CIMT2023 机床展品预览

CIMT2023展会由中国机床工具工业协会主办，并与中国国际展览中心集团公司共同承办，将于2023年4月10至15日在北京中国国际展览中心（顺义馆）举办，本届展会主题确立为“融合创新 数智未来”。

中国国际机床展览会（CIMT）创办于1989年，全球机床业界四大国际机床展之一，已成功举办了17届，伴随着中国的改革开放，为我国工业化建设和装备制造业创新升级起到重要的推动和助力作用。CIMT不仅是展示世界先进制造技术和机床工具产品的盛会，也是推动中外技术交流与商贸合作的重要平台，更是贴近了解中国这一全球最大机床工具消费市场需求变化的最佳窗口。

CIMT2023将使用北京中国国际展览中心（顺义馆）全部8个室内展馆以及4个临时展馆，展出总面积达140000m2，共有来自28个国家和地区的约1600家机床工具行业企业同台竞技，德国、日本、瑞士、美国、韩国、西班牙、意大利、英国、印度、法国、捷克、中国香港和台湾地区等13个国家和地区的机床协会和贸促机构组团参展。全球范围内的知名机床工具企业将携其最新技术和产品悉数到场。

本届展会的展品囊括机床主机、数控系统、功能部件、量具量仪、机床电器以及刃具、附件等，其中主机产品包括金属切削类、金属成形类、特种加工类。物联网、人工智能、机器人、增材制造等热点技术在机床行业的应用将成为各界关注的焦点。

加工中心类机床

CIMT2023作为机床工具行业的一次盛会，参展的加工中心也同样充分体现了其鲜明的技术特色和发展趋势，总体表现为精度高、稳定性好、高效率、高刚性及智能化、自动化、专业化。

（1）高精度及精度保持   大量中高端机床的主轴、直线轴和旋转轴广泛使用电主轴、直线电机和力矩电机驱动，通用类加工中心主电机与主轴的直联传动，伺服电机直接和丝杠联接。直驱直联技术缩短传动链，其良好的传动刚度和动态特性，显著提高了机床的精度水平。普遍使用的全闭环控制、高品质的主轴轴承和导轨产品也使机床精度更上一层楼。大昌华嘉KERN Micro加工中心的定位精度1.5?m，重复定位精度1?m，微米级的加工精度是精密加工中心中的典范。加工中心在长时间快速运动和大负荷加工时，主轴、丝杠及床身产生的热变形，严重影响加工精度稳定性。越来越多的机床厂家在这些方面做了很多的努力，如采用热不敏感的矿物铸石材料、热对称设计结构、超临界CO2内冷、滚珠丝杠中心冷却、专用温控热交换系统、专有软件算法控制的精密熱管理系统、环境热位移及主轴热位移自动补偿技术等，各种热控制的新技术精彩纷呈，这里不一一举例。另外值得一提的是，FEHLMANN（费尔曼）VERSA745精密立式五轴加工中心、安田亚司达（上海）立式数控镗铣加工中心，主构件结合面安装面采用了人工刮研工艺，几何精度完全由人工机械方式刮研、调整保证，确保设备长期保持坐标镗床级的精度。

（2）高效率  随着新能源汽车、3C电子、航空、航天等行业铝合金等材料的普及应用，以及伺服系统，数控系统及刀具设计和制造水平的提高，涌现越来越多的高速高效加工中心。具体体现在：主轴转速高，进给速度和加速度快，换刀时间短，双主轴和多主轴的设计，大扭矩电机提供强力切削。

（3）高刚性  越来越多的机床厂家使用更合理的机床总体布局和结构设计，如龙门式布局，整机三点支撑的结构及一体化床身等设计的采用；应用有限元法分析设计出合理的箱体及布筋结构以增强结构件刚度，大跨距导轨的应用，各种高稳定性的床身铸造材料（如大理石和密烘铸铁等）应用，大尺寸主轴轴承和精密滚柱导轨等也被大量使用。先进合理的设计和新材料的应用，既为机床结构的高刚性、高稳定性打下坚实的基础，也使机床保持长时间的精度稳定性成为可能。

（4）智能化  随着以SIEMENS、FANUC、HEIDENHAIN、华中数控等为代表的智能控制技术的发展，依托日益强大的数控系统功能及自动检测、自动补偿及模拟仿真等技术应用，机床智能水平大幅提高。大隈的热亲和、防碰撞、加工导航、五轴自动调整和伺服导航智能技术，精雕的工件自动找正和重建加工面特征坐标系等功能，德马吉森精机的3D仿真的轮廓验证功能，安田亚司达的精度补偿功能“HAS 4”（High Accurate & Speedy Machining System）都展示了其智能化水平。

（5）自动化  高自动化水平是本届加工中心展品的一个亮点，“无人值守”也因此成为高频词。高自动化水平主要体现在：从机床的整体设计时就考虑设备布局形式，如刀库、工件库、多工位工作台、排屑机构等部件，布局更加合理，易于自动化成线；采用模块化，可配置多种外设单元，面向数字化车间提供多种网络通信能力；配置在线刀具长度和破损监测、AI加工诊断功能及各种智能软件系统；匹配机器人、RGV（智能搬运车）、桁架机械手等辅助设备。这些软硬件越来越成熟的应用，使自动化水平日臻成熟，“无人值守”也会成为越来越多的现实场景。

（6）专业化  针对特定领域特别开发的专业化设备，体现了机床厂家积极的市场应对策略。格劳博G700F（卧式加工中心）专门应用于框架结构工件和底盘工件加工，成都煜鼎的PD1000（五轴加工中心）专门针对曲轴各种空间复杂角度的斜油孔加工；科德数控KFMC1020 U（五轴卧式翻板加工中心）是制造飞机翼板、翼肋、型框的理想设备；北一机床BF-A150和北京博鲁斯潘BM40-5i（五轴联动加工中心）专用于叶片加工；特雷维桑机床的DS1200/450C（数控卧式加工中心）配备数控平旋盘（ U轴）和W轴是该设备的最大特色；北京精雕JDGR300H（高速加工中心）作为镜面加工专机，适用于高表面质量和高精度要求的镜面模具零件加工；创世纪和兄弟机械则开发了在3C领域中大量应用的高速钻攻中心。

软件支撑制造，创新驱动发展

物质财富是人类社会生存和发展的基础。制造则是人类创造物质财富最基本、最重要的手段。先进制造技术成为人类社会永恒的追求。机床工具作为当今先进制造技术的主要载体，肩负着为装备制造业提供生产工具的重任，其技术进步和发展，对人类社会的进步和发展意义重大。

下面根据CIMT2023展会部分展商的展品资料，结合美国制造技术展览会、日本国际机床展览会、欧洲机床展览会的展品，梳理归纳了当前世界机床工具行业在数字互联、工业软件、绿色技术、增材制造、集成复合以及创新技术等方面的进步与发展动态，供大家鉴析。

（1）数字互联日新月异  数字化制造技术是全球制造业面对未来定制化用户需求日益显著的必然选择。制造模式的变革迫切需要得到新技术、新产品、新的解决方案的支持。面对全球制造业新的需求，机床工具企业不管是主动的还是被动的，不断推出具有鲜明的数字化特色的新技术和新产品，以及数字化解决方案，帮助用户实现向数字化、智能化制造的变革。

近10年来，数字化制造技术以及互联互通技术日新月异，成为发展最快的技术之一。

数字化制造技术涵盖了产品设计、产品制造、生产管理各个层面，贯穿了从产品规划、设计、制造、销售到售后服务等全寿命周期各个环节。根据研究的进展不同，以及重点研究的方向差异，机床工具企业推出的数字化技术与装备也各有亮点，有工艺过程数字化技术、有产线（设备）管理数字化技术，还有车间管理数字化技术。

华中数控的云管家（iNC-Cloud）能够实时监控设备的生产状态，提供开机时间、无故障运行时间、开机率、加工件数等设备生产数据统计功能，故障信息发送，实现产线管理的数字化。

北京发那科（FANUC）的自动化、数字化、智能化解决方案，覆盖数字化工厂规划、产线规划与实施、设备物联、工厂运营管理、效能管理、业务分析、智能决策等需求与应用。

西门子公司的数字原生数控系统Sinumerick ONE，借助其数字双胞胎，可对机床整个生命周期内的各个过程在一个虚拟的环境中进行仿真和优化。机床用户可以利用数字双胞胎模拟加工程序编程、对机床进行设置和操作，并可用其对员工进行操作培训，提高生产效率，避免发生危险。机床制造商可以应用数字双胞胎，实现产品开发规划、机床调试，优化新产品的结构和功能，缩短新产品的开发和上市时间。

德国巨浪公司的数字化解决方案SmartLine是一个多模块软件组合系统，包含了ConditionLine（自动状态监测）、DataLine（可视化机床和进程）、ProcessLine（预先模拟和优化工艺）、ProtectLine（防撞保护）、RemoteLine（远程诊断和维护）、TouchLine（可视化操作）模块，实现工艺过程的数字化和设备管理的数字化，提高生产效率，提升开机率和优化加工工艺。

为帮助用户更轻松进入数字化生产，埃马克向用户新交付的VL系列机床在出厂时都配置了ENDA IoT Ready套件，方便接入物联网；采用全新的操作面板EDNA HMI Lite，为在机床上实现各类数据的可视化奠定基础。其数字化解决方案还包括EDNA Health Check、EDNA Visualize、EDNA Edge Cloud套件，分析和评估机床的状态，采集和处理各类数据，可视化显示和分析生产流程，实现设备管理和工艺过程的数字化。

联合磨削集团的CORE操作系统，不仅赋予联合磨削集团各个品牌机床统一的操作界面，联合磨削集团旗下各品牌机床之间可轻松实现数据交换，集成的umati接口还可与第三方系统进行通信，为用户实现数字化制造奠定技术基础。CORE操作系统还预装了联合磨削集团的数字化解决方案UNITED GRINDING Digital Solutions?，具有监视设备状态、保养提醒、远程服务等数字化工具，只要激活联合磨削数字化解决方案功能，就可获取这些数字化服务，实现设备管理数字化功能。

KAPP NILES（卡帕耐尔斯）公司的数字化解决方案，由GDE导入/导出、KN链接、闭环、生产监控、刀具管理、状态监控、流程监控、工件追溯、维护管理、远程服务等10个模块组成，可以实现设备的便捷联网、产品数据的交换、工艺流程的优化、设备状态的监控以及设备保养提示。

GROB（格勞博）公司的数字化解决方案GROB-NET4Industry，由GROB4Line、GROB4Analyze、GROB4Simulate、GROB4Coach、GROB4Interface、GROB4Connect、GROB4Pilot、GROB4Automation、GROB4Track、GROB4Care、GROB4Portal、GROB4Optimization-MSP等10个模块组成，实现从生产规划、复杂编程、加工仿真、设备监控与分析、加工过程可视化到维修保养的工艺过程数字化以及设备管理的数字化解决方案。

DMG MORI（德马吉森精机）的基于CELOS平台的集成数字化制造解决方案，涵盖了生产计划、生产准备、加工生产、过程监控、服务等五个阶段。通过集成在CELOS平台中的CAD/CAM软件、仿真程序、数字化工具软件以及加工、监控、通讯等27个应用程序，实现产品从计划、编程、加工到售后服务的工艺过程和设备管理的数字化。

生产计划阶段的5个App，Job Manager、Job Scheduler、Organizer、Tech Calculator、Production Planning，用来控制和制定生产指令。

生产准备阶段的6个App，Application Connector、Job Assistant、Documents、Tulip Player、Robo2Go、3D Part Analyzer，为作业计划人员和机床操作员提供直接可用的作业数据并直接访问CELOS。

加工生产阶段的7个App，Control、Energy Saving、Pallet Manager、Tool Handling、Production Feedback、Surface Analyzer 、Power Probe，为机床操作员提供支持。

过程监控阶段的5个App，Status Monitor、Messenger、Performance Monitor、Condition Analyzer、Production Cockpit，可以对生产过程进行连续的数字分析，提供有关当前生产状态的信息，分析和可视化机器传感器数据，并能够及早发现可能的机器故障。

服务阶段的4个App，my DMG MORI、WERKBLiQ、NETservice、Service Agent，支持持续服务和维护过程。

OKUMA（大隈）的数字化工厂（Okuma Smart Factory）由Smart Manufacturing（智能化制造）和Smart Machines（智能化机床）构成，通过OKUMA的Connect Plan物联网技术将他们连接在一起。数字化工厂按照确定时间生产所需产品的机制，供应链管理（SCM）向制造链下发作业计划，工程链管理（ECM）向制造链下发加工信息，并通过可视化监控管理加工设备的状态以及工厂的运行情况，及早发现并消除设备故障，最大限度发挥工厂的制造能力，实现多品种、短交期，灵活应对需求变动，高生产效率的生产。

MAZAK（马扎克）的SPS（Smooth Process Support）智能化工厂管理系统，能够帮助用户提升工厂管理水平，实现智能化制造。SPS智能化工厂管理系统将信息技术用于产品设计、制造以及管理等全生命周期中，使得工艺、程序、计划等生产准备提前展开。作业人员只需要读懂信息，配合机床即可完成任务，达到提高制造效率和质量、降低制造成本、实现快速响应市场的目的。

SPS智能化工厂管理系统包含Smooth CAM RS（编程管理）、Smooth Scheduler（日程管理）、Smooth Tool Management（刀具管理）、Smooth Monitor（监控管理）、Smooth PMC（FMS管理软件）等模块组成。其中，Smooth CAM RS可以将客户的3D-CAD图纸转化为生产所需的加工程序，提高编程效率和编程准确性，同时还可以对加工程序进行分析和优化，以助加工问题的早期解决。Smooth Scheduler可以提取Smooth编程软件中程序的加工工时，然后根据每台设备的产能及订单紧急程度进行自动排产，准确计算订单完成时间，将准确的生产计划、加工程序及工艺、作业指示等信息下发给机床，作业人员只需按照机床提供的信息即可轻松完成生产工作，作业负担大幅降低，同时，任务完成情况可被实时掌控。Smooth Tool Management用来检查每台设备的刀库状态，提前配置生产所用的刀具，并对刀具寿命进行监控。Smooth Monitor对机床的运转信息、开动状态、维护情况，进行实时管理和数据采集分析；无论管理者身在何处，都可以通过软件查看机床信息，掌握生产计划的真实执行情况，从而发现生产过程中存在的问题，有针对性地进行解决。这样，就可以充分激发设备潜能，提高生产效率。

分析比较这些企业的数字化解决方案可以看出，多数企业的数字化解决方案聚焦于设备管理数字化和工艺过程数字化。有的企业的数字化解决方案可以向上兼容ERP（企业资源计划）/PPS（生产计划与控制系统）/PDM（产品数据管理）/MES制造执行系统和CAD/CAM软件，为用户实现全面数字化制造提供良好支撑和基础。马扎克的SPS和大隈的Smart Factory数字化解决方案整合了生产计划系统以及CAD/CAM软件，基本实现了工厂运营的数字化管理。

另外，这些企业的数字化解决方案都基于企业自身的机床产品，网络连接相对方便。但是对于用户来说，各种设备来自不同的企业，联网接口多种多样，实现各种设备之间以及设备和管理系统之间的联网通信会更耗时耗力。降低用户实现互联互通的时间成本和经济成本，制定标准化的数控设备互联互通协议势在必行。目前，有3个针对数控设备之间的互联互通协议。

中國机床工具工业协会牵头，联合部分高校、研究院所、企业研制的“数控设备互联通讯协议标准（NC-Link）”，采用先进的通讯技术，确保来自不同控制系统的机床数据，通过开放的、标准化的连接进行快捷网络传输。如华中数控、i5、广州数控、科德数控、西门子数控、发那科数控和倍福数控系统。

美国制造技术协会（AMT）牵头研制的数据交换标准协议MTConnect，用于数控机床、PLC、工业机器人、测量设备在内的数控设备之间的数据交换。该协议已经正式批准为美国国家标准（ANSI/MTC 1.4），并已经推出了MTConnect 2.0版。

德国umati数控设备互联标准，由德国机床制造商协会（VDW）和德国机械与设备工程协会（VDMA）联合德马吉森精机、埃马克、巨浪、恒轮、格劳博、利勃海尔、通快、+GF+、联合磨削等德国、瑞士的主要机床工具制造商，并邀请了西门子、海德汉、发那科、博世力士乐、倍福、发格、三菱电机等全球主要数控系统制造商共同研发。

数字化技术能改善制造企业的业务流程基础框架，是市场竞争以及改进业务的必要条件。实施数字化转型是全球制造业无法回避的必然选择。

（2）工业软件众彩纷呈  长期以来，提高机床的性能，硬件一直是行业的研究焦点。但是一项技术的提升在趋于极限阶段，要取得突破性进步更为艰难。机械技术发展到今天，单纯通过机械技术的提高来提升机床的精度和性能，难度越来越大。随着数字技术的发展，以及用户加工需求日益复杂化，工业软件成为丰富和完善数控机床功能，提高企业管理水平和效率，提升企业竞争力的关键。工业软件封装了工业知识，建立了数据流动规则体系，打造了制造链的大脑和神经，使智造链变得更加聪明，功能可以随时调整。工业软件描述、集成、模拟、加速、放大、优化和创新了传统制造过程，形成一种新的工业智能模式。工业软件开发已成为软件开发企业以及机床工具企业研究的重点，包括CAD/CAM软件、控制软件、仿真软件、检测软件、补偿软件、管理软件等发展快速，众彩纷呈。

CAD/CAM软件曾经只是作为绘图和编程的辅助工具，随着数字技术的发展，CAD/CAM这些软件已经成为了产品设计、加工生产必不可少的数字化工具。CAD/CAM软件提供商不断丰富软件的功能，提高其性能，以满足当今数字化制造发展的需要。

MasterCAM具有强劲的曲面粗加工以及灵活的曲面精加工能力，400多种后置处理文件以匹配各种类型的数控系统。最新版MasterCAM 2023新增了多项功能，如B轴外形车削、支持多个中心架、将部分多轴加工策略合并为“智能综合”，用于管理机床群组的新工作流和界面。

Vericut加工仿真、程序验证软件，是基于实体、基于特征的并记录历史的仿真。可以方便、准确、快速地分析尺寸，检查错误。新发布的Vericut 9.3版本，具有工具管理器增强功能、新的工具界面、增强的处理速度，改进了包括碰撞检查、子系统轴限制等核心功能，新增的“受力优化”功能，可以分析和优化数控程序加工过程中的切削条件，根据工件材料、刀具、机床参数来生成高效数控程序，可减少25%以上的加工时间，刀具寿命延长至少2倍。新增了“增材制造”功能，支持减材加工和增材制造在同一界面完成。

Cimtron是模具制造行业应用最广泛的CAD/CAM集成式专业工模具解决方案，用于型腔模具设计与制造、冲压模具设计与制造、电极设计与制造、数控编程等模塊，涵盖了工模具制造的全过程——从报价计划到模具设计、工程变更以及数控编程。新发布的Cimtron 16版本引入了新的和增强的功能，使各种模具制造商能够更快、更轻松地交付高质量的模具，如顶杆定位、分型面相切延伸等新功能。

Hyperrmill是一款CAD/CAM集成化软件，提供从2.5轴到5轴的系列模块，具有自动干涉检查、独立五轴联动、动态变化刀轴等功能，在五轴联动加工方面独具特色。其新发布的Hypermill 2023版本增加或增强了许多功能，如轮廓铣断边功能、型腔铣刀具补偿功能，自动搜索合适区域以适应高性能路径布局的3D平面加工等，能加快编程速度，改进加工质量，提高效率；HyperMILL CONNECTED Machining 模块将刀具数据（长度、半径、角部半径以及刀具编号和名称等）直接从 hyperMILL?传输到数控系统；改进了摇篮式五轴联动加工中心的“虚拟机床优化器”的链接逻辑，将各个零件程序与平顺、安全联系在一起。

TopSolid-CAD/CAM/PDM原生一体化协同平台，以三维数模（MBD）为数据源，集设计、工艺、仿真、制造、管理于一体。一个系统可以解决产品设计、数控加工、产品数据管理等需求；没有系统集成和数据转换，易于保证数据的完整性、正确性和时效性；利于企业进行产品模组化、模组标准化、标准参数化设计。

毕孚自动化（上海）有限公司的TwinCAT 3 Machine Learning 软件将机器学习（ML）集成到整个控制系统中。需要学习的模型可以在如MATLAB?、TensorFlow、PyTorch、SciKit-learn 等成熟的机器学习框架中进行训练，然后通过开放式神经网络交换（ONNX）格式导入到 TwinCAT 中运行。这样可以为包括预测性维护、过程控制以及全自动质量控制在内的许多领域开辟新的可能性和优化潜力。

WattPilote加工过程监测系统能够根据原材料、刀具、加工状态的不同准确判断刀具的实时磨损状态，在优化刀具的同时，大幅降低由刀具磨损引起的产品问题，从而达到提升无人化干预、降低质检频率的目的。

上海航天壹亘智能iMCS智能总控系统，通过智能采集与互联、设备控制、大数据深度学习及数字双胞胎等技术实现对车间生产过程的全生命周期的管控，包括智能排产、自适应调度、状态监控、质量预测、加工优化、智能决策等功能。总控系统在架构上采用工厂、车间、产线、单元的多级管控模式，一套系统可支持多个工厂、多个车间、多条产线、多个单元进行同时管控，达到提升加工效率、降低加工成本、提高加工质量及提升加工过程管理水平的效果。

上海微茗的LMS产线智能管理系统，通过管理软件实现生产智能化，具有产线数据统计分析、程序传输管理、刀具管理、生产计划管理、生产可视看板、生产数据追溯、质量管理、能耗管理等功能，实现产线管理的数字化。

软件的开发不仅限于那些软件提供商，机床制造商也愈加重视软件的开发应用。机床制造商不断丰富机床内置软件，以提升机床的性能。

牧野在A800Z五轴卧式加工中心上配置了其特有的超级几何智能控制（SGI.4）软件，用于复杂的三维模型中微小的程序段的处理加工，确保加工运行速度比标准CNC系统更快，同时保证更高的精度。与大多数其他控制技术相比，SGI.4可将复杂型腔和型芯模具以及航空航天零件的加工周期时间减少多达40%，从而有确保了更低的循环时间和成本。

INDEX（因代克斯）的虚拟机床（Virtual Line）软件，是在西门子软件原有数据、INDEX控制系统和机床稽核数据的基础上开发的，包含了INDEX机床所拥有的全部功能，可以在机床上或者CAM系统中进行精确的加工模拟。INDEX还有丰富的工艺技术包可供选装，如直接加载和打开STEP 格式 3D 文件的3D-STEP Import、用于复杂轮廓去毛刺的EntgratenPRO，以及流线铣、摆线铣、雕刻等工艺技术软件包。这些工艺技术包能够进行额外的工艺技术编辑，并输出加工程序，以进一步处理，简化编程。

很多机床制造商向用户提供这种工艺技术包，方便用户发挥机床的最大潜能。

DMG MORI汇聚了公司几十年的专有应用技术，开发了42种特有的技术循环，帮助用户简化编程，提高编程速度，提高生产力和安全性。这些技术循环按照功能分类，归纳为操作循环、测量循环、加工循环、监测循环，供用户选择使用。如DMU 50 3rd可配置3D quickset、gearMill、Easy Tool Monitoring 2.0、W-Setter等技术循环，分别用于检查和修正四轴和五轴加工中心的运动特性和精度、齿轮铣削、避免刀具破埙和刀具过载导致的故障、刀具长度的手动测量和工件定心。

OKUMA铣车复合加工中心Multus U3000的齿轮加工软件包，只需通过3步编程，选择齿轮种类、输入加工条件、自动生成并执行程序，即可在五轴加工中心上完成过去只能在齿轮机床上完成的工作。

联合磨削集团的J600平面成形磨床，配置新的多边形磨削软件，在一次装夹下，可实现磨削360°轮廓，缩短加工时间。用户仅通过CAD生成工件的二维轮廓图并将其导入程序即可实现磨削加工，磨削程序可以自动将数据转换为三维数据，操作人员无需任何编程知识，仅需选择技术参数即可。

北京精雕的JDGR500精密高速五轴加工中心，搭载了其自主开发的专用五轴联动加工CAM软件Surmill，具有多种五轴编程策略，满足多场景五轴编程需要，支持多种格式文件，可以实现加工过程的数字化仿真，辅助优化工艺要素，提升工艺过程安全性。

北平机床的磨床产品都配有专用的应用软件。如T6五轴数控工具磨床，配有自主研发的3D模拟磨削工艺软件，让操作编程更加便捷化。BP8数控外圆磨床，配有专用的磨削软件，操作界面友好，人机交互性强，大幅简化编程等操作过程，降低磨削加工对人的依赖性。

瑞士阿格顿的四轴磨削中心Evo Combi，用于可转位刀片的周边磨，配备有专门针对超硬磨削的软件——力监测系统，可实时采集主轴的负载变化，通过自适应进给功能自动调节砂轮主轴的进给率至最佳值，提高磨削效率。

江苏合泰机械的全自动三维数控弯管机CNC65XE-9A，配置其自主开发的弯管指令数控软件，用户可以对系统通过弯管工艺参数自动生成的弯管指令进行编辑修改，输入坐标值即可以3D图形显示，以及干涉仿真，机械干涉位置由计算机自动计算，无需人工测量或设定。

南京二机床的七轴五联动数控内齿珩磨强力珩齿机Y4830CNC，配置的自主知识产权应用软件，可自动实现强力珩磨工艺以及余量补偿。工作台进给轴采用直驱技术，智能化夹持力控制及自动热变形补偿技术，确保高精度齿轮的珩削要求。

绿色技术助力减排

2020年9月，习近平总书记在第75届联合国大会一般性辩论上表示，中国将采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。为我国绿色战略按下启动键。

有研究表明，工业生产是第一大碳排放源，在能源使用造成的碳排放中，每年有近36%来源于工业生产。工业企业低碳转型是实现碳中和的重点路径。机床工业作为基础性行业，在实现碳达峰碳中和的绿色战略中，不仅要努力实现企业自身的低碳转型，还承担着为工业生产提供低碳排放机床工具产品的重任。

有研究表明，机床产品生命周期中约80%的二氧化碳是客户在工厂使用机器时排放的。因此，我国绿色战略必然要求我们机床工具行业向用户企业提供低碳排放的绿色机床，倒逼机床工具行业发展绿色技术，促进行业技术进步。

机床工具绿色技术研究和应用主要体现在：优化设计，减轻机床运动部件质量，减少能源需求；能量回收，驱动装置配备电能回馈装置以回收制动能；能源管理，待机关闭冷却、液压、照明、显示等耗能设备；提高能源利用效率，采用能效更高的电机；应用数字化技术、自动化技术、复合加工技术、高速加工技术、仿真技术等先进制造技术和管理技术，缩短生产周期，提高生产效率，减少能源消耗；应用微量润滑以及干切削技术，减少污染。

这些绿色技术在很多公司的产品上都有体现。

宁波海天精工的BF2040Ⅱ五轴高速铣削中心，采用工作台固定，高架桥式龙门框架结构形式，设计融入高动态性能加工理念，结构刚性好，移动部件轻量化，具有高速、高效和高精的特性。

珠海格力智能在其高速桥式（五轴）龙门数控机床GA-GM3020以及高速立式数控机床GA-GF2755上，应用微量润滑冷却系统，消除乳液污染，延长了刀具使用寿命。

重庆机床集团数控卧式干切滚齿机YS3610、秦川机床集团数控干切滚齿机YK3126、德国艾克索五轴加工中心MP9/5等，应用干切削技术，消除切削液污染。

宜昌长机的数控刮齿机YK8115、YK8132、YK8150系列，采用高速干式切削方式，实现齿轮工件的高效高精度刮齿加工。

郑州钻石的球头铣刀，刀头为PCBN材质，硬度高、耐磨性强，有良好的热稳定性、热硬性及导热性，可满足干切削要求，减少环境污染，绿色环保；采用四刃结构，切削稳定性好；每個刀头部位的刀体上有一个出气孔，加工时起到空气冷却作用。

宁波中机松兰刀具的聚晶立方氮化硼（PCBN）、聚晶金刚石（PCD）超硬刀片，具有以车代磨、稳定加工、刀具寿命长、加工精度高等诸多优异性能，支持“硬态加工、干式切削”等先进工艺，可以避免生产过程中的灰尘、磨削液对环境的污染，实现绿色加工。

汇专科技的超声绿色高效钻攻中心UGT-500、超声绿色高效五轴联动加工中心MVA500-5AXIS，配置了超声加工系统、微量润滑MQL系统，无需传统切削液，绿色环保。

日本MAZAK（马扎克）公司提出了通过节能技术、使用人工智能和数字技术、工艺集成等三种路径来减少碳排放，减少对环境的影响。

开发带有节能功效的新型号机床来减少客户工厂对环境的影响。MAZAK的VCN-600立式加工中心，采用高节能冷却单元，制冷剂逆变器可根据加工时主轴负载优化冷却量，每年可减少11%的能耗；VARIAXIS i-800 NEO的液压单元使用蓄能器和逆变器冷却装置，在运行中能大大降低能耗，每年可减少21%的能耗。

通过人工智能和数字技术优化加工条件以获得更高精度，降低电能消耗。MAZAK利用其人工智能技术Ai Thermal Shield，根据温度变化自动计算补偿量，确保加工精度，避免由于加工失败而出现的再加工情况，减少能源消耗；利用数字孪生技术创建虚拟机床进行加工仿真，减少在机床上的加工时间，从而降低能源消耗，提高生产效率。

通过工艺集成实现在一台机床上完成车、铣、钻、齿轮加工以及增材制造，减少总生产时间，降低成本，减少碳排放。

日本OKUMA（大隈）采取削减机床运转时的能源消耗、关闭不使用的设备、缩短加工时间、分析优化减排点等措施来实现减排目的。

基于OKUMA机床的智能技术Thermo-Friendly Concept（准确控制规则的热变形），用户无需采取特别措施即可在普通的工厂环境中实现高精度加工；无需机身冷却或过度的空调控制，维持机床精度稳定性，也无需进行长时间的热机。配置高效液压单元，降低能耗；应用电能再生技术，回收制动能。通过这些绿色技术，减少机床运转时的能源消耗。

OKUMA的ECO Suite Plus自动检测机床的运转状态，无需按键操作，自动关闭不必要的外围设备。保持精度所需的冷却设备应用“Thermo-Friendly Concept”技术，自动判断机床是否需要冷却，保持高精度并进行怠速停止。这两者结合，在确保精度的同时，减少不必要的能源消耗。

DMG MORI（德马吉森精机）机床的绿色技术具有帮助用户降低能源消耗的功能。节能（Energy Saving）App能够按时间或者程序段记录机床的功率消耗，有停机、预热、待机等三种模式来管理机床、气动液压系统、显示屏、照明灯，降低机床的能源消耗和运行成本，同时提高生产力。据称，节能模式下，机床的能耗将降低30%。

德国INDEX（因代克斯）公司在开发机床产品和进行技术改进时，就将绿色概念作为核心要求，始终践行其生态方案，提高机床产品的能源利用效率并降低能耗。这个生态方案包括以下几个方面：

ECO fluid：根据使用情况对泵的运行进行控制以降低消耗，从而使冷却液供应和液压供应的能耗达到最佳水准。

ECO energy：所有驱动装置配备电能回馈装置以回收制动能量；使用同步电机和提升效率使损耗得以降低；采用更高加速度和快移速度实现最短加工时间，从而节约能源。

ECO design：采用创新的轴连动机构、降低机床组件重量使能源需求更小；通过技术和工艺整合，在一台机床上进行智能化多工位加工以实现节能。

ECO cool：采用中央控制的机床冷却系统，使余热得到再利用。

ECO control：通过智能化待机方案降低消耗，自动关闭周边设备。

ECO setup：采用仿真技术在不占用机床的条件下对工件进行设置，从而实现节能。

增材制造前景广阔

增材制造技术作为一种前沿技术，受到了各国（地区）高度重视，但受限于材料、成本、效率、制品的力学性能和表面质量等问题的困扰，其应用场景受到一定制约。其中一些新的研究成果，应会让我们对增材制造的应用前景产生新的认识。

有学者采用激光选区熔化（SLM）对Ti6Al4V钛合金材料制备的增材制造样件的金相组织、力学性能开展了研究。研究结果表明，采用400W以上激光制备的Ti6Al4V钛合金增材制造样件，微观组织、力学性能以及致密性能够达到甚至优于锻件的标准。

还有学者采用激光金属沉积（LMD）技术进行了Ti6Al4V/TiC 的功能梯度材料研究。研究结果表明，采用LMD技术增材制造能够满足锻造Ti6Al4V所规定的最低屈服強度和抗拉强度要求。

GE航空先进技术（GE AAT）慕尼黑团队的总部位于德国慕尼黑，是欧盟Clean Sky 2计划的三个核心合作伙伴之一。该团队采用直接金属激光熔化工艺增材制造的直径1m的inconel 718涡轮中心框架（TCF）外壳，与传统铸造生产工艺相比，这个需要由150多个零件组成的部件，用增材制造工艺生产可整合为一个单一组件，制造成本和零件质量减少约30%，交货时间由9个多月缩短为两个半月。

波音公司在华盛顿州塔科马城（Tacoma）东郊Algona的增材制造工厂于2022年9月下旬正式开业。开业庆典期间展示了采用增材制造工艺生产的波音737客机上的翼尖帆。该翼尖帆一直是由外部供应商生产制造，由多个零件组装而成，供货周期为6周，制造成本5-6万美元。而采用增材制造工艺进行生产，使用聚合物材料，打印时间41小时，后期制作85小时，制造成本约4万美元。波音增材制造副总裁声称，采用增材制造方式生产翼尖帆，直接生产成本的降低并不是最主要的，关键在于采用增材制造方式，由多个零件构成的翼尖帆整合为单一零件，减少了零件的数量，并且随之能够减少数以万计的紧固件，以及相应的所有成本，如管理成本、仓储成本等，这将实现巨大的节省。

在一次先进制造技术论坛上，德国SLM Solutions公司介绍了宝马汽车采用增材制造技术为其BMW i8 Roadstar生产顶棚支架的案例。据称，根据宝马汽车计算，采用增材制造技术生产钛合金材质的顶棚支架，在生产数量少于6万件的条件下，比采用塑料材质，通过模具来生产的方式更具成本优势。

材制造技术的应用，以前更多关注的是在宇宙开发、远洋航行以及生产一些切削加工技术无法实现且非关键受力零件的场景下应用。上面的几个案例说明，在一些生产环境中，增材制造技术对于批量生产同样具有时间、成本的优势，而且增材制造技术生产的零件在力学性能、金相组织等方面不逊色于锻件。随着对材料、工艺研究的深入，增材制造技术的应用领域也将不断扩大，成为切削技术的有益补充甚至竞争者。

美国 3D SYSTEMS（3D系统）的DMP Factory 350金属增材制造系统，可制造最大275mm×275mm×380mm的金属零件，采用选区激光熔融技术，能够高效地制造非常致密的纯金属零件，实现如Inconel合金、钛、钴铬合金、铝、钢等金属材料的增材制造。其改进的气流技术，能够均匀地提高整个制造区域的零件质量。集成的3DXpert软件支持增材制造工作流程的每个步骤，从设计到后处理，从而简化工作流程，有效地从3D模型过渡到零件。双向铺粉功能，提高工作效率。还可选配DMP监控工具（DMP Monitoring），实时收集加工数据，分析加工过程，优化加工参数。

天津镭明激光的LiM-X260A金属3D打印机，可制造260mm×260mm×430mm金属零件，采用激光选区熔融技术，实现如钛合金、铝合金、高温合金、钴铬合金、不锈钢、模具钢、铜合金等金属材料的增材制造。循环系统采用永久滤芯，具有反吹功能，配备大容量供粉舱；自主研发的LiMPCS控制软件，实现设备打印的自动化；专用运动控制系统，提高成形系统和铺粉系统运动的精度和稳定性，智能监测系统监测成形舱中的含氧量，超限自动报警；配有粉床监控模块，内置高清相机，每次铺粉后和熔凝后拍摄粉床情况照片，经算法分析比对，可实现对每层铺粉质量和熔凝质量的监控，對异常铺粉进行自动补粉、自动报警。

LiM-X400金属3D打印机，采用龙门结构，单、双向铺粉可选，结构稳定，铺粉效率高。成形最大尺寸400mm×400mm×550mm。

集成复合方兴未艾

在零件加工和模具加工领域，工件形状日益复杂，交货期缩短，产品高附加值日趋深化，要求加工设备具有高性能和高效率。为满足市场需求，以某一目标为导向，将机床结构与功能、加工工艺、工作方式等进行集成和融合，获得高性能和高效率的产品，成为技术创新的一个趋势。各种类型的复合机床、加工单元、自动线、多主轴加工设备发展呈现一片繁荣景象。

复合加工机床按照工艺集中的原则，将不同的加工过程集成在一台机床上，实现一次安装完成全部加工，从而减少安装次数，提高加工精度和生产效率，特别适合一些形状复杂、精度要求高的零件。

瑞士威力铭马科黛尔的铣车复合加工机床408MT，卧式车削主轴转速6000r/min，可进行C轴分度，铣削主轴转速42000r/min，沿X、Y、Z轴运动，并可做B轴摆动，从而实现铣车复合五轴加工，主要用于小型精密零件的加工。

德国INDEX（因代克斯）的铣车复合加工机床G420，对置正副主轴，铣削主轴，双下刀塔，三把刀具可无碰撞风险同时加工，可满足直径120mm以下的棒料、直径315mm以下盘套类以及长度1600mm（2300mm）以下长轴类零件的高效铣车复合加工。可以选配集成的上下料系统，或选配机器人单元iXcenter。

科德数控的铣车复合加工机床KCX1200 TM，整体顶置式正交结构设计，铣削主轴最高转速12000r/min，车削主/副主轴箱均采用内冷却力矩电机，实现高转速、高效率加工。同时配备高精度电磁角度编码器+液压夹紧实现C轴高精度任意角度定位，提高铣削精度。工件最大回转直径520 mm，最大车削直径400 mm，最大车削长度1200 mm。

日本山崎马扎克（MAZAK）的铣车复合加工机床Integrex i-250HS，最大加工直径670mm，最大棒材加工能力65mm，最大加工长度1519mm，主轴转速5000r/min，铣削主轴转速12000r/min。采用搭载了支持AI、数字孪生和自动化的MAZATROL SmoothAi数控系统，Ai热屏障会根据主轴转速和床身上温度传感器的信息抑制刀尖位置的变化。通过考虑温度变化、机械位置、冷却开关等因素，对机床进行精密控制，使连续加工精度保持稳定。

日本大隈的铣车复合加工机床MULTUS U3000，机床设有对置车主轴、铣主轴、动力刀塔以及B、C轴，双滑鞍机构将加工时间缩至最短，能够在一次装卡中完成复杂零件的多种加工，包括齿轮加工和倾斜车削能力。

德国EMAG（埃马克）公司的立式车磨复合加工机床VL 200GT，一次装夹完成盘类零件的全部硬加工。硬车和磨削组合实现了更短的节拍时间、更高的加工质量，并大幅降低了刀具成本。

多主轴机床在不增加机床数量情况下提高企业生产率，深受市场欢迎，技术得到快速发展。多主轴结构各异，功能不尽相同，既有多主轴同步加工，也有可独立控制的。

意大利VIGEL（威捷尔）公司的TW 320H双主轴五轴卧式加工中心，可实现双主轴同步加工，提高加工效率，板式双工位交换装置，减少机床的停机时间。

创新技术引人注目

技术创新是企业可持续发展的第一动力，在产品的生产方法和工艺水平提高过程中起着举足轻重的作用，是企业增强市场竞争力的必然选择。

超声振动加工由于主要依靠磨粒瞬时局部的高频冲击形成的巨大能量去除材料，工件表面的宏观切削力很小，切削应力有效减小，切削温度极大降低，不会产生变形和烧伤，表面质量好，成为解决玻璃、陶瓷、宝石、石英、硅、锗、石墨等硬脆材料，颗粒增强复合材料，纤维复合材料等难加工材料精密超精密加工的一种利器，主要应用于航空航天、国防军工、3C等领域关键零部件的高效精密制造。

西安超克能的超声加工装置，有超声车刀、超声振动旋转刀柄、超声磨削装置等，用于解决特种工艺加工难题及难加工材料的加工技术问题，提供金属镜面加工工艺和抗疲劳制造工艺整体解决方案，研发应用于多领域的超声加工。

汇专科技的超声绿色高效五轴联动加工中心MVA500-5AXIS，采用汇专自主研发的超声主轴，可选超临界CO2内冷、微量润滑系统，实现清洁切削，直线轴重复定位精度3μm，旋转轴重复定位精度5″，应用于难加工材料的高效精密加工。

春保森拉天时的高动态车削（High Dynamic Turning）技术以及FreeTurn车刀，可以将粗加工、精加工、仿形车削、端面和纵向车削等常见的车削作业，集中在一把车刀上即可完成。

传统车削工艺中，每个轮廓需要不同的刀具去加工。这会产生巨大的刀具成本和较长的刀具更换时间。采用高动态车削（HDT）技术，FreeTurn刀具可以利用铣削主轴实现全方位自由度。切削刃可以通过刀具轴线的旋转来改变主偏角，从而节省刀具数量，减少换刀时间，进给率可提高40%，空走刀行程减少90%，加工时间可减少25%。

EMAG（埃马克）的无刀痕（Scroll-free）车削技术，在车削加工中，倾斜的刀刃在旋转的工件旁回转，刀刃切入点沿刀刃不断移动。这样，切削使用的是整个刀刃，可以延长刀具寿命，缩短加工时间，提高加工件的表面质量，加工面不会产生刀痕。应用实践证明，使用无刀痕车削技术，可以在最高进给达到1mm/r时，实现Rz＜6.3μm的表面质量。

使用无刀痕车削技术加工的叠片组结构电机转子轴前后对比

EMAG公司VT系列倒立车的旋转刀塔已经根据无刀痕车削的特殊要求进行了调整。