2018年11月1-6日，JIMTOF2018國際機(jī)床展（簡稱“東京展”）在日本東京隆重舉行。筆者隨中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會參觀團(tuán)觀摩了這次盛會并考察了部分日本機(jī)床制造企業(yè)，收獲頗豐、不虛此行。
東京展作為世界四大機(jī)床展之一，不以規(guī)模見長，展商主要以日本企業(yè)為主，卻具有高端精致的特點(diǎn)。以我們這些從事機(jī)床制造的業(yè)內(nèi)人員來看，其基本可以代表目前世界機(jī)床制造技術(shù)的先進(jìn)水平。馬扎克、安田、森精機(jī)、牧野、大隈等世界知名企業(yè)攜最新技術(shù)和產(chǎn)品悉數(shù)參展，可謂一次難得的觀摩學(xué)習(xí)機(jī)會?，F(xiàn)將此次日本之行的收獲和體會總結(jié)如下。
復(fù)合集約機(jī)床功能強(qiáng)大
展品反映出機(jī)床向?qū)Ｓ煤蛷?fù)合兩個方向發(fā)展，專用并非是組合機(jī)床，而是通過自動化、專用卡具等實(shí)現(xiàn)一致性較好的高效加工。雖然目前大部分機(jī)床仍以單一功能為主，但隨著最新技術(shù)推廣應(yīng)用、零件復(fù)雜程度的增加和精度要求的提高，在一臺機(jī)床上集成復(fù)合車、銑、滾齒、測量、清洗等多種功能成為可能。
在本次展會上大隈和馬扎克就展出了這樣的超級復(fù)合機(jī)床。大隈的MUTUS U400集成了車銑加工、激光淬火、齒輪加工和檢測等功能，將跨界工藝集成在一臺機(jī)床上，大幅減少了零件的加工工序、提高了加工精度和效率。馬扎克展出的e-1250V/8S復(fù)合加工機(jī)床，集車削加工、五軸聯(lián)動銑削加工、滾齒加工和測量等功能于一身，一次裝卡可加工完成極其復(fù)雜的零件。
這種高技術(shù)復(fù)合機(jī)床除了在硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行巧妙的設(shè)計(jì)構(gòu)思，更難的在于多種功能的控制系統(tǒng)和加工軟件的整合貫通，需要具有一定的技術(shù)能力來完成。
單機(jī)自動化單元成為趨勢
在生產(chǎn)效率不斷提高以及勞動力資源不足等因素影響之下，自動化生產(chǎn)線作為解決方案，引起了工業(yè)領(lǐng)域的高度重視。本屆展會的大部分展機(jī)配有桁架機(jī)械手或者移動機(jī)器人，形成柔性生產(chǎn)線或柔性單元。機(jī)床和自動化系統(tǒng)的集成展示，以及AGV與機(jī)器人集成的無人加工管理系統(tǒng)成為展會亮點(diǎn)。
與以往柔性單元不同的是，機(jī)床與機(jī)器人深度融合，關(guān)節(jié)機(jī)器人就像手臂一樣“長”在機(jī)床上，完成零件、夾具的自動裝夾取放以及清洗等任務(wù)，極大提升了機(jī)床自身的自動化水平。AGV與機(jī)器人集成的無人化加工管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)料倉自動搬運(yùn)、自動上下料、自動刀具交換、自動檢測、自動開關(guān)機(jī)床門甚至自動觸摸操作面板操作機(jī)床進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)無人化工廠管理。
展會上還有很多車床、加工中心等與關(guān)節(jié)機(jī)器人的配搭展示，預(yù)示著今后隨著機(jī)床加工能力的擴(kuò)展，尤其是五軸加工中心的普及，加之夾具技術(shù)的發(fā)展，單機(jī)也會在自動化領(lǐng)域發(fā)揮越來越強(qiáng)大和獨(dú)特的作用。
增減材復(fù)合、摩擦焊接技術(shù)日益成熟
3D打?。ㄔ霾闹圃欤┘夹g(shù)已經(jīng)在許多行業(yè)得到較成熟應(yīng)用。在2015年EMO展和2016年東京展上看到少數(shù)機(jī)床廠推出了增材和減材集成的數(shù)控機(jī)床，而本屆展會展示該類機(jī)床的企業(yè)越來越多，如德馬吉、馬扎克、大隈、沙迪克、GF加工方案、東芝等，從現(xiàn)場展示的各領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)品可以看出這項(xiàng)技術(shù)已趨成熟。
金屬增材技術(shù)即將或者說已經(jīng)改變了傳統(tǒng)金屬零件制造的概念。以前我們無法想象或很難通過金屬切削加工實(shí)現(xiàn)的零件結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在已經(jīng)能夠通過增材技術(shù)實(shí)現(xiàn)。甚至在某些領(lǐng)域，其材料金相組織性能、小余量的凈近成形等已超越傳統(tǒng)減材加工。下圖為展出的部分增材制造零件。
展會上所展示的金屬增材技術(shù)主要有兩種形式：一種是采用送粉式的激光沉積式增材制造，這種模式適合于結(jié)構(gòu)開放式或用于受力零件的增材制造，也適合與減材功能集成為增減材復(fù)合機(jī)床，將零件從增材到減材加工在一臺設(shè)備上完成，極其適合一些重要零件的局部增材和修復(fù)加工。另一種金屬增材的形式是鋪粉后激光熔融，適用于封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件增材制造。下圖是大隈的3D增減材復(fù)合機(jī)床。
還有一種近幾年逐漸發(fā)展起來的新的加工方式：摩擦焊接及銑削加工復(fù)合機(jī)床，極其適合一些在封閉內(nèi)腔里需要布置復(fù)雜通道的特殊零件，通過零件的前期銑削加工，再組合起來對配合縫隙進(jìn)行摩擦融合焊接，最后再對零件進(jìn)行精密機(jī)械加工，從而制造出以前傳統(tǒng)工藝無法加工制造的零件。金屬增（減）材和摩擦焊接等加工制造工藝已經(jīng)為制造業(yè)打開了另一扇窗，甚至引發(fā)更加深廣的變革。
臥式加工中心面臨創(chuàng)新
臥式加工中心因其具有各軸全行程支撐、主軸臥式布局、垂直落屑、回轉(zhuǎn)（交換）工作臺等優(yōu)勢，成為各加工行業(yè)尤其復(fù)雜箱體類精密零件加工的首選機(jī)型。
日本可以說是世界上最鐘情于臥式加工中心的國家。在其他國際大展上，我們經(jīng)常能看見像馬扎克、森精機(jī)、安田、牧野、大隈等世界知名機(jī)床企業(yè)展示先進(jìn)臥加產(chǎn)品。來到東京展才發(fā)現(xiàn)，還有許許多多我們不熟悉或規(guī)模不大的機(jī)床企業(yè)，生產(chǎn)著具有各自特點(diǎn)的大大小小規(guī)格的臥式加工中心。這也許能從另一個側(cè)面來印證，日本的加工制造水平為何能處于世界前列吧。
臥式加工中心有一個很大的應(yīng)用市場，就是汽車零部件加工，如發(fā)動機(jī)、變速箱的缸體缸蓋等核心零部件。但是隨著新能源汽車的風(fēng)起云涌，內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)市場的萎縮可能會對臥式加工中心的需求產(chǎn)生一定影響。本次展會上，馬扎克、牧野等企業(yè)展示了用于汽配以外零件加工的五軸聯(lián)動臥式加工中心，似乎顯示出未來在更多產(chǎn)品加工將使用五軸臥加的趨勢。從東京展我們還看到一些經(jīng)濟(jì)型臥式加工中心，這些機(jī)床不配交換工作臺，不是正T結(jié)構(gòu)，也不一定采用ATC高速換刀，但卻以較低的價(jià)格和較高的加工精度及效率，滿足中低端市場的需求。這應(yīng)該引起我們國內(nèi)企業(yè)的重視，它或?qū)⒂兄谔嵘覈w加工制造水平。
更加重視切屑的高效處理
我們看到的機(jī)床巧妙的結(jié)構(gòu)、精美的鈑金罩、優(yōu)異的性能參數(shù)等都是機(jī)床的“面子”，讓人能很直觀地判別其優(yōu)劣。但還有一些我們平時(shí)看不到、不起眼、經(jīng)常被忽視的，卻一直起著重要作用或影響的地方，比如排屑和過濾。這是部分國產(chǎn)機(jī)床在終端用戶現(xiàn)場，特別令人頭痛的問題。用戶經(jīng)常需花費(fèi)很大精力去處理堵塞、清理積屑，嚴(yán)重影響了用戶對國產(chǎn)機(jī)床的使用體驗(yàn)和信賴程度。
在本次展會上，德馬吉展示了最新的微細(xì)泡沫油水分離排除技術(shù)，馬扎克也展示了最新的過濾排屑系統(tǒng)，好幾家排屑器制造商展示了在重要部位的精巧設(shè)計(jì)與解決方案。這些方面值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。
結(jié)束語
通過參觀近幾年的大型機(jī)床展會，個人感覺日本企業(yè)中，馬扎克大有一枝獨(dú)秀的氣勢，無論是其產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，還是產(chǎn)品的適用領(lǐng)域，以及高中低端覆蓋范圍，都給人很扎實(shí)和開放的感覺。馬扎克最新的金屬增減材技術(shù)已很成熟，在保留自己技術(shù)的同時(shí)，很善于借鑒歐洲五軸加工中心結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，研制出大型天車式五軸加工中心。
大隈也是在保持和發(fā)展傳統(tǒng)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，在新的技術(shù)領(lǐng)域尤其是增減材領(lǐng)域走在了同行的前列。牧野在行業(yè)里一直很低調(diào)，產(chǎn)品卻以精密見長。其堅(jiān)守自己在精密模具等加工領(lǐng)域的優(yōu)勢令人欽佩，其臥式加工中心的技術(shù)水平令人贊嘆。
本次展會讓我感覺驚喜的是，以前一直以超精密加工機(jī)床著稱的安田，展臺面積和參展機(jī)型明顯比以前更大、更多，參展產(chǎn)品外觀造型、色彩搭配也讓人耳目一新，既保留了穩(wěn)重的氣質(zhì)，又增添了些許靚麗的現(xiàn)代工業(yè)化色彩。展臺上展示的一件保留多工序段的整體葉盤和機(jī)床上試切演示的比薩斜塔都滲透出深厚的技術(shù)底蘊(yùn)。
而且從參展產(chǎn)品來看，多臺五軸聯(lián)動加工中心及頗具水準(zhǔn)和視覺沖擊力的演示品的展示，直驅(qū)電機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，全自動料倉搭配等，讓人覺得這樣一個世傳三代的老企業(yè)也同樣具有一顆與時(shí)俱進(jìn)、緊跟技術(shù)潮流的心。
反觀我國的機(jī)床行業(yè)，還需要更長時(shí)間的積累，需要更多具有綜合實(shí)力和技術(shù)底蘊(yùn)的制造企業(yè)。不過每次參加我們自己的CIMT（中國國際機(jī)床展覽會）展會，都會發(fā)現(xiàn)行業(yè)的進(jìn)步，看到不斷有新生力量加入到機(jī)床行業(yè)來，也感受到這些年國家對高端裝備的重視和持續(xù)支持，更可看到諸多行業(yè)企業(yè)在堅(jiān)守并保持著良好發(fā)展勢頭，從中看出中國機(jī)床工業(yè)的希望。
以上觀感僅基于在展會現(xiàn)場看到的展示，加之與日企語言溝通不暢，無法獲取更多信息。因此本文觀點(diǎn)更多局限于個人的體驗(yàn)和理解，未必準(zhǔn)確和客觀，僅供參考。
