǐng)域?qū)θ谌胫圃旎ヂ?lián)世界的動作不斷,開始從切削刀具的角度思考和實踐提升制造效率和質(zhì)量的技術(shù)升級方向。在促進切削刀具及工具系統(tǒng)整體提升的同時,也反作用在制造系統(tǒng)演進過程上,豐富和完善對未來制造技術(shù)的研究。
(1)山特維克可樂滿 Let’s connect now! 是本屆EMO展會上,山特維克可樂滿公司提出的口號。其寓意不言而喻,無論從技術(shù)層面的信息互聯(lián),還是在商業(yè)層面的聯(lián)系合作,切削刀具制造商與用戶的聯(lián)系和結(jié)合日益緊密。從其產(chǎn)品和技術(shù)展示的情況看,以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的形式成為歷屆展會的主體。
PrimeTurningTM是一種新的車削方法,允許用戶從所有方向上進行車削,相比傳統(tǒng)車削方式允許使用更高的車削速度和進給,最高金屬去除率可達1260cm3/min,具有更有效的生產(chǎn)效率(生產(chǎn)效率提高50%)。PrimeTurningTM車削方式采用新的CoroTurn?Prime車削刀具和加工代碼生成器。
CoroTurn?Prime車削刀具允許加工過程中更大的靈活性,并可以提高生產(chǎn)力和提供更長的刀具壽命。CoroTurn Prime A型刀具具有三個35°的刀尖角,用于粗加工、精加工和光整加工。CoroTurn Prime B型刀具具有兩個強壯的刀尖角,可用于粗加工。CoroTurn?Prime刀具適合短小緊湊的環(huán)境,可用于車削中心、立車和復(fù)合車削機床等大批量、頻繁換刀的場合。
另一個值得關(guān)注的是進一步改進的CoroPlus?解決方案,該解決方案可應(yīng)對整個制造過程中的互聯(lián)問題,最大的優(yōu)勢在于可以使流程優(yōu)化和提高盈利能力。CoroPlus?平臺提供的解決方案可以使用戶提高制造互聯(lián)的安全性和節(jié)省時間。工具向?qū)Чδ芸杉傻紺AM軟件中,還可方便使用工具庫軟件選擇合適的刀具,自動生成加工路徑代碼。可以將刀具和物聯(lián)網(wǎng)連接的裝置使用戶能夠監(jiān)控機床加工性能,并就如何優(yōu)化加工過程作出明智的決定。基于云分析和現(xiàn)場系統(tǒng),允許用戶在加工操作中使用所有收集到的數(shù)據(jù)。
(2)WALTER WALTER公司將本次展會作為向參觀者展示未來工廠的一個機會,通過技術(shù)專家和使用者的現(xiàn)場交流分享WALTER公司在刀具創(chuàng)新、工業(yè)4.0和數(shù)字化革命方面的經(jīng)驗,可以拓展關(guān)于切削刀具、加工工藝、解決方案和新技術(shù)方面的知識。因此,展會現(xiàn)場以產(chǎn)品和技術(shù)為看點,布置了許多交流講解區(qū),并有相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)人員進行交流和講解。
除了刀具和切削技術(shù)等傳統(tǒng)領(lǐng)域,在工業(yè)4.0的推動下,WALTER公司也開始進行數(shù)字化解決方案的研究。現(xiàn)場的技術(shù)人員表示,傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的發(fā)展空間已經(jīng)很小,進入數(shù)字化、智能化制造領(lǐng)域可進一步提升與市場的結(jié)合緊密度,增加客戶粘性。WALTER公司的數(shù)字化解決方案主要是:WALTERappCom可為機床制造商提供專門的數(shù)據(jù)使用環(huán)境,實時數(shù)據(jù)分析、計算、監(jiān)控和報告等;iCut切削數(shù)據(jù)優(yōu)化軟件可每秒500次的監(jiān)測主軸功率變化,根據(jù)切削條件自動設(shè)置進給速度,與固定進給速度方式相比加工時間節(jié)省10%左右;WALTERGPS和WALTEReLibarary是應(yīng)用導(dǎo)航系統(tǒng),用來檢索產(chǎn)品和解決方案的數(shù)字化媒體;WALTERTOOLSHOP & EDI是電子商務(wù)系統(tǒng),實現(xiàn)用戶在線咨詢、購買和下單等操作,兼容不同的ERP系統(tǒng);WALTERXpress提供最短的交貨運輸,接到訂單后2~3周內(nèi)可以交貨。
功能部件在整個制造系統(tǒng)中一直占有重要地位,就像人的肌肉、骨骼和器官一樣,支撐制造系統(tǒng)的運行和實現(xiàn)相應(yīng)的功能。在數(shù)字化、互聯(lián)和智能化代表未來制造技術(shù)研究的帶動下,功能部件也在適應(yīng)和跟隨技術(shù)發(fā)展趨勢,從滿足應(yīng)用需求的角度功能部件更加細分,從應(yīng)用效果的角度,功能部件進一步集成。無論是哪種變化和發(fā)展,功能部件的研究一直緊密圍繞滿足制造需求的主線展開。
(1)傳動系統(tǒng)功能部件 數(shù)控機床應(yīng)用量最大的傳動系統(tǒng)功能部件主要是絲杠和導(dǎo)軌,本屆EMO展上,日本THK公司以最豐富的產(chǎn)品線顯示了在該領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)實力。在提高進給精度方面,THK公司展示了螺母具有冷卻功能的新型滾珠絲杠,通過熱成像畫面可以直觀的發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)滾珠絲杠相比帶冷卻功能的絲杠螺母溫度更低,對絲杠溫升影響更小。演示的相同運動條件下,螺母差在10℃左右,絲杠溫差在5℃左右,定位精度減小30%左右。
(2)裝卡系統(tǒng)功能部件 在數(shù)字化和智能化制造趨勢大行其道的背景下,裝卡系統(tǒng)功能部件也凸顯出相應(yīng)的特質(zhì)。為了適應(yīng)智能制造柔性化和自適應(yīng)要求,裝卡系統(tǒng)的柔性化、自適應(yīng),以及方便重復(fù)安裝且重復(fù)安裝精度高都成為必要選項。本屆EMO展會上,展示了不同種類的數(shù)控卡盤、中心架、數(shù)控轉(zhuǎn)臺等功能部件。其中,SCHUNK公司和SMW AUTOBLOK公司的展品最為豐富,應(yīng)用性很強。其中,SCHUNK公司的快換卡盤ROTA-S plus2.0和ROTA THW plus換爪時間60秒。SMW AUTOBLOK公司的曲軸驅(qū)動和支撐演示裝置顯示曲軸法蘭端的徑向跳動不大于0.01mm。
(3)自動化領(lǐng)域功能部件 工業(yè)4.0和智能制造帶動的自動化領(lǐng)域所需的功能部件也是展會上一大看點,不僅有利用仿生學(xué)原理開發(fā)的機械手執(zhí)行器,還有面向智能制造系統(tǒng)的自動化加工檢測、裝配系統(tǒng)等。通過上述產(chǎn)品的開發(fā),推動了工業(yè)機器人進入原來靠工人才能進行的工作環(huán)節(jié),提升了整個制造系統(tǒng)的自動化和智能化水平。
SCHUNK公司的五指機械手,模仿人手結(jié)構(gòu)(分左右手),由9個電機驅(qū)動20個關(guān)節(jié)運動,可用于模仿人手的服務(wù)型機器人應(yīng)用環(huán)節(jié)。目前有4種使用模式:握手模式、握鑰匙模式、精密握持模式(如拿針),強力模式(使用手電鉆打孔)。親測握手模式能夠自動感知握手者的大小,保持一定的握緊力,并能隨握手者移動并保持定位。還有另外一款用于工業(yè)場合的三指機械手,指面帶有傳感器(每指兩個),可以自適應(yīng)夾持球形、圓盤形、圓柱形和方形物體。
整體上看,EMO2017上反映出功能部件正向高度的機電信息一體化方向發(fā)展,精密可靠的機械結(jié)構(gòu)、分辨率高的數(shù)控驅(qū)動和豐富的傳感器感知能力,構(gòu)成了未來智能化制造所需功能部件的必備要素。
由于EMO展規(guī)模大、展品豐富,同時觀展的時間有限,還有一些領(lǐng)域的展品未能逐一介紹,但從展會的整體看,上述幾個展示特點也不同程度概括了本屆EMO想展示的核心。比如,奧地利的WFL公司是制造重型臥式車銑復(fù)合加工機床的國際知名品牌,在大多數(shù)重型機床展商鮮有實物設(shè)備參展的背景下,WFL公司展出了最新的和具代表性的M30 MILLTURN/1800mm車銑復(fù)合加工機床(具有20kW銑削主軸)和M120 MILLTURN/3000mm車銑復(fù)合加工機床(可安裝18×D智能鏜桿的刀具),也提出應(yīng)對互聯(lián)和智能制造的技術(shù)設(shè)想和方案,這與整個展會反映的趨勢性特點基本一致。
再有,像齒輪加工領(lǐng)域的,其全生態(tài)、全流程的服務(wù)體系可謂是對工業(yè)4.0的又一種解讀。還有,眾多的機床工具制造商雖然沒有提出一個自己的整體的工業(yè)4.0方案或技術(shù),但一直鉆研自己的產(chǎn)品和技術(shù),提升技術(shù)水平以融入整個制造體系中,就像路基中的石子一樣,雖不如國際大公司那樣為常人所知、所見,但作用依然不可小覷。這樣的例子還有很多,就不一一贅述了。
隨著西方發(fā)達國家再工業(yè)化和發(fā)展中國家工業(yè)化發(fā)展周期的疊加,近幾年來世界范圍內(nèi),從穩(wěn)定和復(fù)蘇經(jīng)濟的角度,各國都對工業(yè)和裝備制造業(yè)的發(fā)展格外重視。歐美提出的物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0等發(fā)展戰(zhàn)略,是在其已經(jīng)完成工業(yè)化進入信息化后再實現(xiàn)信息化背景下,工業(yè)化提升形成的戰(zhàn)略發(fā)展考量。而這次再工業(yè)化既要適應(yīng)人口老齡化對消費總量和模式影響帶來的需求側(cè)變化(追求品質(zhì)、數(shù)量少、多樣化、節(jié)能、環(huán)保等),又要面對和解決人口老齡化對勞動力供給和生產(chǎn)方式影響帶來的供給側(cè)變化(工作能力下降、知識短缺、工作條件提高、工作時間縮短等)。因此,物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0等西方再工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略的重點是,利用互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)實現(xiàn)知識和信息的最大程度共享來減少個人對知識占有的不利影響,同時提升制造系統(tǒng)的自動化、智能化水平,彌補勞動力數(shù)量缺失和質(zhì)量下降對生產(chǎn)效率和成本的不利影響,鞏固和提升競爭力。EMO2017呈現(xiàn)出的以工業(yè)4.0為代表的解決方案大爆發(fā)正是順應(yīng)近一段時期歐美地區(qū)社會經(jīng)濟環(huán)境的變化,以及響應(yīng)上述消費市場需求變化趨勢而形成的。隨著中國裝備制造業(yè)走出去步伐的加快,對于想進入歐美市場的中國機床工具產(chǎn)業(yè)來說,也必須了解、適應(yīng)和響應(yīng)這一市場環(huán)境變化趨勢。
對于發(fā)展中國家,特別是中國和中國機床工具產(chǎn)業(yè)來說,歐美正在開展的再工業(yè)化進程對我們也是有利好和利弊兩方面的影響。利好的方面,新知識的形成都要經(jīng)歷積累、借鑒、提煉和發(fā)展的過程,無疑歐美的再工業(yè)化對還未完成工業(yè)化的我們是個很好的參考,我們可以在借鑒其工業(yè)化和再工業(yè)化經(jīng)驗教訓(xùn)的同時,與其同步開展工業(yè)化與信息化的深度融合研究,提升我們完成工業(yè)化的水平,降低推進工業(yè)化的難度,也避免了從工業(yè)化進入信息化再進行工業(yè)化提升的這一漫長過程。弊的方面是我們和歐美發(fā)達國家在基礎(chǔ)制造能力、技術(shù)儲備和產(chǎn)業(yè)環(huán)境等方面存在明顯的差距。我們的工業(yè)化與歐美的再工業(yè)化屬于隔代競爭,在我們?nèi)〉米汾s優(yōu)勢的同時,也應(yīng)該注意到對方存在的先發(fā)優(yōu)勢和比較優(yōu)勢。需要引起我們十分關(guān)注的是,在沒有完成工業(yè)化的時候,如果完全采取照單全收的跟蹤模仿策略不僅不利于解決當(dāng)前中國經(jīng)濟、市場和產(chǎn)業(yè)所面臨的問題,還會形成多要素依賴模式,損害核心競爭力的形成,不利于建立公平合理的經(jīng)濟和貿(mào)易關(guān)系。如前所述,歐美再工業(yè)化戰(zhàn)略是為了解決歐美面臨的現(xiàn)實問題,有它產(chǎn)生的背景和條件。我們與歐美面臨的問題有一定相似之處,但差異也很明顯。比如,我們雖然面臨人口老齡化和勞動力成本上升等問題,但我們?nèi)鐣a(chǎn)效率遠低于歐美,勞動力成本上升的問題可以由提高效率和產(chǎn)出質(zhì)量彌補;職業(yè)教育發(fā)展滯后,勞動力的結(jié)構(gòu)性過剩和短缺同時存在。這些問題和環(huán)境因素都不是工業(yè)4.0等歐美再工業(yè)化戰(zhàn)略所考慮和對癥的,盲目照搬不僅會水土不服,任其發(fā)展還會產(chǎn)生“上了別人的機器,下了我們的人”的問題。因此,我們的工業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略首先要從中國國情出發(fā),以形成自主可控的核心競爭力出發(fā),走有利于持續(xù)健康發(fā)展的工業(yè)化發(fā)展道路。
從本屆EMO圍繞互聯(lián)、數(shù)字化和智能化制造等主題展示的歐洲地區(qū)制造技術(shù)創(chuàng)新趨勢看,實現(xiàn)我國制造業(yè)和機床工具產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略的幾點啟示如下。
從應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新層面看,創(chuàng)新要有戰(zhàn)略目標,不能太分散,要有前瞻性。如,德國幾年前根據(jù)區(qū)域發(fā)展情況提出工業(yè)4.0戰(zhàn)略,在此大方向下,這幾年不同層面開展了不同形式的實踐性研究,以致現(xiàn)在產(chǎn)生了初步成果。確定目標后要開闊創(chuàng)新路徑,允許條條大路通羅馬,允許不同技術(shù)路線的競爭比較,加大市場配置資源對創(chuàng)新的引導(dǎo)和激勵作用。創(chuàng)新不是個短期行為,要有長期迭代式創(chuàng)新的準備,特別是在考核、評估和市場監(jiān)管中要給予關(guān)注,保障長期的真創(chuàng)新行為,遏制短期的假創(chuàng)新行為。
企業(yè)是經(jīng)濟運行中最活躍的主體,機床工具產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新要堅持企業(yè)為主體的創(chuàng)新模式,從分析制約和阻礙企業(yè)創(chuàng)新的問題入手,改革和調(diào)整這些不利于企業(yè)創(chuàng)新的短板和問題。對比中外企業(yè)在創(chuàng)新上的表現(xiàn),同樣屬性的企業(yè)對創(chuàng)新的態(tài)度和結(jié)果都大不相同,造成這些差異的深層次問題是應(yīng)該進行改革和調(diào)整的問題點。這樣才有利于培育適合企業(yè)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的氛圍,實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略?!?/p>