2021年是中國(guó)共產(chǎn)黨建黨100周年，是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中具有特殊重要意義的一年。4月12-17日，繼續(xù)以“融合共贏智造未來(lái)”為主題的CIMT2021在北京隆重舉行。CIMT一直堅(jiān)持走國(guó)際化、專業(yè)化的道路，著力展現(xiàn)全球最先進(jìn)的制造技術(shù)及裝備，吸引了全世界機(jī)床工具企業(yè)和廣大用戶企業(yè)的積極參與，為中國(guó)裝備制造業(yè)創(chuàng)新和升級(jí)做出了極大貢獻(xiàn)。
下面，筆者就此次出展的部分工具磨床展品進(jìn)行簡(jiǎn)述，主要涉及優(yōu)科（上海）智能裝備有限公司、臺(tái)州北平機(jī)床、廣東東莞千島、德國(guó)WALTER、澳大利亞ANCA、日本MAKINO等境內(nèi)外企業(yè)展出的數(shù)控工具磨床。
一、部分工具磨床展品情況
1. 優(yōu)科（上海）智能裝備有限公司
首次發(fā)布最新設(shè)計(jì)的五軸工具磨床THE-2，是大批量制造和修磨Φ0.8-16mm鉆頭和倒角刀具、旋轉(zhuǎn)銼、醫(yī)療刀具、帶圓角半徑的直柄端銑刀、球頭銑刀和階梯鉆的理想機(jī)型。
機(jī)床整體布局采用獨(dú)特的磨頭座靠背結(jié)構(gòu)，更佳的主軸剛性，各軸分布合理緊湊，整體剛性強(qiáng)，精度高，抗振性好；設(shè)計(jì)上最大限度地利用空間，使機(jī)床占地面積較小；配置3個(gè)伺服直線軸+2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，全閉環(huán)控制；先進(jìn)的直線電機(jī)、直驅(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)精確。穩(wěn)定可靠的雙工位轉(zhuǎn)塔，實(shí)現(xiàn)更快的砂輪更換速度，平均砂輪更換時(shí)間小于3s，可一次性完成工件的粗精磨削加工；采用NUMROTO刀具磨削軟件及其控制系統(tǒng)，具有3D模擬、碰撞檢查、在線檢測(cè)功能，圖形操作界面友好，一次裝夾可完成全部工序的加工，保證磨削加工的高效率；配置雙托架系統(tǒng)，6軸機(jī)器人可選兩種不同的自動(dòng)上下料處理方式，能實(shí)現(xiàn)無(wú)人化生產(chǎn)。
2. 臺(tái)州北平機(jī)床
BPX5B五聯(lián)動(dòng)工具磨床，是性價(jià)比較高、適合大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的機(jī)型，可以加工金屬切削刀具、木工刀具、刀片、醫(yī)用器械工具、多晶體CBN等多種刀具。專用內(nèi)漲式砂輪法蘭，磨軸內(nèi)孔彈性連接及端面同時(shí)定位，保證砂輪的磨削剛性及精度；雙托架系統(tǒng)，托架為一托一壓，用于調(diào)整裝夾精度，提高工件磨削剛性，保證高效率及理想的磨削同心度；采用先進(jìn)的刀具磨削軟件，可進(jìn)行3D模擬，圖形操作界面友好，成型工件輪廓精度≤0.01mm；配置工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)上下料，最大限度減少輔助時(shí)間；可靠的機(jī)械手防撞系統(tǒng)，保證機(jī)械手安全運(yùn)行。
3. 東莞千島
新一代五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控工具磨床QD580，具有外觀簡(jiǎn)約、時(shí)尚、友好，床身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，磨削效率高等特點(diǎn)，適用于生產(chǎn)銑削類、鉆削類和成型刀具等。
可選配智能機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料加工，精度高，可大幅提高工作效率。
高剛性床身，經(jīng)應(yīng)力消除處理，為高效磨削建立基礎(chǔ)；可完成多種刀具磨削，實(shí)現(xiàn)平滑的磨削曲線；磨削工件圓跳動(dòng)≦0.005mm；采用高精度、直驅(qū)變頻電機(jī)主軸，兩組砂輪法蘭可分別同時(shí)安裝2-4片砂輪。根據(jù)磨削工藝，砂輪組換位快捷，充分滿足各種刀具磨削需求。
4. 德國(guó)WALTER
德國(guó)WALTER展出了HELITRONIC G 200磨床，該機(jī)型主要用于生產(chǎn)制造小型刀具。
HELITRONICG 200以其較高的磨削質(zhì)量和不足2.3m2的占地面積使人印象深刻，是空間有限時(shí)的理想可選機(jī)型，適用于生產(chǎn)和重磨直徑范圍從Φ1-125mm的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱刀具，可加工長(zhǎng)度最大235mm、單件重量不超過(guò)12kg的刀具。操作簡(jiǎn)單方便。
在一次裝夾下可完成金屬或木材加工行業(yè)中小直徑旋轉(zhuǎn)刀具的生產(chǎn)或重磨，加工材料包括高速鋼、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、陶瓷等。整機(jī)符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，可擺動(dòng)的集成式多功能觸摸板，方便操作。
磨床采用穩(wěn)定的低振動(dòng)礦物鑄件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，保證了磨削精度；旋轉(zhuǎn)軸A、C裝備了高扭矩力矩電機(jī)；砂輪主軸采用皮帶傳動(dòng)，具有兩個(gè)主軸端，每個(gè)主軸端可安裝多達(dá)三片砂輪；裝備FANUC控制系統(tǒng)。
可選頂置裝料機(jī)。節(jié)約空間且性價(jià)比高，直徑3mm刀具最多可裝500支。
用于設(shè)計(jì)、編程、模擬和生產(chǎn)的CAD/CAM軟件HELITRONICTOOL STUDIO，具有大量的可擴(kuò)展性能和提高效率的選項(xiàng)，編程簡(jiǎn)單，具有極大的靈活性和可靠性。
5. 澳大利亞ANCA
五軸數(shù)控磨床 GCX Linear，專門為滾插刀和插齒刀量身定制，可在一次設(shè)置中完成全部操作。
X、Y、Z軸采用LinX直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，配備BigPlus砂輪桿和37kW（49HP）峰值功率的直驅(qū)主軸；專用齒輪刀具軟件包；磨削前可在設(shè)計(jì)站進(jìn)行全過(guò)程模擬：設(shè)計(jì)、優(yōu)化、3D仿真、材料去除率（MRR）估算等；采用音頻檢測(cè)系統(tǒng)（AEMS）和監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)在線砂輪修整；電機(jī)恒定溫度控制功能，最小化磨床預(yù)熱時(shí)間，可在磨削過(guò)程中提供最佳的熱穩(wěn)定性。
LinX直線電機(jī)技術(shù)用于軸運(yùn)動(dòng)（X、Y和Z軸），結(jié)合線性標(biāo)尺反饋，可確保良好的精度和性能，支持在惡劣的磨削環(huán)境中持續(xù)使用。由于沒(méi)有溫度變化（意味著不需要單獨(dú)的冷卻器），并且密封等級(jí)達(dá)到IP67，磨損很小，因而在整個(gè)使用壽命中都可以保持良好的精度。LinX直線電機(jī)具有更高的移動(dòng)速度和加速度，縮短了循環(huán)時(shí)間，同時(shí)保持了平穩(wěn)的軸向運(yùn)動(dòng)。
該機(jī)床主要有以下特點(diǎn)：
電機(jī)穩(wěn)定溫度控制器（MTC）：內(nèi)置于電機(jī)主軸的驅(qū)動(dòng)器固件；智能控制算法可主動(dòng)管理和維護(hù)GCX Linear中主軸的溫度。此功能的好處在于：大大減少磨床的預(yù)熱時(shí)間，確保磨床盡快達(dá)到熱穩(wěn)定，從而更快地開始磨削，提高了生產(chǎn)率和磨床利用率；無(wú)論主軸負(fù)載或速度的變化或者主軸冷卻液溫度如何變化，主軸始終保持熱穩(wěn)定性，這將大大提高磨削尺寸的穩(wěn)定性。
雙對(duì)稱龍門架：經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的超高精度研磨機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使磨削主軸的旋轉(zhuǎn)中心（C軸）保持在機(jī)器中心線上，使磨床具有很好的剛性并使溫度的影響降到最低。
砂輪組交換器：最多可選配24個(gè)砂輪組，冷卻液歧管也隨輪組而變化。
人工聚合物混凝土：具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和減振性能，可提供穩(wěn)定的研磨過(guò)程和出色的刀具表面粗糙度。
緊湊型機(jī)身設(shè)計(jì)：與擁有多臺(tái)專用磨床相比，一臺(tái)可用于多種研磨操作的磨床為工廠節(jié)省占地面積。
齒輪刀具，尤其是滾插刀和插齒刀，有復(fù)雜的幾何形狀。GCX Linear軟件包有多個(gè)用于制造和修磨齒輪刀具的軟件，包括設(shè)計(jì)、模擬、磨削編程、砂輪編輯和砂輪修整等，支持全制造過(guò)程的模擬。還可以對(duì)滾插運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真模擬，驗(yàn)證刀具設(shè)計(jì)和修正潛在的碰撞。
6. 日本MAKINO
刀具磨床SG10專注于中小直徑刀具精密高效磨削，是全球小規(guī)格刀具精密生產(chǎn)的標(biāo)桿。
該機(jī)具有以下主要特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
本體構(gòu)造：實(shí)現(xiàn)了小徑到中徑高精度穩(wěn)定生產(chǎn)的本體設(shè)計(jì)。
防止熱變形對(duì)策：機(jī)器本體左右對(duì)稱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能將熱變形造成的影響最低化，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)加工時(shí)的穩(wěn)定性和刀具的高精度生產(chǎn)。此外，搭載開機(jī)后機(jī)床自動(dòng)冷卻液循環(huán)流動(dòng)功能，即使在沒(méi)有進(jìn)行研磨的情況下冷卻液也會(huì)循環(huán)流動(dòng)，保證機(jī)體的溫度均衡，使加工精度更加穩(wěn)定。
節(jié)省空間：緊湊型設(shè)計(jì)，同時(shí)機(jī)床內(nèi)標(biāo)配自動(dòng)上下料裝置和自動(dòng)砂輪更換裝置。
高精度刀柄和筒夾：采用了自主研發(fā)的超高跳動(dòng)精度和重復(fù)精度的刀柄Neoflat和筒夾D2，在進(jìn)行工件自動(dòng)更換時(shí)也能夠維持穩(wěn)定的跳動(dòng)精度。此外，可以安裝具有刀具傾斜調(diào)節(jié)機(jī)制的Neoflat+刀柄。
工作主軸：工作主軸的旋轉(zhuǎn)采用直驅(qū)電機(jī)，消除了間隙帶來(lái)的影響，保證精確的分度精度。
砂輪軸：HSK-A40自動(dòng)裝夾砂輪軸，實(shí)現(xiàn)砂輪軸裝夾時(shí)的高精度定位及重復(fù)定位精度。
砂輪軸標(biāo)配主軸溫度自動(dòng)冷卻裝置，使冷卻油循環(huán)于主軸內(nèi)，抑制主軸發(fā)熱。
二、結(jié)語(yǔ)
從CIMT2021展會(huì)可以看出，工具磨床向著以下幾方面快速發(fā)展：
1. 抗振、熱穩(wěn)定材料應(yīng)用日漸廣泛。天然花崗巖或人造大理石具備優(yōu)異的抗振和熱穩(wěn)定性，已被越來(lái)越多的磨床制造企業(yè)用于制造磨床的基礎(chǔ)件。
2. 直驅(qū)、直聯(lián)技術(shù)廣為應(yīng)用，可提升機(jī)床傳動(dòng)精度、剛度、工作平穩(wěn)性及動(dòng)態(tài)特性。
3. 電解刀具磨床，已有多家境外企業(yè)生產(chǎn)，可以靈活地電解加工PCD刀具、磨削硬質(zhì)合金及高速鋼，適合刀具的制造和修磨。
4. 自動(dòng)化水平不斷提升，無(wú)人化生產(chǎn)已成為現(xiàn)實(shí)。
5. 各種類型工具磨床向著多元化方向發(fā)展，并不局限于普通刀具類加工，而逐步向著滾插刀、刀片、醫(yī)用器械工具、多晶體CBN等高精度小型刀具方向延伸發(fā)展。
如上所述，境內(nèi)工具磨床在技術(shù)成熟度、加工精度、產(chǎn)品檔次及外觀設(shè)計(jì)等方面，均有了很大提升，已經(jīng)逐漸縮小了與境外工具磨床的差距。但在精度穩(wěn)定性、可靠性、集成自動(dòng)化、智能軟件方面還需進(jìn)一步提高和完善，要結(jié)合實(shí)際，不斷學(xué)習(xí)、進(jìn)步、突破，不斷拉近與境外先進(jìn)機(jī)床的距離，為實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)自主可控貢獻(xiàn)力量。
