2021年是中國共產黨建黨100周年，是我國現代化建設進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”為主題的CIMT2021在北京隆重舉行。CIMT一直堅持走國際化、專業(yè)化的道路，著力展現全球最先進的制造技術及裝備，吸引了全世界機床工具企業(yè)和廣大用戶企業(yè)的積極參與，為中國裝備制造業(yè)創(chuàng)新和升級做出了極大貢獻。

       下面，筆者就此次出展的部分工具磨床展品進行簡述，主要涉及優(yōu)科（上海）智能裝備有限公司、臺州北平機床、廣東東莞千島、德國WALTER、澳大利亞ANCA、日本MAKINO等境內外企業(yè)展出的數控工具磨床。

        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)布最新設計的五軸工具磨床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型。

       機床整體布局采用獨特的磨頭座靠背結構，更佳的主軸剛性，各軸分布合理緊湊，整體剛性強，精度高，抗振性好；設計上最大限度地利用空間，使機床占地面積較小；配置3個伺服直線軸+2個旋轉軸，全閉環(huán)控制；先進的直線電機、直驅電機驅動，使運動更平穩(wěn)精確。穩(wěn)定可靠的雙工位轉塔，實現更快的砂輪更換速度，平均砂輪更換時間小于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軸機器人可選兩種不同的自動上下料處理方式，能實現無人化生產。

       2. 臺州北平機床

       BPX5B五聯(lián)動工具磨床，是性價比較高、適合大批量自動化生產的機型，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。專用內漲式砂輪法蘭，磨軸內孔彈性連接及端面同時定位，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；采用先進的刀具磨削軟件，可進行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)機器人自動上下料，最大限度減少輔助時間；可靠的機械手防撞系統(tǒng)，保證機械手安全運行。

       3. 東莞千島

       新一代五軸聯(lián)動數控工具磨床QD580，具有外觀簡約、時尚、友好，床身結構穩(wěn)定，磨削效率高等特點，適用于生產銑削類、鉆削類和成型刀具等。

       可選配智能機械手，實現自動上下料加工，精度高，可大幅提高工作效率。

       高剛性床身，經應力消除處理，為高效磨削建立基礎；可完成多種刀具磨削，實現平滑的磨削曲線；磨削工件圓跳動≦0.005mm；采用高精度、直驅變頻電機主軸，兩組砂輪法蘭可分別同時安裝2-4片砂輪。根據磨削工藝，砂輪組換位快捷，充分滿足各種刀具磨削需求。

        4. 德國WALTER

       德國WALTER展出了HELITRONIC G 200磨床，該機型主要用于生產制造小型刀具。

       HELITRONICG 200以其較高的磨削質量和不足2.3m2的占地面積使人印象深刻，是空間有限時的理想可選機型，適用于生產和重磨直徑范圍從Φ1-125mm的旋轉對稱刀具，可加工長度最大235mm、單件重量不超過12kg的刀具。操作簡單方便。

        在一次裝夾下可完成金屬或木材加工行業(yè)中小直徑旋轉刀具的生產或重磨，加工材料包括高速鋼、硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷等。整機符合人體工程學設計，可擺動的集成式多功能觸摸板，方便操作。

        磨床采用穩(wěn)定的低振動礦物鑄件基礎結構，保證了磨削精度；旋轉軸A、C裝備了高扭矩力矩電機；砂輪主軸采用皮帶傳動，具有兩個主軸端，每個主軸端可安裝多達三片砂輪；裝備FANUC控制系統(tǒng)。

       可選頂置裝料機。節(jié)約空間且性價比高，直徑3mm刀具最多可裝500支。

        用于設計、編程、模擬和生產的CAD/CAM軟件HELITRONICTOOL STUDIO，具有大量的可擴展性能和提高效率的選項，編程簡單，具有極大的靈活性和可靠性。

       5. 澳大利亞ANCA

       五軸數控磨床 GCX Linear，專門為滾插刀和插齒刀量身定制，可在一次設置中完成全部操作。

        X、Y、Z軸采用LinX直線電機驅動，配備BigPlus砂輪桿和37kW（49HP）峰值功率的直驅主軸；專用齒輪刀具軟件包；磨削前可在設計站進行全過程模擬：設計、優(yōu)化、3D仿真、材料去除率（MRR）估算等；采用音頻檢測系統(tǒng)（AEMS）和監(jiān)督式機器學習算法實現在線砂輪修整；電機恒定溫度控制功能，最小化磨床預熱時間，可在磨削過程中提供最佳的熱穩(wěn)定性。

       LinX直線電機技術用于軸運動（X、Y和Z軸），結合線性標尺反饋，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。由于沒有溫度變化（意味著不需要單獨的冷卻器），并且密封等級達到IP67，磨損很小，因而在整個使用壽命中都可以保持良好的精度。LinX直線電機具有更高的移動速度和加速度，縮短了循環(huán)時間，同時保持了平穩(wěn)的軸向運動。

        該機床主要有以下特點：

        電機穩(wěn)定溫度控制器（MTC）：內置于電機主軸的驅動器固件；智能控制算法可主動管理和維護GCX Linear中主軸的溫度。此功能的好處在于：大大減少磨床的預熱時間，確保磨床盡快達到熱穩(wěn)定，從而更快地開始磨削，提高了生產率和磨床利用率；無論主軸負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。

       雙對稱龍門架：經過驗證的超高精度研磨機結構設計，使磨削主軸的旋轉中心（C軸）保持在機器中心線上，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)定的研磨過程和出色的刀具表面粗糙度。

        緊湊型機身設計：與擁有多臺專用磨床相比，一臺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，有復雜的幾何形狀。GCX Linear軟件包有多個用于制造和修磨齒輪刀具的軟件，包括設計、模擬、磨削編程、砂輪編輯和砂輪修整等，支持全制造過程的模擬。還可以對滾插運動進行仿真模擬，驗證刀具設計和修正潛在的碰撞。

       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)格刀具精密生產的標桿。

       該機具有以下主要特點和技術優(yōu)勢：

       本體構造：實現了小徑到中徑高精度穩(wěn)定生產的本體設計。

       防止熱變形對策：機器本體左右對稱的結構設計，能將熱變形造成的影響最低化，實現長時間連續(xù)加工時的穩(wěn)定性和刀具的高精度生產。此外，搭載開機后機床自動冷卻液循環(huán)流動功能，即使在沒有進行研磨的情況下冷卻液也會循環(huán)流動，保證機體的溫度均衡，使加工精度更加穩(wěn)定。

       節(jié)省空間：緊湊型設計，同時機床內標配自動上下料裝置和自動砂輪更換裝置。

       高精度刀柄和筒夾：采用了自主研發(fā)的超高跳動精度和重復精度的刀柄Neoflat和筒夾D2，在進行工件自動更換時也能夠維持穩(wěn)定的跳動精度。此外，可以安裝具有刀具傾斜調節(jié)機制的Neoflat+刀柄。

       工作主軸：工作主軸的旋轉采用直驅電機，消除了間隙帶來的影響，保證精確的分度精度。

       砂輪軸：HSK-A40自動裝夾砂輪軸，實現砂輪軸裝夾時的高精度定位及重復定位精度。

       砂輪軸標配主軸溫度自動冷卻裝置，使冷卻油循環(huán)于主軸內，抑制主軸發(fā)熱。

       二、結語

       從CIMT2021展會可以看出，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，已被越來越多的磨床制造企業(yè)用于制造磨床的基礎件。

       2. 直驅、直聯(lián)技術廣為應用，可提升機床傳動精度、剛度、工作平穩(wěn)性及動態(tài)特性。

       3. 電解刀具磨床，已有多家境外企業(yè)生產，可以靈活地電解加工PCD刀具、磨削硬質合金及高速鋼，適合刀具的制造和修磨。

       4. 自動化水平不斷提升，無人化生產已成為現實。

       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，境內工具磨床在技術成熟度、加工精度、產品檔次及外觀設計等方面，均有了很大提升，已經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、集成自動化、智能軟件方面還需進一步提高和完善，要結合實際，不斷學習、進步、突破，不斷拉近與境外先進機床的距離，為實現核心技術自主可控貢獻力量。