聚焦展会(下)——IMTS2016展品情况介绍

中国机床工具工业协会 杜智强

聚焦展会(下)
——IMTS2016展品情况介绍

中国机床工具工业协会 杜智强

5.特种加工制造技术随新兴制造需求兴起而快速拓展

特种加工技术和机床一直是先进制造技术领域的一个重要分支，其加工原理完全不同于金属切削和金属成形加工技术，在机床结构、控制和切削载体上也独树一帜。由于特种加工技术和机床的诞生与特殊材料和特殊加工要求密不可分，所以特种加工技术和机床一直是制造技术领域中前沿技术的代表和风向标。本届展会上，除了传统的激光切割机床、水切割机床、线切割机床和电火花加工机床以外，在新兴制造需求的拉动下，以激光增材制造为代表的技术和展品成为近期的新热点，引领特种加工技术发展的新方向。同时，特种加工技术领域也由原来精度高但效率低的表现向高精高效发展，拓展了该技术的应用面，使其更容易从航空航天等尖端领域向民用消费品制造领域扩展。

通快（TRUMPF）公司，是激光加工领域的国际知名品牌，随着新兴需求的不断涌现，其凭借在激光加工技术方面的长期积累，也推出激光增材制造产品TruPrint 1000。通快公司此次新推出的产品被称为TruPrint系列，包括TruPrint 1000 LMF系统和TruPrint 3000 LMF系统。其LMF系统主要通过一个200W的激光器照射粉末层，与此同时构建室下沉，将多余的粉末倒入一个溢出粉末接受器中，每次下沉的最小距离是20μm，激光扫描速度最大6m/s。加工区是一个氧含量仅有0.1%的封闭空间，以防止氧化和可能出现的火灾。TruPrint 1000是一款比较紧凑的机器，其最大3D打印尺寸（φ×H）为100mm×100mm。具有一个内置的触摸屏，并可以选配用于工业制造、珠宝、实验室等领域的软件包。TruPrint 1000可以处理高达1.4L的不锈钢、模具钢、铝或其他可焊接材料。其生成区域的供应缸、构建室和溢出接收器被设置在一个单独的机柜中。

+GF+集团作为国际市场上少数高精度、功能性及艺术效果表面纹理方案供应商，+GF+加工方案的最新激光加工机LASER P 400 U代表着纹理发展的未来。这款机床结构紧凑，仅需一次加工就能轻松获得所期待的高精密功能性、艺术美感的均匀性纹理。GF加工方案与注塑件快速成型设计开发领域的专家Roctool合作，有力地展示了激光加工的无限可能，即，借助高效的温控成型技术对高质量模具表面进行加热或冷却，对纹理进行精确复制。这种全成型工艺应用于带有精密纹理的模具上，GF加工方案的LASER P 400 U加工出的最精细的全息纹理都能高质量的复制出来，例如获得全息“涟漪”表面，从而可将时尚的艺术纹理需求与批量工业生产有机结合起来。

全息纹理的形成原理是，利用飞秒激光技术加工出极浅的高质量高精度纹理，通过设计促使其产生光衍射效果，目前只有最新款的LASER P 400 U具备这种加工能力。对于纹理加工，用户已不再需要去毛刺工序，蚀刻用户也不需要传统的后续处理工艺，就能达到清晰、清洁及精细的纹理效果。借助飞秒激光技术对制造工艺水平的提升，用户可以随心所欲优化设计和生产。

飞秒激光用于表面加工时，其脉冲能加工出投影和凹槽组成的、以光波形式展现的纳米纹理结构。当凹槽间距跟可见光波长相等时，这种纹理结构会发生光衍射现象，能创造出色彩斑斓的着色效果。采用RocTool的冷热控制成型技术，能将这种纹理结构复制到高光泽度塑料制品表面，从而使塑料制品展现出令人难忘的、惊艳的彩色效果。

LASER P 400 U的突出特性是拥有始终如一的完美性能及高加工质量。无论是三轴或五轴加工，都可针对微细零件的批量生产提供绝佳的解决方案。依托全数字化加工，用户可在极短交货期内轻松完成复杂形状的零件或模具型腔加工；手表元件、珠宝、小插件、切削刀具、微细零件的加工也更易于实现。全数字化加工方式消除了传统工艺的不确定性，在加工复杂三维零件纹理、蚀刻和制作标志或徽记等加工领域，既可以缩短交货周期，又能快速提高加工企业的盈利能力。

LASER P 400 U结构紧凑，工作区域600mm×400mm×250mm。模块化概念包括一个拥有专利的一体化激光头，该激光头将两种激光源组合成一体。激光头设计独特，通过在内部设置激光源自动切换开关，确保在一次装夹中能分别或同时完成同一表面的纹理加工，大大增强了加工灵活性。将两种激光加工技术集于一台机床的精巧设计，意味着用户不但减少设备投资、缩短机床运行时间，而且可以获得无与伦比的加工效果。

Sodick公司展示的金属3D打印机OPM250L是采用金属铺粉后激光选区熔融凝固，再利用高速铣削刀具进行高速铣削的高精度复合加工机床。激光器采用500W的大功率Yb光纤激光，实现了高速的金属3D打印。另外，OPM250L搭载45 000r/ min的主轴，可与具备高速、高精度的直线电动机驱动发挥叠加效应，实现更高速和更精准的加工。另一个特点是专为OPM250L开发的数控装置“LN2RP”，可以顺利地与CAM配合。以设计三维散热管内置模具为例，运用水管设计辅助CAD建模，在此基础上运用CAE进行树脂温度模拟，最后使用专用CAM生成数控程序。OPM250L在制造塑料成型品的模具时，只需一台本设备即可制造三维散热管和深肋条等复杂形状。OPM250L采用了自主开发制造的高性能直线电动机，实现无需滚珠螺杆的直接驱动方式。直线电动机具有“高响应、高随动性” 的特点，使高速和高精度加工可以并存。该机床具有以下功能和特点：45 000r/min的高速铣削主轴和用于对激光位置进行补偿的CCD摄像头；自动刀具交换装置（ATC），刀库中最多可设置16把刀具；可进行自动刀具测量；氮气发生装置，向激光烧结加工区域内供给氮气；粉末供给量调整机构，可调整造型区的普粉面积； 配置废料收集桶，可用于收集加工后加工台上所残留的材料等。

Rofin公司在工业激光加工领域居于国际领导地位，在工业应用上包含激光切割、激光焊接、激光打标以及表面处理等应用领域。在全球销售超过38 000多台激光系统，并且提供最广泛的激光器选择，包括CO2气体激光器、光纤激光器、固态激光器、二极管激光器与多种Q-switch 激光器。

在本届展会除了展示各种激光器和激光打标机，还展示了UW1200五轴激光加工机。该机床面向多种任务环节，可以切割、焊接、融覆等。机床可以实现五轴运动控制，具有2D/3D的CAM软件包。可以安装适用于不同加工场合的工件夹持系统，支持Rofin的光纤激光器、固体激光器和CO2气体激光器。

其他特种加工机床展品中，Makino公司的EDAF3 sinker EDM电加工机床配制Hyper-i控制系统，实现多轴快速伺服驱动和Alicona在机测量系统；U6 H.E.A.T.线切割机床安装有在机的CAM软件，简单快速的离线工件设置和手工操作功能；EDBV8电火花打孔机将用于叶片的快速制孔环节。Sodick公司的UH650L HSM高速加工中心、AG60L电火花机床和机器手上下料单元组成的制造单元可以实现精密电加工和高速铣削工艺的复合加工。

6.金属成形机床侧重市场实际需求

金属成形机床展品在本届展会上出现的不是很多，技术水平也一般，主要是面向美国市场实际的展品，其中不乏用于下料的各种机床。下面选取几个有代表性的展品介绍一下。

Trulaser robot 5020是通快公司高度集成的交钥匙系统，可以很好地集成在激光制造系统中实现最小的投入和最大化的激光源利用率。其模块化的结构设计可以方便用户进行个性化的定制。可以进行普通激光焊接、激光切割、高能涂敷焊接和扫描焊接等。配制6轴机械手，定位精度±0.05mm，最大夹持重量30kg。加工范围（宽/高/深）：1400/800/1200mm。该机床可以用于叶轮零件的焊接加工和薄壁板材控制柜的激光热导焊等。

Trulaser cell 3000是通快公司展示的另一台紧凑型、高精度5轴激光加工机床，可以进行三维切割、焊接和激光金属沉积。该系列机床适合从原型制造到大批量生产的全面环节。该机床特别适用于中小规格的高质量要求的零件加工场合。二维工件加工尺寸：800mm×600mm，三维工件加工尺寸：600 mm×420 mm×520 mm。激光器最大功率8kW。各轴定位精度（X/Y/Z/B/C）：0.015mm/0.015 mm/0.015 mm /0.02°/0.02°。

AMADA公司，在IMTS2016上主要是展示其在北美的AMADA机床公司的产品，主要是锯床、铣床和磨床，没有钣金加工机床等金属成形机床展品。这与北美市场的实际需求有关。

7.数控控制和测量技术发力拥抱“工业4.0”

当今机床工具领域一个最热的话题就是“工业4.0”，而与“工业4.0”关系最紧密的技术和产品领域当数数控控制和测量技术。可以毫不夸张地说，数控控制和测量技术是向“工业4.0”发展的核心技术，好比人体的大脑和感知器官，是本轮研究的前沿和先导性领域。近几年来，特别是在本届展会上，明显感觉到数控控制和测量技术领域在加大“工业4.0”方面的研究力度，相关应用成果也在不断丰富、成熟和渐成体系。下面通过几个典型公司在上述领域的展品介绍，来了解当前技术发展趋势和研究成果应用情况。

西门子公司作为“工业4.0”的倡导者，其在如何界定和实现“工业4.0”的探索方面从未停止。本次展会上，西门子提出的理念是“来自CNC的回报将使产品的商业性能超越产品的技术特性和功能”，通过展品展示如何采用西门子技术实现数字化制造车间所形成的改变游戏竞争优势的能力。展品共分16个子部分，详见下图。

展示主要涉及六个方面的内容：如何实现从图样到成品，西门子的全面数字化制造解决方案；如何使机床性能更好，现场编程演示如何发挥CNC的性能；用新技术提高你的生产效率，体验我们的增材制造解决方案；新的CNC创新；西门子工业云技术；机床改造和现代化服务。

西门子还展示了Sinumerik 828系统，其可以将工业机器人和机床整合形成自动化制造单元。系统中集成的MyRobot/EasyConnect界面可以使机床方便的控制不同类型的工业机器人用于不同的制造用途。远程诊断功能可以提供通过系统集成的Access MyMchine功能实现从局域网或互联网连接机床的功能。最基本的Access MyMchine/P2P功能可以实现Windows PC端和机床之间的数据交换。Access MyMchine/Ethernet（ASP）功能实现机床控制总览，使系统可以上传和下载数据、文件、移动记录和PLC数据，还可提供短信息和邮件提醒功能。

FANUC公司展示新的数控系统、工业机器人和工厂自动化技术，旨在帮助客户解决生产难题，提高生产效率，克服技能差距，保持竞争力。本次展会上的亮点有：为适应新一代机床操作者开发的新的直观数控系统 HMI操作界面用于FANUC 30 -B数控系统，具有更有效的编程，设置和加工功能；为面向物联网技术新领域的系统，为FANUC数控系统、工业机器人、外围设备和用于自动化系统传感器等提供先进的分析和深入的学习能力；扩大协作机器人（协作机器人可以和人类在一个空间一起工作）的产品线，有效载荷能力4～35kg。为了给遍布世界各地客户提供全面贴身服务，在美洲设立了25个销售和服务地点，在全球46个国家设立了250多个服务地点。目前，数控系统主要功能包括：复杂零件的多轴加工；高速加工处理；超光滑曲线和轮廓处理；机床安全保护。另外，在展会上还展示了FANUC全系列的钻攻中心产品，更紧凑、更自动化、更高效的完成铣削和钻削任务。

三菱公司除了展示其数控系统、伺服装置和电动机等产品，在展位的显著位置展示了其为工业物联网信息化条件下的制造工厂开发的e-F@ctory系统理念和软件产品。这也是三菱作为主流系统厂商为应对“工业4.0”需求提出的信息互联互通解决方案。e-F@ctory系统旨在为客户提供更多的附加价值，目前已经在全世界130个用户应用了超过5000多套e-F@ctory系统。根据对应用情况的分析，平均来看采用e-F@ctory系统可以提高30%的生产效率和降低55%的制造过程，提升用户的整体竞争力。e-F@ctory系统的架构分为三个层次：底层是连接机床和传感器的CC-LinkIE工业总线；中间层是边界计算机，信息交换界面；顶层是信息系统，用于对生产信息的分析、深度挖掘和展示。其中，CC-LinkIE工业总线是实现e-F@ctory系统互联互通和数据实时交换的核心。

CC-LinkIE工业总线是用于连接制造装置和信息系统的工业物联网解决方案的产物。三菱选择CC-LinkIE工业总线作为e-F@ctory系统的基础是因为这种开放式总线比其他总线具有更高的性能、坚固性和流量带宽。CC-LinkIE工业总线是具有1GB带宽的工业总线网络，适合于控制、安全和监控等实时通信场合。另外，该总线巨大的带宽还可用于非关键信息的交换。同时，三菱使用开放工业标准的方式与MTConnect和OPC等实现数据交换，以保证不同分析和商业系统间数据的共享和使用。

DMG MORI公司作为国际知名的机床制造商也提出了“工业4.0”下的系统解决方案－基于CELOS®系统的app程序。CELOS®系统是三年前开发出来的，不断根据需要在丰富和完善。从整体界面操作上看，使用CELOS®系统就像使用智能手机一样简单。由于其开放性的结构，不仅可以用于车间级的数据交换，还可以与更高的层级进行交换。因此，其可以为未来物联网管理系统提供一个全面的金属切削制造系统管理界面。根据日常统计，可以在工程计算和检索信息资料方面节省30%的计算时间和50%左右的精力。用户可以无限制地使用CELOS®系统现有16个APP应用程序，同时还可以使用未来新开发的APP应用程序，这得益于CELOS®系统是可以向上兼容的。CELOS®系统可以执行多种层面的加工程序，这使用户机床的功能更加强大，实现加工能力的集成。比如，新开发的用于内外圆和平面的磨削功能，以及为了校准和修整砂轮的修整器。开发了固体声波传感器用于监控砂轮磨削，并通过测量探头控制磨削质量等。

MAZAK公司也长年立足研究用于生产自动化加工场合的数控系统和管理软件，并成功地进行了应用。本次展会上除了继续展示其专门开发的系列化数控系统SMOOTH TECHNOLOGY平台，如MAZATROL SmoothX、SmoothG和新的MAZATROL SmoothC。本届展会上推出更多基于SMOOTH TECHNOLOGY平台的新功能和新的解决方案，并打出“采用SMOOTH TECHNOLOGY可减少30%循环时间”的诱人口号。MAZATROL SmoothX或者 SmoothG系统的SMOOTH设置和测量软件简化了刀具设置和零件测量编程，这对需要在机测量编程的需求十分有帮助。

本次展会上，MAZAK公司在生产系统信息管理和智能控制方面推出的一个重头戏就是基于MTConnect通信协议的制造系统互联互通数字化制造解决方案。MAZAK公司将这次展区内的所有机床和系统连接在一起，对这个方案进行了直观的展示。从该方案的示意图看，基于MTConnect可提供从简单系统到先进复杂系统需求的四个解决方案，分别是MAZAK Smooth Link，MAZAK SMART Box，MAZAK SMART Cloud和MAZAK iSMART Factory。其中，MAZAK Smooth Link可用于小型车间，并通过WIFI来监测和管理机床状态；MAZAK SMART Box是方便接入工业物联网的大数据平台；MAZAK SMART Cloud是基于虚拟云技术来扩展服务和APP功能；MAZAK iSMART Factory是实现数字化连接的缩影。目前，MAZATROL SmoothX、Smart CNC、PMCWEB、MATRIX、MATRIX II、MATRIX NEXUS、640MPro、640T NEXUS、640M NEXUS、640M/ M-5X、640T/MT/TE等系统已经可以通过MTConnect适配器（需要花钱另购和安装）兼容该协议。但是，MAZAK公司也承认可上传的机床数据因系统和机床配置而不同，上传数据对机床利用率提高的贡献度则更要依赖于数据分析软件和视用户自身的使用情况而定（从大多数用户反馈的情况看是3%～15%），毕竟数据本身不会产生任何作用。

测量仪器在“工业4.0”背景下面向提升制造自动化方面的需求也是各显其能，主要表现在以下几个阶段：

原型设计阶段，除了传统工业设计阶段经常用到的，由于增材制造技术在原型设计过程中的应用越来越广泛，相应的各种三维模型测量或扫描仪器也随之得到快速发展。其中，最具代表性的就是非接触式白光三维测量仪，如来自海克斯康的WLS qFLASH 测量系统，可进行非接触测量，能够快速完成三维测量任务，在制造现场完成数字化扫描。采用3×4.2 百万像素数码相机，坚固与高稳定性碳纤维外壳保护，重量轻、便于把持、坚固耐用。整合2D 与3D 技术，实现快速、精确的曲面和特征测量。视场（在特定工作距离情况下）350mm×350 mm，景深160 mm，最佳工作距离550 mm，点云距离0.19 mm起。探测误差0.040 mm，空间误差0.035 mm，平面度误差0.035 mm。采用外部mapping平面测量精度(单点): 0.035 mm，点云精度 (3m×2m×1m尺寸的物体)：0.1 mm。WLS qFLASH可以采用三脚架、机械臂和手持模式，在零部件上进行超便携的测量或者直接完成溯源分析。

制造精度保证是自动化制造系统中应用先进测量仪器最多的环节，除了遍布机床各部件的温度、振动、超声波、位置、速度/加速度等传感器或测量仪，还有就是用于刀具调整和工件尺寸精度测量的各种在机或在线测量仪。本届展会上最突出的表现有两个：系统集成能力、信息化和网络化更强，不少测量仪器制造商都推出以总线为基础的测量仪器系统化解决方案以适应工业物联网对设备接入和信息共享的要求。如本次展会上，意大利MARPOSS公司展示了网络信号总线概念和相应产品-BLÚ。BLÚ 由一系列相互连接的功能节点组成，形成一个由主节点管理的专属网络。通过应用该技术可以实现数控系统和测量头、动平衡、防碰撞装置更简便连接起来。由于每个装置都有一个独立的IP地址，通过网络可以方便的实现车间级的连接和控制，有利于测量系统集成和数据的实时共享。另一个就是为适应多品种规模化的高精度加工制造需求，测量仪器从离线检测向在线/在机检测发展，在生产现场的使用更频繁，与自动化制造系统的结合和数据共享更加紧密，如雷尼绍Equator比对仪是一套灵活的比对测量系统，能够为手动或自动测量应用提供高速、可重复和易用的测量解决方案。利用雷尼绍Equator比对仪实现灵活的车间制造过程控制，工件检测达到100%并实现零废品率，零件生产成本下降了27%。工作空间XYφ300 mm，Z150 mm，比对不确定度±0.002 mm，扫描速率为1000点/s。

质量控制和检测。随着数字化制造技术应用更加广泛，零件数字模型及加工信息通过工业互联网串连起整个制造链，成为各个制造环节的制造依据。制造环节的最后也是最重要的一环-质量控制和检测，自然也在不断适应数字化制造提出的新需求。

8.工业机器人与先进制造系统深度融合

工业机器人一直伴随着先进制造需求的发展而不断丰富和提高。随着“工业4.0”的到来，先进制造系统在自动化、柔性化和智能化等方面的特征不断凸现，少人化和无人化制造需求不断增加，以替代人工劳动而诞生的工业机器人自然在先进制造系统中的应用更加普遍和深入，形式也更加丰富。工业机器人在自动化制造领域替代普通操作者已经不是一个话题，而是一个毋庸质疑的事实。下面从本届展会展示的工业机器人应用案例来大致归纳当前工业机器人应用的情况。

多用途工业机器人在本次展会上的主要展品是关节式机械手，由于其具有多自由度和适用面广泛的特点，通过安装不同的功能头可实现夹持、搬运、焊接、喷涂、制造等多种功能，因此多用途工业机器人是其他特定用途功能型机器人的核心载体，根据实际使用需要演化出多规格的系列化产品。比较有代表性的国际品牌有FANUC、KUKA、NACHI等。目前，国际多用途工业机器人的承载能力范围：0.5～1350kg，可达范围：0～5m，轴数：2～7个。

搬运机器人是工业机器人应用最大、起步最早的领域，由于人力成本的不断上升和人口老龄化，未来搬运机器人的使用场合也将持续增加。特别是在与人协作方面的需求也在增加。本次展会上FANUC公司推出了新一代协作机器人CR-35iA，最大承重：35kg。还有KUKA公司的LBR iiwa创新型协作机器人敏感度高，确保高度安全性，学习速度快，因此更容易操作。在人机合作方面开辟全新应用领域，突破机器人以往无法跨越的界限。这些工业机器人将把人类从低端的体力劳动中解放出来，应对社会变化带来的新要求。高速搬运、分拣机器人也是展示和应用比较广的产品，如YASKAWA的高速搬运机器人，FANUC的M-1iA高速分拣机器人（0.3s内完成25mm－200mm－25mm往返的搬送动作）。

焊接机器人是在汽车车身自动化焊接线上应用最多的工业机器人，也是在工业机器人应用领域中最具代表性的产品。由于汽车车身焊接对系统效率、精度、焊接质量、开动率和环境兼容性的要求都十分高，所以焊接机器人也是验证工业机器人制造商技术实力和产品水平的“试金石”，当然其中的利润回报也是非常可观的。因此，国际主流工业机器人制造商都有焊接机器人产品和系统集成能力。比如，KUKA公司在本届展会上展示的FlexGun UL，可带焊枪的最大重量是70kg（仅作为机械手是负载可达80kg），最大焊接夹紧力8330N（5mm厚）/7210N（10mm厚），末端快移速度341mm/s（扭转模式）、584mm/s（X&C模式）。

装配/检测线上的工业机器人

问询/接待机器人

非接触式测量工业机器人

激光增材制造中的工业机器人

功能型工业机器人（系统）是近年来随着先进制造技术的发展，集成工业机器人、传感器、特种加工、模式识别等前沿技术成果形成的为高端制造领域提供服务的工业机器人单机或系统。由于工业机器人本身特有的灵活性、通用型和仿生学特征，通过嫁接新兴技术成果就可以很快构建验证平台或柔性化制造系统，所以功能型工业机器人（系统）在原型技术实验、小批量试制等领域的应用需求快速增长。下面简单介绍几类典型的功能型工业机器人（系统）。

随着工业机器人控制精度、承载能力和智能化水平的进一步提高，在“工业4.0”先进制造需求的牵引下，工业机器人及系统将在高效率、重复性劳动、极端环境制造和智能化制造系统中发挥重要的作用。同时，工业机器人技术的发展趋势和重心也将向需求服务能力、系统集成能力、模式识别与传感器应用和智能化等方向发展。

9.切削刀具和机床功能部件适应自动化、柔性化和智能化背景下的先进制造要求

切削刀具和机床功能部件作为机床和制造系统实现功能和性能的最基本单元技术，其自身的发展与自动化、柔性化和智能化制造需求的发展形成互相影响、互相支撑、互相推动的关系，且越来越密不可分。可以毫不夸张地说，如果没有成熟的、适应先进制造需求发展的切削刀具和机床功能部件研发与制造体系，就不可能实现机床工具产业从“工业2.0”和“工业3.0”向“工业4.0”的跨越。在这些领域需要人才、技术和制造体系的长期积淀和迭代式发展，属于资本密集型、人才密集型和技术（工艺）密集型产业，同时也需要涉及材料、电子、制造、信息和应用服务等全产业链和社会化配套体系的健全和完善，因此也就很难像某些轻资产和面向消费的产业那样实现“弯道超车”式的跨越发展。

切削刀具方面，国际主流切削刀具制造商在展示各自典型应用领域的产品同时，也增加了不少适应“工业4.0”和先进制造需求发展的新技术和新产品展示。

SANDVIK公司在其一面巨大的背景墙上展示新推出的CoroPlus™平台，将带来相互关联的一系列解决方案，提高设计和规划环节的安全性并节省时间。联网刀具和物联网 (IoT)能够把控机床加工状态，获得必要信息，从而做出优化加工工艺的明智决策。基于云端的分析计算和现场设备相结合能够充分利用从加工过程中采集的所有数据。

目前的CoroPlus™平台覆盖范围广泛，包括联网刀具、软件解决方案以及各种物联网 (IoT) 设备。

通过CoroBore®+远程调试刀具：

快速、简单地远程调节精镗刀具的切削直径。嵌入刀具的系统允许通过数字接口以无线形式自动调节切削直径，这使得可以容易地在机床上实现精确调整镗刀尺寸，或者为精镗工序预设置镗刀尺寸。

通过Silent Tools™+了解切削过程：

联网的减振接杆有助于提高长悬伸内圆车削加工的过程控制和安全性。联网的仪表为切削过程监控，了解并为优化加工工艺提供了更多机会。基于传感器的解决方案使你能够直接获得机床和加工件内部的信息，从而轻松地采取预防和改进措施。

Promos 3+数据收集系统：

实时监控你的刀具和加工过程，提高加工安全性。由Prometec开发的Promos 3+提供现场或基于云端的解决方案，使你无论身在何处，都可以立刻了解微观或宏观的最新信息。在干涉发生前采取预防措施，确保机床的安全和工厂的准时交货。

CAM中的CoroPlus™ToolGuide：

点击按钮即可获得整套刀具的切削速度和进给，无需使用CAM软件之外的其他资源。这一功能强大的解决方案使用开放式应用程序编程接口(API) 连接CAM软件。目前，可以通过Mastercam使用这一解决方案。

Adveon™刀具数据库设立了新标准：

从满足ISO 13399标准的任何供应商的刀具样本中选取刀具，创建刀具组装并导出至CAM。Adveon有助于提升加工的效率和安全性，并能节省机床调试时间。工作站甚至无需连接互联网，Adveon可提供在线和离线支持。

带来价值倍增的数字生态系统：

开发能真正创造价值的数字加工平台绝非一己之力可以实现。互联性建立在你所身处行业中互联互通的基础上，这意味着开放式应用程序编程接口 (API)、标准与合作。

SANDVIK构建的网络包括与CAD/CAM、机床制造商、物流、网络和云端的合作。这些互联互通会创造更高的价值。

KENNAMETAL和HAIMER公司在展会上推出Duo-Lock更高水准的模块化立铣刀系统，主要体现了新材料需要先进的加工技术这一新需求特点。航空航天、军工、能源和交通运输等行业对高强度、轻质材料的需求与日俱增。例如，钛合金、镍基合金和新型铝合金等，这些材料的加工也给全球的加工业带来了巨大挑战，找到先进的切削加工解决方案已成为当务之急。

Duo-Lock采用开创性的技术，坚固无比：

模块化铣刀系统第一次达到了类似于最新一代整体硬质合金立铣刀的高性能。为了开发这种开创性的联接技术，Duo-Lock 结合了HAIMER和 Kennametal的创新经验。Duo-LockTM (Duo-λock®; D-λ®) 将硬质合金刀具在粗加工和精加工的生产率潜力发挥最大。在高效能切削时它提供更高的负荷能力和刚性。在普通铣切时 Duo-Lock 比高性能铣刀高出双倍的金属去除率。

Duo-Lock 技术：

Duo-Lock 技术通过模块化刀头解决了硬质合金刀具使用成本问题。Duo-Lock 采用带双锥面的专利螺纹设计使稳定性和载荷能力最大。这种连接带来了无与伦比的精度和生产率，在各种应用场合也坚不可破。

Duo-Lock 铣刀头：

HAIMER 的 Duo-Lock 包含各种新开发的铣切角度系统。Duo-Lock高精度并且极其稳固的接口允许在最大切深时满刃切削。刀柄在主轴上时也可更换刀头，保证最高的重复精度。

Duo-Lock 延长杆：

新的 Duo-Lock 延长杆系列，一个适合所有应用场合的通用解决方案，您可以任意搭配使用：完全真实的运转精度；特殊方案的最佳性价比方式；不同的锥柄结构和长度适应普遍需求；安全锁防拔刀系统适合强力切削。

Duo-Lock 刀柄：

新的Duo-Lock刀柄，结合了HAIMER 刀柄和高品质和最新的Duo-Lock 技术。 真实的运转精度、高刚性、低振动结构使加工更加平顺，得到更好的加工效果并保护刀具，主轴和机床，更高的切削速度，更多的进给和更大的切深提高了切削能力，缩短了加工时间，得到更好的尺寸精度，可以用螺钉精细平衡。

本届展会上，WALTER、ISCAR、Ingersoll、SECO等切削刀具公司也展示了各自的切削刀具、工具系统和典型行业解决方案，技术针对性和全面解决能力已成为一流制造商的不二之选。

机床功能部件方面，由于机床门类众多，不同种类机床所需要的功能部件也不尽相同，无法一一详述。下面结合本届展会机床和技术发展的特点，特别是“工业4.0”及自动化制造背景下对机床功能部件提出的新要求和取得的新成果，介绍一些具有启发性和趋势性的新展品和新技术。

机床功能部件应用特殊材料提高性能：

随着机床加工精度和效率要求的不断提高，对功能部件相应的性能和功能要求也在快速提升。传统的钢合金、铸铁和有色金属等材料已经日渐不适应上述要求的不断提高，新材料应用日渐端倪。比如，为适应高效加工需求，电主轴、滑枕、主轴箱等移动部件的动态响应和刚性要求就显得日益重要，结构件的轻量化设计和材料选择是一个新兴领域。本次展会上，+GF+集团Step Tec公司展出了用在高速加工中心上的碳纤维基体的轻量化高速电主轴HPC190 HSK-A63，主轴最高转速20000r/min（加速时间4s或2.5s）；最大功率：23kW（S1）/36 kW（S6）；最大转矩：，77Nm（S1）/120Nm（S6）；主轴重量：89kg；主轴的锁紧扭矩最大500Nm，可选择ISO/BT-40、HSK-A63、HSK-A80、Capto-C6的刀柄椎孔。该主轴应用在Mikron MILL P 800 U ST高速立式车铣加工中心上，实现对模具等精密零件的高速加工。

在应用特殊材料提高机床性能的尝试方面，还有Sodick公司的陶瓷组件。由于环境温度每1℃的变化会引起钢铁材料产生10μm的变形，在加工和机床运行过程中机床几何关系会发生不确定的变化。因此，在精密、超精密机床使用中温度控制是精度控制和稳定性的基础因素之一。Sodick公司开创性的在其电加工机床上使用陶瓷材料。由于这些Sodick公司定制的陶瓷组件的热膨胀系数只有3.3，其热变形量不到钢材的1/3。而且，这些陶瓷组件相对于钢材具有更好的刚性、电绝缘性和耐化学与物理磨损的能力。换言之，陶瓷是电火花加工的理想材料，可用于工作台座、工作台、上、下臂等部位。由于Sodick可以实现自己烧结这些陶瓷组件，使得其可以在全系列机床产品上应用陶瓷组件，同时使这一高科技技术具有很好的经济性。

当然，机床功能部件在新材料的尝试方面不仅仅只有陶瓷材料和碳纤维材料，还包括泡沫金属、高强度轻量化合金、耐磨合金、高分子材料等。随着机床性能的不断提高，机床制造与材料研究的关系将更加紧密。

功能部件不断响应数控化、自动化加工需求发展：

功能部件（如：卡盘、中心架、刀架、直线导轨和滚动丝杠等）展品反映的另一个突出特点是适应数控机床和自动化加工的需要，在自动交换和多用途适用性上进一步提升。例如，本届展会上的数控车床卡盘都在强调精密的快换性。Hainbuch美国工件装夹技术公司展示的系列化车床用快换卡盘，通过一个定位面和6个锁紧点实现6分钟以内的快速更换，同时重复定位精度不超过2μm。TOPlus CFK combi 止动卡盘由碳纤维制成，重量差不多比标准版轻了70%；夹持力比 SPANNTOP 提高了25 %；更好的刚性得益于夹紧段的全表面接触；夹头与卡盘本体之间没有径向位移，因此耐污染。Schunk公司也展示了类似的展品Rota NCX带有快换卡爪系统的强力车床卡盘，实现减少调整和更换时间。卡持直径范围165～315mm，卡爪更换时间减少到原来的80%，重复精度0.02mm。另外，Heimatec公司的U-tec柔性自适应系统在动力头上的应用，使得用于车铣复合机床的直角铣头、深孔钻头的刚性和快换能力得到提高。由于是标准的动力头结构，可以适用于不同类型的数控车床和加工中心。标准内切削液压力14MPa。

除了总结IMTS2016上展品所反映出的国际机床工具制造业技术发展趋势和亮点以外，参观的主要感受还有如下几点。

(1）欧美制造业回流是其经济复苏的需要，这值得我们深思，利用当前世界制造大国的基础条件避免“脱实向虚”，这样才能保持经济稳定和健康发展。美国是国际技术创新强国，其根源在于其经历了充分的工业化发展，形成全民动手能力很强的社会氛围和雄厚的经济基础，使得创新有了比较高的技术起点和发展基础。这应引起我们的注意，并加强工业化发展，切不可因噎废食的搞跨越式发展。否则，我们的创新会局限于开网店和低层次资源共享的狭窄空间。

(2）以“工业4.0”为代表的新一次工业革命的核心和重点还是聚焦于效率提升，而不是表象上的个别技术领域的创新。本轮效率提升的潜在推动力是资源总量减少（包括能源、资源、人口结构、环保等）和消费-供给模式的转变（单极化国际市场向多元化国际市场消费模式转变，链条型产业分工向网络化布局转变），后者的主要推手是以中国为代表的新兴经济体的快速崛起对世界经济格局和产业结构产生的冲击。因此，以欧美经济发达国家和工业国为首提出了“工业4.0”为蓝本的效率提升计划，应对其经济体内人口老龄化、资源利用率低和经济结构失衡等不利因素影响，提高效率也就是提高了经济体的竞争力。所以，在EMO、IMTS和JIMTOF上的制造技术发展趋势均集中在高效加工技术（提高生产效率）、高精加工技术（提高资源利用效率）、低能耗加工技术（提高资源利用效率）、自动化和智能化技术（提高人力资源使用效率）等等。

(3)作为经济的基础，制造业不可荒废；作为制造业的核心，机床工具产业更需加强。从国际主要经济体和机床工具制造业近几年的表现看，经济周期波动对大家都有影响，但影响程度和恢复状态却不尽相同。机床工具制造业本质上是以解决问题而出现的，因此解决问题的能力强弱也就间接反映在应对经济周期影响和结构调整的效果上。IMTS2016上，展商和展品表现出的模块化技术可重构能力、新材料交叉应用、协同制造和协同创新、全面解决方案提供能力都体现了国际先进机床工具制造技术发展趋势已向着解决未知领域新需求方向发展，也就是说在技术发展方向上不可“墨守成规”。正是有了上述基础和能力，欧美发达国家才可以推动“工业4.0”革命和制造业回流。反思我们，如果经济领域公平与效率的深层次问题得不到彻底解决，包括机床工具制造业在内的实体经济企业发展将会步履维艰。(全文完) □