| 本刊名誉顾问编辑徐正平高工此前参观了在意大利米兰举行的EMO 2009，他从专家视角记录观感，深入评析各家国际领先企业之创新展品。 |
|
 |
| 图1 EMO 2009现场外景 |
|
|
|
EMO 2009一瞥
2009年欧洲国际机床展览会（EMO）於10月5日至10日在意大利米兰巿西北20公里的派洛（PERO）展览中心举行。来自39个国家和地区的1,400家展商参展（其中65%的展商是意大利境外企业），总计展出面积约10万平方米，展出了各类机床设备5,500多台。
据主办方统计，为期6天的展会，共有12.4万人次到场参观。观众分别来自99个国家和地区、而来自意大利境外的观众人数占到总参观人数的41%。来自德国的观众人数最多，占总人数的12.8%，其次为美国、捷克、芬兰、法国、日本、印度、波兰、俄罗斯和瑞士。亚洲经营者的参与令人印象深刻，占展会到场总人数的19.4%。
建成不久的意大利派洛展览中心是目前欧洲最大的展览场所，EMO机床展是首次在此举行。展馆建筑宽敞明亮，均采用钢架预制件，故看上去新颖大气的同时结构亦尽显简洁大方。11个展馆相对较为集中，不像汉诺威展馆那样分散，要靠巴士代步。
这次展览会是在国际金融风暴背景下举行的，经济危机对展会的影响随处可见，譬如展出日期从8天压缩至6天，面积也比上届压缩了一半，观众人数比预期的20万人次也减了不少，世界上最着名的一些刀具制造商居然会缺席这次展览会，甚至有些欧洲机床名牌厂商，仅将他们意大利分厂的产品拉出来展览。
图2 星火机床展台 |
中国大陆展团共有84家参展商，其中数大连机床的规模最大，展台面积达550㎡。而崛起中的星火机床近年来已俨然成为海外展会的常客（如图2），此外，鲁南机床、北京劲雕、上海工具厂等公司的展台亦相当醒目。中国台湾则有104家参展，展品以配套件居多。
虽然总体来讲经济形势严峻，但是DMG公司在展览会上依然显得颇为强势，其展台位於4号馆入口位置，观众络绎不绝、洽谈十分火爆，给人普遍感觉是此处人气最旺（图3）。究其原因，一方面是展出面积相当大，达1,554平方米；其二是展品数量多，有30余台高科技机床吸引着观众和客户的眼球，其中更有7台机型为全球首次亮相。
可以说，应用了大量创新性软件模块和现代控制技术的新颖数控机床，再次凸显了DMG在世界金属切削机床巿场上的领先地位。
图3 DMG展台 |
展品的几大特色
事实上，尽管巿场形势低迷，但许多机床巨头们所投入的研发资金仍然不减，致力於技术创新的势头也是一路高歌。也正得益於这些仁人志士们的坚韧不拔，方使得本次展示中呈现的创新技术成果累累。
1. 大型机床精彩纷呈
众所周知，机床总是朝着高速、高效、高精度的方向发展。然而目前在包含了上述要素的基础上更有极端制造、复合加工等创新成果问世，这也就构成了展会上一道道亮丽的风景线。
所谓极端制造，就是大型、超大型以及微型、超精密型的工作母机制造。意大利机床界擅长制造大型设备，故展会上的大型、超大型机床屡见不鲜，JOBS、PAMA、INNSE、MACOF以及FPT等意大利公司都亮出了自已的大型五面体加工中心、数控落地镗铣床等，而捷克的TOS、西班牙的SORALUCE等也展示了自己的同类型大型设备，这些重型装备当属中国机床采购团们所关注的重点之一。
意大利INNSE公司介绍了其高端产品ATLAS 3RP（图4），这是由两台数控龙门铣加上五个交换工作台组成的工作单元。工作台面积为5×10m，龙门宽度5.2m，台面承重100t，台面自重50t。它能够在不拆卸工件的情况下，由抽屉式运输小车转入另一台龙门铣上继续加工，从而令得机床的加工效率大幅提高。
图4 INNSE 3RP |
INNSE展示的另一台能承重350t的核电转子槽铣床，其直径为φ3,240mm，加工长度12,500mm，堪称巨无霸。
意大利PAMA公司的落地镗铣床Speedram 4000（图5），是此次展会上最大的一台机床，该机床镗杆直径φ200mm，主轴功率100kW，锥度ISO60，其行程纵向X=15,000mm，垂向行程Y=6,500mm，横向滑枕行程Z=1,600mm，而镗杆伸出W=1,400mm。该机床配有100t的回转工作台，其表面尺寸4,000×4,000mm，刀库容量120把。机床还可选配功率为50kW的五轴NC铣头和接长铣头，故特别适合高精度大型箱体、内燃机以及复杂模具的加工。
这台机床的结构设计有其独到之处，其主轴箱方滑枕采用对称结构，方滑枕四面在安装於全封闭式主轴箱内部的静压板上移动。主轴电机和齿轮箱独立安装在机床外部，以方便调试和快速维护。而齿轮箱内的传动链均经过硬化和精磨处理，每个齿轮箱和相关的轴承都配有不同的控温润滑油输送量，从而达到润滑优化和稳定温度的效果。而後，这些润滑油还会输送到主轴箱内部，用於主轴冷却。
图5 PAMA在EMO 2009上的展台 |
值得一提的是，这款Speedram 4000机床的液体冷却系统能根据环境温度而变化，使其保持恒温，从而确保机床结构不会因温度变化而变形。它的静压支撑系统具有较小的静压油油膜厚度，这也成为机床的一大特色。
该机床的另一项专利，是连续控制主轴和滑枕热延缩并由CNC进行实时补偿的系统，从而保证机床在任何条件下都能达到最高精度。
又一创新设计是主轴箱的机械重锤平衡，在主轴箱的前端装有一只液压油缸，而主轴箱後端则用钢丝绳吊重锤，方滑枕前後伸缩以及切削後受力所产生的挠度，由数控来调整油缸张力，以保证动态切削精度。
我们知道，五面体加工中心有一项关键技术就是自动换头。这次DST公司展出的MECOF五面体加工中心（图6），其换头方式与众不同。这台五面体是配有两轴铣头加回转工作台实现的，它的Y向运动靠动柱与滑枕伸出完成。在机床左侧，设有一个立式多层铣头库，机床通过X、Z两轴运动，将滑枕伸至柜子的空格内，松开锁紧装置将铣头放入其内；随後滑枕退出，到另一层寻找下一工步所需铣头并将其装上。这种设计较一般龙门五面体换头相比，可省掉换头小车，动作也较为简单。
图6 MECOF五面体加工中心的换头方式可圈可点 |
2. 多轴联动又有创新
多轴联动机床是观众们所关注的另一重点，DMG在EMO展上亮相的一款DMF 260-11 linear（图7）是该公司在全球首发的五联动加工中心，这台动柱式加工中心由於采用了滑枕结构，使得加工空间有了极大的提升。Y轴行程达到了1,100 mm，而Z轴行程达到900 mm。它的铣头有B、C两联动回转动能，再加上3根直线轴运动就是五轴联动了。新一代的DMG动柱式加工中心可以让用户选择安装长距离X轴的直线电机。凭借其高速响应能力，使进给速度提升了一倍，使得快进速度高达80 m/min。
图7 DMF 260-11 linear |
德国哈默（HERMLE）公司的五轴加工中心在现场演示了齿轮加工，包括铣直齿、斜齿、锥齿、弧齿以及铣链轮等（图8），而加工螺旋伞齿轮的演示显然引起了观众的很大兴趣，因为这种加工除了匹配刀具与转台联动之外，软件编程也相当复杂。据悉，目前中国国内航空与汽车行业的几家企业已与哈默北京办事处联络，洽购此类机床。
图8 HERMLE公司的五轴加工中心在现场加工螺旋伞齿轮 |
德国哈默堪称五轴联动的专家，该公司的销售总裁Michael Bisser先生和笔者就五轴加工中心的设计理念也聊了不少。他说道，目前工作台采用摇篮式结构的加工中心已经成为全球中小型五轴机床的主流结构设计，而随着技术研发的日趋完善和成熟，摇篮式机床的加工范围和加工能力都有了很大提高，目前就哈默的摇篮式机床而言，能够加工重达2t、直径达1,300mm工件，可最大程度地利用行程空间。
此外，Bisser先生还强调了机床的几何精度是一个很重要的核心问题。因为一般情况下，客户较重视机床的定位精度和重复定位精度，但往往会忽略了机床结构设计和几何精度。而在哈默看来，结构设计乃机床核心所在，机床结构及机床几何精度决定了该机床的核心品质。
由於哈默在研发C系列机床的结构上从理论到实践上都下了大功夫，故而机床的几何精度非常高。也正因为机床的结构稳定，其定位精度与重复精度均能保持在μ级，机床定位精度实测值可以维持在３μ以下（根据VDI/DGQ 3441标准检测），简直能与坐标镗床相媲美。
3. 复合加工日臻完善
复合机床在展会上的亮相品种可谓应有尽有，车铣、车磨、车铣再加上激光等，令人目不暇接。
日本MAZAK机床是第一个喊出“DONE IN ONE”口号的先驱者，他们准备在下个年代初，将多工艺复合的“未来机床”面世，届时我们可看到不仅是车、铣、磨、切齿等工艺的综合，亦能看到激光技术被融入其中。
复合加工的另一特色是多工序六面体复合加工。也就是说，如果一个物体六个面，底面为装夹面，那麽机床经过自动两次装夹就能将零件的六个面全部加工下来。
瑞士宝美技术(BUMOTEC)公司(图9)和威力铭-马科黛尔(WILLEMIN-MACODEL)公司就是生产这类机床的专家，当然此类机床只能加工小型零件，因此他们着重耕耘医疗行业的齿科与骨科植入件领域，以高科技手段为患者谋福音。
宝美这次在EMO 2009上展出了3台新产品，其中S191 linear在车铣基础上又开发了插和磨的功能；S191FT-R六轴五联动复合中心增加了背铣单元和顶针；而五联动S191V五轴立加又添加了立车功能。
图9 瑞士宝美技术的展台 |
威力铭-马科黛尔则展出了五台５-８轴联动的复合加工中心，其中三台用於医疗器械的加工，一台用於叶片加工，另一台则用於航天精密零件制造。展示中的508MT（图10）增配了自动上下料装置，右侧刀库容量也由单层增加至两层，改进後的滑滚式机械手换刀，更加安全快捷。
图10 威力铭-马科黛尔508MT |
森精机本次参展EMO，在其1,200㎡的大型展位中展出了11台机床。其中就包括一款高精度、高效率复合加工的紧凑型新机型——NT1000（图11）。
该机采用了森精机独创技术DDM（直接驱动式马达）和ORC（八角型滑枕）。与该公司以往的型号相比，NT1000的安装面积更节省了40%之多。而且，为了避免热移位，第一主轴的中心总是保持一定水平，且第一主轴和工具主轴采用高精度、大容量的冷却系统，为小型精密零部件实现高精度加工。值得一提的是，在展会现场，该公司准备有MAPPS IV或CAM软件ESPRIT、EOD（Education On Demand机床操作学习系统）产品等，供客户观摩体验。
图11 森精机紧凑型复合加工机NT1000 |
4. 崭新发明只能取其一二略作介绍
如果细细揣摩EMO，肯定有许多崭新的创造包含其中，只是由於笔者观展时间仓促，水平有限，只能取其一二作些介绍。
德国EMAG展出的DORNER 6，是一台采用非传统切削加工之电化学加工机床（图12）。也即，通过电能与化学能之间的转换来实现这种非传统切削加工。
EMAG作为原德国Dorner的技术继承者，是世界上第一家提供五轴数控高频窄脉冲振动电解机床的首创者，用於加工航空发动机火焰直接喷射端整体叶盘，其加工全过程均为电解工艺，从而替代了传统上五轴电火花或高速铣削工艺，这不仅令生产效率大幅提高，也可让生产成本足足节约40%以上。应用对象是发动机喷嘴、燃料电池双极板， 以及齿轮、模具产业与风电领域等。
图12 电化学加工机床DORGER6 |
创新发明的另一项就要数超声波振动加工了，它利用高硬度的刀具，以20,000次/s的频率，将高硬度材料的工件予以加工，这次DMG展出的一台ULTRASONIC 10就受到了观众的特别青睐。
它有着无与伦比的材料加工范围，包括软质、硬质以及先进材料（硬质合金、陶瓷、玻璃、金刚砂等）。机床还可以选择安装内置4工位圆形托盘库或是能够容纳近120工件的10工位圆形托盘库，与工业机器人配合使用，即可变身为完全自动化的小型工件铣削中心。
说起工业机器人的应用，展会中也比比皆是，但最大的要数日本FANUC了（图13）。
图13 日本FANUC机器人 |
5. 数控系统争奇斗艳
数控机床的关键要素是数控系统，世界着名的系统供应商如德国西门子、海德汉以及日本发那科等这次都云集EMO 2009。
西门子重点推出的Sinumerik 828D（图14）是全新的紧凑型数控系统，它拥有诸如坐标转换和高效的刀具管理等强大数控功能。CNC、PLC，操作面板以及六轴测量控制回路集成於精致耐用的控制面板中。系统软件恰如其分地满足各种复杂车、铣机床的车间级应用。
图14 西门子828D数控系统 |
Sinumerik 828D可支持各种图形编程、高级语言指令及ISO编程语言，它可以自如地应用於世界各地的各种加工场合。
海德汉在EMO展出的创新CNC数控系统和位置编码器全系列产品内容十分丰富（图15），LC和RCN绝对式直线光栅尺和编码器具有一种称之为“功能安全化”的安全性能，这样的位置编码器系统用一个编码器可提供两路相互独立格式的冗余位置值并通过着名的高速串行接口EnDat输出。高安全性位置测量系统可构成单编码器系统，应用於高级别的安全控制系统。
LC 811是海德汉公司首次展出的大长度测量应用绝对式封闭直线光栅尺，最大长度达28米。这个光栅尺是增量式LB系列光栅尺的对应升级产品。它的核心是高精度PRC刻线的METALLUR光栅尺钢带。同时，LC 811也能满足“功能安全化”的要求。在角度编码器方面，海德汉则展出了最新改进的空心轴密封设计的全新RCN系列产品。而新产品中测量刀具的TT 449触发式测头，与着名的TS系列工件测头一样，也用红外线传送触发信号，故无需在机床加工区内布线。
图15 海德汉在EMO 2009上的展台 |
海德汉还新开发了不少数控功能，如对5轴加工中心的复杂运动和高速运动能进行预测；对碰撞监测功能予以强化；安装在主轴中的测头能单独自动测量机床旋转轴运转状况；TNC系统可用测量值计算静态倾斜精度，使倾斜运动导致的空间误差最小化；为保持刀具到工件的加工方向不变，其KinematicsComp软件可以及时修正刀具中心点位置，补偿几何位置和机床轴部件之误差。
6. 配套附件琳琅满目
机床是由各种零部件组成的，EMO展上的各种配件应有尽有，如刀库与机械手、回转工作台、多功能铣头、以及电主轴、直线电机、滚动导轨等等，可谓琳琅满目，令人目不暇接。在这方面，我们的台湾同胞表现得相当出色，世界机床附件巿场的半壁江山，可以说是我们台湾同行的。
在机床上正常切削工件，夹具非常重要。有一种电控永磁夹具，使工件受电和磁场的作用後可牢牢夹紧工件，这是一种高效的实用创新。
作为全球电控永磁系统的引领者，意大利泰磁公司此次又推出了新型专利产品：一种是用於精密磨床上的双面吸整体表面全金属的电控永磁吸盘，另一种是用於铣削和注塑机快速夹模的整体表面全金属电控永磁吸盘。这两种新型专利产品是在创新基础上对传统产品的一种颠覆，同时泰磁公司对用於大型轴承环和铁轨道岔加工用电永磁吸盘，也进行了多种变型和改进，以使其更适合金属加工设备和工艺技术不断提高的要求。
图16 展会上，卡比查与笔者合影 |
与卡比查的一席话
此行，我和德国吉特迈集团GILDEMEISTER总裁卡比查博士在他们的EMO展台有过一番交谈（图16）。这位当今世界上机床销售额最大的公司老总说，当今世界经济危机尚未真正走出阴影，但企业技术研发的步伐不能停滞，所以他们每年要拿出5亿欧元资金作为创新投入，否则就会在竞争中遭淘汰。
卡比查博士认为，中国称得上是一枝独秀，政府投入四万亿元刺激经济是有成效的，所以吉特迈集团愿将一流机床提供给中国，为中国的经济发展出把力。
然而笔者在思索，中国确实是一个制造业大国，但称不上是强国，我们很多关键装备尚需进口，而机床出口的外向度又非常低，如果我们确实能在开发、制造、管理等诸多方面苦下功夫，也能跟上欧洲机床的发展步伐，届时中华复兴的进程自然就会更快了。 ■
|
| 为改善网站质素, 我们希望阁下可以填写一份简短的问卷调查, 以作为我们改善网站的参考资料, 多谢帮忙。请按此 |
|
|
|
|
| 本文版权由雅式出版有限公司持有，任何形式的转载或发放，需获书面授权及注明出处 "《CMJ中国机械与金属》，雅式机械金属网 www.AdsaleCMJ.com" 。我司保留依法追究侵权的权利。如有疑问，请联系编辑部 |
联络编辑有关文章内容 : 
