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JIMTOF2018东京国际机床展观感(附图)

中国机械工业联合会机经网  发布时间:2018-12-27 15:34:04  来源:中国机床工具工业协会


2018年11月1-6日,JIMTOF2018国际机床展(简称“东京展”)在日本东京隆重举行。笔者随中国机床工具工业协会参观团观摩了这次盛会并考察了部分日本机床制造企业,收获颇丰、不虚此行。

  2018年11月1-6日,JIMTOF2018国际机床展(简称“东京展”)在日本东京隆重举行。笔者随中国机床工具工业协会参观团观摩了这次盛会并考察了部分日本机床制造企业,收获颇丰、不虚此行。

  东京展作为世界四大机床展之一,不以规模见长,展商主要以日本企业为主,却具有高端精致的特点。以我们这些从事机床制造的业内人员来看,其基本可以代表目前世界机床制造技术的先进水平。马扎克、安田、森精机、牧野、大隈等世界知名企业携最新技术和产品悉数参展,可谓一次难得的观摩学习机会。现将此次日本之行的收获和体会总结如下。

  

  复合集约机床功能强大

  展品反映出机床向专用和复合两个方向发展,专用并非是组合机床,而是通过自动化、专用卡具等实现一致性较好的高效加工。虽然目前大部分机床仍以单一功能为主,但随着最新技术推广应用、零件复杂程度的增加和精度要求的提高,在一台机床上集成复合车、铣、滚齿、测量、清洗等多种功能成为可能。

  在本次展会上大隈和马扎克就展出了这样的超级复合机床。大隈的MUTUS U400集成了车铣加工、激光淬火、齿轮加工和检测等功能,将跨界工艺集成在一台机床上,大幅减少了零件的加工工序、提高了加工精度和效率。马扎克展出的e-1250V/8S复合加工机床,集车削加工、五轴联动铣削加工、滚齿加工和测量等功能于一身,一次装卡可加工完成极其复杂的零件。

  

  这种高技术复合机床除了在硬件结构进行巧妙的设计构思,更难的在于多种功能的控制系统和加工软件的整合贯通,需要具有一定的技术能力来完成。

  单机自动化单元成为趋势

  在生产效率不断提高以及劳动力资源不足等因素影响之下,自动化生产线作为解决方案,引起了工业领域的高度重视。本届展会的大部分展机配有桁架机械手或者移动机器人,形成柔性生产线或柔性单元。机床和自动化系统的集成展示,以及AGV与机器人集成的无人加工管理系统成为展会亮点。

  与以往柔性单元不同的是,机床与机器人深度融合,关节机器人就像手臂一样“长”在机床上,完成零件、夹具的自动装夹取放以及清洗等任务,极大提升了机床自身的自动化水平。AGV与机器人集成的无人化加工管理系统,可以实现料仓自动搬运、自动上下料、自动刀具交换、自动检测、自动开关机床门甚至自动触摸操作面板操作机床进行控制,实现无人化工厂管理。

  

  展会上还有很多车床、加工中心等与关节机器人的配搭展示,预示着今后随着机床加工能力的扩展,尤其是五轴加工中心的普及,加之夹具技术的发展,单机也会在自动化领域发挥越来越强大和独特的作用。

  增减材复合、摩擦焊接技术日益成熟

  3D打印(增材制造)技术已经在许多行业得到较成熟应用。在2015年EMO展和2016年东京展上看到少数机床厂推出了增材和减材集成的数控机床,而本届展会展示该类机床的企业越来越多,如德马吉、马扎克、大隈、沙迪克、GF加工方案、东芝等,从现场展示的各领域应用的产品可以看出这项技术已趋成熟。

  金属增材技术即将或者说已经改变了传统金属零件制造的概念。以前我们无法想象或很难通过金属切削加工实现的零件结构,现在已经能够通过增材技术实现。甚至在某些领域,其材料金相组织性能、小余量的净近成形等已超越传统减材加工。下图为展出的部分增材制造零件。

  

  展会上所展示的金属增材技术主要有两种形式:一种是采用送粉式的激光沉积式增材制造,这种模式适合于结构开放式或用于受力零件的增材制造,也适合与减材功能集成为增减材复合机床,将零件从增材到减材加工在一台设备上完成,极其适合一些重要零件的局部增材和修复加工。另一种金属增材的形式是铺粉后激光熔融,适用于封闭结构内部结构复杂的零件增材制造。下图是大隈的3D增减材复合机床。

  

  还有一种近几年逐渐发展起来的新的加工方式:摩擦焊接及铣削加工复合机床,极其适合一些在封闭内腔里需要布置复杂通道的特殊零件,通过零件的前期铣削加工,再组合起来对配合缝隙进行摩擦融合焊接,最后再对零件进行精密机械加工,从而制造出以前传统工艺无法加工制造的零件。金属增(减)材和摩擦焊接等加工制造工艺已经为制造业打开了另一扇窗,甚至引发更加深广的变革。

  卧式加工中心面临创新

  卧式加工中心因其具有各轴全行程支撑、主轴卧式布局、垂直落屑、回转(交换)工作台等优势,成为各加工行业尤其复杂箱体类精密零件加工的首选机型。

  日本可以说是世界上最钟情于卧式加工中心的国家。在其他国际大展上,我们经常能看见像马扎克、森精机、安田、牧野、大隈等世界知名机床企业展示先进卧加产品。来到东京展才发现,还有许许多多我们不熟悉或规模不大的机床企业,生产着具有各自特点的大大小小规格的卧式加工中心。这也许能从另一个侧面来印证,日本的加工制造水平为何能处于世界前列吧。

  

  卧式加工中心有一个很大的应用市场,就是汽车零部件加工,如发动机、变速箱的缸体缸盖等核心零部件。但是随着新能源汽车的风起云涌,内燃机发动机市场的萎缩可能会对卧式加工中心的需求产生一定影响。本次展会上,马扎克、牧野等企业展示了用于汽配以外零件加工的五轴联动卧式加工中心,似乎显示出未来在更多产品加工将使用五轴卧加的趋势。从东京展我们还看到一些经济型卧式加工中心,这些机床不配交换工作台,不是正T结构,也不一定采用ATC高速换刀,但却以较低的价格和较高的加工精度及效率,满足中低端市场的需求。这应该引起我们国内企业的重视,它或将有助于提升我国整体加工制造水平。

  更加重视切屑的高效处理

  我们看到的机床巧妙的结构、精美的钣金罩、优异的性能参数等都是机床的“面子”,让人能很直观地判别其优劣。但还有一些我们平时看不到、不起眼、经常被忽视的,却一直起着重要作用或影响的地方,比如排屑和过滤。这是部分国产机床在终端用户现场,特别令人头痛的问题。用户经常需花费很大精力去处理堵塞、清理积屑,严重影响了用户对国产机床的使用体验和信赖程度。

  在本次展会上,德马吉展示了最新的微细泡沫油水分离排除技术,马扎克也展示了最新的过滤排屑系统,好几家排屑器制造商展示了在重要部位的精巧设计与解决方案。这些方面值得我们学习和借鉴。

  结束语

  通过参观近几年的大型机床展会,个人感觉日本企业中,马扎克大有一枝独秀的气势,无论是其产品的结构,还是产品的适用领域,以及高中低端覆盖范围,都给人很扎实和开放的感觉。马扎克最新的金属增减材技术已很成熟,在保留自己技术的同时,很善于借鉴欧洲五轴加工中心结构优势,研制出大型天车式五轴加工中心。

  大隈也是在保持和发展传统产品的基础上,在新的技术领域尤其是增减材领域走在了同行的前列。牧野在行业里一直很低调,产品却以精密见长。其坚守自己在精密模具等加工领域的优势令人钦佩,其卧式加工中心的技术水平令人赞叹。

  本次展会让我感觉惊喜的是,以前一直以超精密加工机床著称的安田,展台面积和参展机型明显比以前更大、更多,参展产品外观造型、色彩搭配也让人耳目一新,既保留了稳重的气质,又增添了些许靓丽的现代工业化色彩。展台上展示的一件保留多工序段的整体叶盘和机床上试切演示的比萨斜塔都渗透出深厚的技术底蕴。

  

  而且从参展产品来看,多台五轴联动加工中心及颇具水准和视觉冲击力的演示品的展示,直驱电机技术的应用,全自动料仓搭配等,让人觉得这样一个世传三代的老企业也同样具有一颗与时俱进、紧跟技术潮流的心。

  反观我国的机床行业,还需要更长时间的积累,需要更多具有综合实力和技术底蕴的制造企业。不过每次参加我们自己的CIMT(中国国际机床展览会)展会,都会发现行业的进步,看到不断有新生力量加入到机床行业来,也感受到这些年国家对高端装备的重视和持续支持,更可看到诸多行业企业在坚守并保持着良好发展势头,从中看出中国机床工业的希望。

  以上观感仅基于在展会现场看到的展示,加之与日企语言沟通不畅,无法获取更多信息。因此本文观点更多局限于个人的体验和理解,未必准确和客观,仅供参考。

  (肖红 成都普瑞斯数控机床有限公司)

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