从CCMT2014看数控磨床的发展

北京第二机床厂有限公司规划发展部 张秀兰

第八届中国数控机床展览会 (CCMT2014)于2014年2月24～28日在上海新国际博览中心成功举办。本届数控机床展览会规模创历届之最。展商带来近1200余台展品，其中在近1000台套国内整机展品中，数控金切机床600余台;数控成形机床100余台;数控特种加工机床近100台套;其他数控装备和数控检测设备约150台套;各种机床配套及工具量仪展品有数万件。

数控磨床作为机床工具中的精加工设备，其品种繁多，服务领域广泛，且一直秉承经典风格，同时不断创新，为展会增添了一道亮丽的风景。此次参展的磨床约120台，占参展整机产品的近13%，主要是以高速、高精、复合、智能等展品为主。如:上海机床厂有限公司展出的H234数控端面外圆磨床、SK7420×2000数控丝杠磨床;北京第二机床厂有限公司展出的汽车发动机曲轴高效精密加工成套装备;江西杰克机床有限公司展出的JKM8340A—1000超高速CBN凸凹复合面随动数控磨床;陕西汉江机床有限公司展出的SK7032数控螺杆转子磨床、SK7720B数控蜗杆磨床;陕西秦川机械发展股份有限公司展出的YK7230数控蜗杆砂轮磨齿机、YK7230A数控蜗杆砂轮磨齿机;宇环数控机床股份有限公司展出的YH2M8192立式单面研磨 (抛光)机等，这些产品分别获得了中国机床工具工业协会组织评选的“自主创新十佳”、“产品质量十佳”或“春燕奖” (见图1)，充分展现了磨床行业的发展水平。同时我们也可以看到，在复杂多变的国内外环境形势和中国经济结构调整的影响下，磨床行业发展的变化。现仅就这次展会中磨床企业产品的变化谈一些看法:

一、机床的成线配套、智能化迅猛发展

随着用户需求不断升级和现代科技手段的推广应用，机床厂家为用户提供产品的成线配套能力及自动化、智能化程度也在快速提升。在本届展会上北京第二机床厂有限公司展出了汽车发动机曲轴高效精密加工成套装备 (见图2)。这是由两台MKS1632数控端面外圆磨床和一台B2—6008砂带抛光机组成的生产线。MKS1632型数控端面外圆磨床是北二在多年数控磨床设计制造、使用经验和技术的基础上开发的中、高档系列数控机床产品，具有通用化、模块化程度高、高刚性、高效率及高适应性的特点。B2—6008型曲轴砂带抛光机是在公司多年生产砂带抛光机的基础上，吸取国外先进技术开发的专用于曲轴零件外圆抛光加工的机床。该机床结构新颖、技术先进、性能完善。这样由2台分别加工左右两端面的数控磨床和1台砂带抛光机抛光曲轴零件外圆的组合，就是针对国内典型用户的典型曲轴零件开发的曲轴精加工敏捷生产线成套装备，配备桁架式机械手物流系统后，具有自动上下料、在线检测、敏捷、高效的特点，生产线整体技术水平达到国际先进水平。曲轴零件尺寸精度的 Cp值≥1.33，生产节拍3min。技术指标符合国内主流曲轴零件加工企业生产线加工要求。此生产线在CCMT2014上获得由中国机床工具工业协会组织评选的“春燕奖”。目前北二可根据不同用户对曲轴大小端面、主轴颈、连杆颈及止推面进行磨削、抛光的需求提供整线配套服务。这些配套产品目前已在天润曲轴、浙江太阳、上汽荣威、天津一汽、保定长城等厂家得到应用。

上海机床厂有限公司展出了2台H234数控端面外圆磨床系列产品 (见图3)。该机床床身采用低合金高强度孕育铸铁整体铸造成型结构，所以机床的耐磨性、抗震性方面性能良好。机床导轨采用引进美国兰蒂斯公司技术的液压卸荷式滑动导轨，使工作台移动平稳且无爬行现象。机床的主要零部件选用了国际知名品牌。砂轮架主轴系统采用动静压轴承或静压轴承结构;机床采用FANUC或西门子数控系统;采用前置式修整器，利用数控两轴联动修整砂轮;可采用斜切或直切磨削方式，完成多档外圆磨削的自动循环磨削;主要适用于汽车等行业的大批量轴类零件加工;机床具有砂轮架 (X轴)自动进给，粗、精磨削、工作台 (Z轴)自动跳档、工件转速自动切换、自动修整砂轮及修整后自动补偿、自动测量工件及循环动作安全联锁等多种功能。现将两台分别左右切入进给的H234数控端面外圆磨床配备桁架式机械手物流系统后，零件不用掉头就可以完成左右端面的磨削，具有自动上下料、在线检测、敏捷、高效的特点，更显完美。

该机床具有精度高、稳定性好的特点。正是这些在技术上的创新和突破，H234数控端面外圆磨床获得由中国机床工具工业协会组织评选的2013年度自主创新十佳产品。

另外济南四机数控机床有限公司展出了MK1320A—3X500数控外圆磨床集成工业机械人(见图4)。此系列集成采用广州数控或者三菱、发那科三轴联动数控系统，内装PLC，液晶显示。机床采用全封闭结构。砂轮架进给和工作台进给均采用交流伺服电机通过滚珠丝杠驱动，进给灵敏。配置电子手轮，操作方便。砂轮主轴采用三片瓦结构的动压轴承，回转精度高、温升低;头架采用伺服电机控制，可实现工件的准停。尾架采用济四公司的专利技术-液压大行程结构。为机器人的上下料预留空间，并在尾架上加装位置开关，可检测工件是否装夹到位。机床还可配置径向量仪在线检测和轴向定位量仪检测，可实现磨削循环的闭环控制。机床配置专用工件自动拨杆，能实现工件的自动加紧、放松，机床还可根据用户要求加装广州数控、发那科等不同厂家的机器人，以实现工件的全自动加工。

上海第三机床厂展出了H3—ZX002轴类零件车、磨自动线 (见图5)。这条自动线是根据客户的零件-电主轴的特点，有针对性地编制加工工艺，采用一台数控车床CK6382W、一台数控磨床MK135、一台工业机器人RB20和外部辅助设施组合完成的一条车、磨、自动上下料生产线。这条自动线中的CK6382W数控车床配GSK988T车床数控系统，可控制5个进给轴、2个模拟主轴，通过GSK Link总线与伺服单元进行通信。如主轴电机配以高分辨率带绝对式编码器的伺服电机，可实现0.1μm级位置精度;如主轴上配以德国气动抱刹，可满足刚性攻丝及车铣复合加工的要求。MK135数控磨床配GSK928GEAa三轴伺服数控系统，配套的主轴伺服电机能实现精准的主轴定位，保证工件上的桃子夹头顺利进入拨叉位置。配以径向量仪、端面测量仪，完成自动测量，保证零件尺寸的一致性。工业机器人RB20有效负载20kg，采用6自由度多关节结构，每个关节的运动均由一台伺服电机和一台高刚度低侧隙精密减速机共同实现。每个伺服电机均带有失电控制器，具有最佳的重复定位精度 (±0.08mm)，并且在长时间工作状态下，机器人零件设计专用夹爪，可灵活地为机床的零件加工做上下料。同时配以先进的电器控制柜和示教盒，使操作更简单、方便。这样以高性能的数控机床和工业机器人组合使用可降低运营成本，提高生产效率、产品质量及一致性等。

这四个厂家针对不同用户需求，用关节机器人与各自不同设备进行集成、或由桁架机械手组成自动生产线各具特色，大大提升了机床产品的自动化、智能化程度，满足了用户的需求。这些展品在展会上的高调亮相，格外抢眼。

二、在转型升级中谋求战略、管理、文化等领域的集成创新的企业

江西杰克机床有限公司是杰克控股集团投资建立的专业生产制造磨床的企业，具有灵活的管理机制、经营思维和健全的现代民营企业制度。其主要产品应用于汽车、摩托、空调、发动机等制造业及飞机等军工制造业。杰克机床在升级中谋求战略、管理、文化等领域的集成创新。每次展会都有新品推出，给大家带来惊喜。这次展会他们展出了3台数控磨床，分别为JKM8240A—1000超高速CBN凸凹复合面随动数控磨床 (见图6)、MK8240X500数控曲轴磨床、MK1320数控外圆磨床。这些机床技术含量高、创新性强，充分体现了公司实力。其中JKM8240A—1000超高速CBN凸凹复合面随动数控磨床是今年推出的新品，凭着可靠的质量，美观的外形，良好的市场前景，先进的技术水平，在众多新品之中脱颖而出，最终入选“春燕奖”行列。

JKM8240A—1000超高速CBN凸凹复合面数控磨床的主要特点为:

(1)机床采用德国西门子840D SI数控系统。

(2)采用具有自主知识产权的凸轮轴磨削软件。

(3)机床采用双磨头、双进给系统随动磨削，大砂轮φ500mm，砂轮主轴最高转速可达4500r/min;小砂轮主轴可安装 φ125mm砂轮，最高转速15000r/min，可磨削异形复合面及凹面凸轮;小砂轮主轴还可安装φA(30～80)mm的内磨砂轮，最高转速15000r/min，可磨削异形复合面盘形内凸轮。

(4)砂轮进给采用具有自主知识产权的圆柱静压导轨及西门子直线电机。

(5)大、小磨头均采用具有自主知识产权的液体静动压轴承电主轴。

(6)采用意大利Marposs内置式在线砂轮平衡、消空程及防碰撞装置。

(7)该机床可配用机械手上下料，完全实现全自动控制，可满足流水线自动化生产。

除以上特点外，我们可以看到此类机床将外凹凸轮和内凸轮表面的磨削加工复合在一起，适用于磨削各种异形复合面及凹面凸轮轴的磨削加工，是满足欧Ⅳ、欧Ⅴ排放标准发动机所配用的凹面凸轮轴的理想精加工设备，还可用于纺织行业盘形内、外凸轮的精密磨削。

JKM8340A—1000主要规格和技术参数如下:

这里我要特别谈一下江西杰克机床有限公司，这个公司是一家跨地域，跨产业的民营集团，凭借杰克这一强势品牌，以资本为纽带，以科技为先导，以人才为依托，在短短几年内，通过资本运作和文化整合，有效嫁接数十年技术沉淀，能够自行开发和制造各类磨床产品，具备独立研发和设计数控机床的能力，杰克机床已站在行业的前列。杰克机床拥有自主知识产权的核心技术，发展迅猛，正在由制造型服务向服务性制造转变，逐步构成“扁平化与平台化”的新型商业模式，正在努力打造成为具有一流资源整合能力，良好品牌形象，业内知名的机床“解决方案”的服务商。此次展会他们展出的产品研制起点高、创新性强，凸现了公司的技术实力和发展的迅猛。同时体现了公司在新形势下能够把准脉搏、适时调整、紧跟市场的能力。

三、境外厂家带来最新研发的产品和技术

本届展会不仅是境内产品异彩纷呈，境外的丹麦爱姆希 (中国)机械制造有限公司，澳大利亚昂科机床 (上海)有限公司，德国EMAG公司、德国埃马克机床 (太仓)有限公司，台湾荣光机械股份有限公司、台湾陆联精密股份有限公司等磨床厂家也带来了最新研发的产品和技术。这些厂家的展品涉及平面磨床、凸轮磨床、立式磨床、数控万能圆周磨床、复合磨床、内外圆双主轴磨床和无心磨床等。

德国EMAG公司展出了高性能磨削内外凸轮轮廓的新品。这个设备通过模块化机床系统SK204(见图7)，可根据不同的生产任务对设备进行不同的配置;可以为内磨、外磨加工配置一个或多个不同规格的砂轮轴;具备带有机械手的上下料和自动门装置;具有独立内冷却机构，对关键部件进行温度控制，以保证机床精度的稳定性;具有C轴和X轴之间的插补、Z轴轴向砂轮振荡，以及使用金刚石砂轮修整器等功能与装置，适用于包括叶片泵、空调压缩机和柴油喷射泵凸轮环类非圆截面零件的粗、精磨削，以及内外多边形轮廓的磨削，最终的目的就是加工出高质量的工件。这台设备的技术规格如下:

台湾荣光机械股份有限公司此次展出了三台机床，分别是 GT—530数控工具磨床、RC—18CNC数控无心磨床和Super BGU—35100CNC数控万能外圆磨床 (见图8)。其中 Super BGU—35100CNC数控万能外圆磨床的主要特色是:砂轮轴座的回转电机采用DD电机直接驱动，实现无间隙、高速、高精度的快速回转定位;砂轮轴座进给导轨采用优化的矩形导轨设计，封闭式的设计理念，最大限度地实现进给高刚性、高精度的加工能力。砂轮电机采用高效率、大扭矩电机，能够实现高效率的磨削。

另外，台湾主新德科技股份有限公司展出了MKA1620数控端面外圆磨床、MK135数控外圆磨床两台机床。从这些机床的设计我们可以看出，台湾公司生产的磨床系列产品的特点大都是以操控性及功能性为设计重点，全系列产品均能给用户提供完整的配套方案，能够充分地满足使用者的要求;产品采用模块化设计，提供多种不同中心距，中心高度等规格参数的机床，规格齐全;用户可以根据加工不同零件的需要选用不同规格的机床。

四、结语

历时5天的CCMT2014展会结束了，通过展会我们看到中国的机床工具制造商为缩短与发达国家制造商的差距做出的努力和变化，看到了我们产品的功能配置、外观设计和制造水平方面的显著进步，看到了我们的产品与机器人的完美结合大大提高了磨床产品的自动化和智能化，看到了我们的企业在新形势下的新变化……

然而在机床工具全行业呈现出需求趋缓、产能过剩、成本上升、价格下滑等困难状况，且短期内难以有明显好转的大形势下，如何提升企业的综合实力，以创新驱动发展，加速推动企业从传统制造商转型成为现代工业服务商。这就需要我们要解放思想、强化市场观念、清醒地认识到“市场在资源配置中起决定性作用”的内涵。要通过市场竞争形成激励先进、鞭挞落后的优胜劣汰机制。要在国有企业的体制下引入非国有体制中所有好的机制，培育企业健康发展的“良性基因”。要学习和引进非国有企业好的机制，通过机制创新、制度创新、激活企业发展的活力。

企业作为装备制造和服务的供应商，“以客户为中心”不只是理念，重要的是企业全部的经营管理活动要围绕客户进行，在产业转型过程中要关注客户实实在在的需求，研发的新产品要为用户带来的价值，找准与竞争对手的差异和卖点。我们只有给客户带来价值，客户才会给我们带来利润。