高精、高效、绿色——CIMT2025立式加工中心评述
【编者按】CIMT2025(第十九届中国国际机床展览会)于4月21-26日在北京隆重举办。展会之后,主办方中国机床工具工业协会收到来自协会分会的展品评述文章,现部分编发供业界参考。文章观点仅代表作者本人。
2025年4月21-26日,第十九届中国国际机床展览会(CIMT2025)在北京盛大举办。本届展会沿用“融合创新 数智未来”主题,高度契合行业发展趋势。国内外领军企业纷纷推出高性能产品,从高速高精技术到智能化生态构建,从绿色制造到产业链协同。立式加工中心也成为推动航空航天、新能源汽车、精密模具等领域高质量发展的核心引擎。
一、技术革新
1.高速高精与绿色制造
德国巨浪集团展出的Micro5微米级高精度五轴加工中心,结构紧凑,总重550kg。220V电源可快速安装,同时融合极低能耗 <500W,与传统系统相比能耗显著降低;拥有高静态刚度与重复定位精度,搭配超高转速高性能主轴,具有高动态性能铣削并大大缩短加工时间;HMI可视化操作;刀库分三层结构,可容纳60把刀;加工区域的托盘系统可容纳6个零点夹具,实现工作台的零点快换;配备英国Filtermist S200油雾收集器,配套的Feed5搬运系统可实现工件自动上下料?;渤叽?/span>1050/665/1800mm,机床工作台尺寸直径φ50×50mm,X/Y/Z轴行程78/56/50mm,主轴转速60000r/min,X/Y/Z轴定位精度<0.002mm,重复定位精度0.0005mm,屑对屑的换刀时间3.5s,搭配德国Beckhoff系统。该机床适用于微型工程组件、小型贵金属零部件等要求实现高动态性能、高精度加工。
山东豪迈数控机床有限公司展出的XSG500机床为一款龙门结构三轴加工中心,机床45°倾斜龙门结构,床身一体式铸造,结构更稳定。配备直线电机直驱及全闭环控制技术,标配光栅尺,在保证高刚性的前提下,实现轻量化设计,并搭配多种热控方式,保障机床稳定性;机床搭载60000r/min超声波气浮主轴,可产生30-100kHz超声高频振动,特别适用于脆硬材料和复合材料的加工,能够有效减少材料损伤,显著提高加工效率和表面粗糙度?;簿弑付嘀纸谀苣J?,降低设备能耗,系统内置能耗监测功能,能够实时跟踪和记录设备的能源消耗情况,进一步节约成本并提升能源管理效率。工作台尺寸500×500mm,承重为300kg,刀柄型号为主轴锥孔规格HSK-E32,X/Y/Z轴快速进给速度60/60/60m/min,X/Y/Z轴定位/重复定位精度为0.002/0.0015mm,可选配海德汉TNC620/发那科31i-BPlus系统,适用于光学、精密模具、化工装备、半导体等领域。
2.结构创新
中国通用技术(集团)控股有限责任公司展出的 VMU63P立式五轴加工中心,是面向能源、模具、汽车等行业自主研发的高性能五轴立式加工中心。采用力矩电机直驱五轴全闭环控制,床身采用一体式立柱结构,人造矿物铸石材料整体铸造,提高机床基础大件刚性。Y轴大跨度三角支撑横梁形式,A轴整体嵌入式双摆台,旋转轴由力矩电机直驱,热对称主体结构,五轴全闭环控制,配置温度控制,机床热变形补偿系统抑制运动部件温升及热变形,保障加工精度。多托盘自动化系统、线性托盘系统,拓展性强可实现不同生产形态的自动化需求?;补ぷ魈ǔ叽缰本鼎?/span>650×560mm,承重为1000kg,主轴锥孔为HSK-A63,主轴转速18000r/min,X/Y/Z轴定位/重复定位精度为0.005/0.003mm,A/C轴定位/重复定位精度为6″/4″,直线轴快移速度达60m/min、加速度达1g,旋转轴转速超50r/min,机型配备西门子SINUMERIK ONE系统,产品具有高速、高精、高刚的特性,可满足客户各类复杂异形零件的加工需求。
德国巨浪集团展出的FZ25 S five axis立式五轴加工中心为全新本土化生产,专为加工复杂、大尺寸工件而设计,拥有灵活紧凑的机床布局,适合新能源汽车零部件及航空航天铝合金零部件的高精高效生产。床身采用龙门结构设计,加工区与上料区相互独立,加工过程可视化;X轴采用直线电机驱动,具备高刚性与高动态性能;配备便捷的Touchline操作界面,可实现全触屏操作;X、Y、Z轴最大行程1600/1100/800mm,加工区域范围宽敞,可集成机器人或桁架类型自动化拓展?;沧畲蠊ぜ本鼎?/span>1400×1600mm,承重为700kg,主轴最高转速为12500r/min,最大扭矩208Nm,主轴锥孔为HSK-A63,X/Y/Z轴最大快移速度120/75/75m/min,X/Y/Z轴最大加速度10/10/15m/s2,机型配备西门子 SINUMERIK ONE系统。为专门针对中国市场大尺寸工件设计推出的紧凑、高效性定制化需求加工中心。
创世纪工业装备(广东)有限公司展出的V-800U立式五轴加工中心,床身结构采用高刚性动梁龙门式结构,主轴到横梁距离短,三轴独立运动,Y轴采用双丝杆双驱动结构,得到最佳的动态响应。使用德国技术加持的高精DD直驱转台,A轴双力矩电机双驱动技术,A/C轴最高转速可达50r/min,应用于航空航天、汽车、模具等领域的碳钢、不锈钢、钛合金等复杂零件加工?;补ぷ魈ǔ叽绂?/span>800/700mm,机床最大工件负重为800kg,主轴锥孔为HSK-A63,主轴转速16000r/min,链式刀臂式刀库,刀库容量40把,X/Y/Z轴最大快移速度36/36/36m/min,X/Y/Z轴定位/重复定位精度为0.006/0.004mm,A/C轴定位/重复定位精度为6″/4″,搭配西门子SINUMERIK ONE系统。
3.数控系统升级
山崎马扎克(中国)有限公司展出的VARIAXIS i-600 NEO五轴联动立式加工中心,采用全新高刚性无悬臂的龙门结构,保障长期维持高精度加工。工作台两端支承采用基座嵌入型结构,内置电机;主轴电机外圈部分使用可调温度冷却油循环装置,抑制主轴热变位;具有AI检测铣削主轴振动,并自动调整加工条件,获得高质量的加工表面并提高生产效率;刀库配备省空间、大容量的多联鼓式刀库,标准可收纳30把刀具,最高可选配120刀位刀库?;屯卣狗绞蕉嘌赏卣刮?榛?/span>PALLETCH柔性制造系统、MPP(多托盘池系统)、双托盘交换装置等多种可用的自动化设备。在节能方面可配备Smooth冷却系统,控制冷却液排量,可实现淤积物回收。工作台尺寸φ600×500mm,承重为500kg,刀柄型号为BT40,主轴最大转速12000r/min,X/Y/Z轴快速进给速度60/60/56m/min,机型搭载马扎克SMOOTH AI系统??捎肼碓耸致仙砑?/span>MAZATROL DX”联动,实现办公室进行数字设置,提高机器利用率。
北京精雕科技集团有限公司展出的JDMGB300采用动梁龙门结构,配A、B轴转台,对称式结构设计,保证机床稳定性,AB轴带动工件做旋转运动,B轴摆动幅度± 45度。采用可独立驱动双A轴设计,两个A轴可同步或单独旋转,适合叶片、细长轴、薄壁壳体类零件加工的五轴加工或定位加工。搭载独立自研操作系统JD50,具有在机检测功能,机床可自动定义工件坐标系,并自动完成工件加工余量检测,刀具磨损管控与补偿,保证零部件的加工精度和高效。工作台直径φ200mm,加工最大工件尺寸φ800×5500mm,链式刀库,刀库容量51把, X/Y/Z轴定位/重复定位精度为0.003/0.002mm,A/B轴定位/重复定位精度为6″/4″,主轴锥孔为JD180S-15-HA63/B,主轴转速15000r/min, 能实现复杂曲面及精细结构的高精度加工。
科德数控股份有限公司展出的KMC 1000SUMT,适用于复合零部件铝合金、钛合金、高温合金等难加工材料的精密加工。A轴采用双直驱设计,内置拾取式环形刀库,结构简单,刀库容量大,换刀效率高,并拥有更简便的机外拓展刀库。全系配置带车削功能的车铣复合电主轴,对于大直径工件切削时效果更佳;A/C轴力矩电机直驱全闭环控制,C轴采用轻量化设计,A轴回转颠覆力矩更小,稳定性更佳。KMC系列标准机型产品配备多样化拓展,实现单机自动化或柔性自动化生产线?;补ぷ魈ㄖ本鼎?/span>1000mm,机床最大工件负重为(车)1000kg/(铣)2000kg,X/Y/Z轴最大快移速度50/50/50m/min,A轴最大进给速度为20r/min,C轴为500r/min,主轴锥孔为HSK-A100,主轴转速12000r/min,采用科德GNC62总线式数控系统,具有二次开发及离线三维仿真系统。
二、观后感
随着科技的持续革新与制造业的转型升级,高精、高效、绿色产品已成为市场主导。本次展会国产加工中心呈现百花齐放之势,全方位展示了行业的创新成果与发展趋势。
核心部件国产化突破:华中10型(全球首款集成AI芯片与大模型数控系统)、科德数控GNC62系统等国产系统相继推出,近百家参展企业标配或选配国产系统。中国通用VMU63P的全闭环温控技术逐步替代进口方案。越来越多的国产加工中心在设计、生产、装配环节实现国产化,打破国外技术封锁,搭载“中国芯”亮相国际舞台。然而,在高端传感器、精密轴承等核心零部件领域,对海外供应商的依赖度仍然较高。
细分市场竞争加剧:新能源汽车及航空产业的快速发展,驱动众多厂商推出一站式加工解决方案,实现零件单次装夹完成多工序加工,显著提升效率和精度。集成机器人或桁架自动化产线,大幅减少非加工时间,缩短生产周期,实现节能增效。广泛应用于铝合金零部件、电池模组、飞机叶轮、发动机外壳等加工领域。在精密微加工领域(珠宝、手表、医疗、光学、半导体模具),结构紧凑、占地小巧的专用机型不断涌现,尤其在钛合金、陶瓷、贵金属、工程塑料等材料的加工上展现显著优势。
智能化与数字化深度融合:智能化生态构建与可持续发展已成为明确趋势。AI深度集成、机器学习、数字孪生技术、加工路径与刀具寿命智能管理等应用正逐步落地。人机语音交互实现自动编程等功能逐渐进入实用阶段,系统厂商与机床厂商合作加速推动国产系统迭代升级。人工智能技术正加速融入制造流程,赋能未来工业发展。 ??榛肴嵝陨砟钇占?,众多机床企业联合自动化厂商开发柔性制造单元,未来将出现自动化程度更高、功能更强大的柔性解决方案。绿色制造已成为行业标准,环保材料(如矿物铸石、碳纤维)和循环制造模式(如润滑油回收、床身再制造)将广泛应用,低能耗设计进一步助力降低碳排放。
当前,国外品牌已形成鲜明的设计理念,相比之下,国内厂商在形成独特设计理念方面仍有提升空间,仍处于对先进技术的学习与探索阶段。从参展机床参数看,国内外机床的性能指标差异已不明显,国产高精度机床普遍配备了温控或冷却系统。但在长时间连续高速运转下的精度保持性方面,与国际顶尖品牌相比仍存在一定差距。 在机床设计、单元组合、接口配置等环节,我们仍需持续提升专业技术水平、优化设计理念、精进产品品质,积极借鉴国内外同行的丰富经验,加强交流合作,以更好地适应新时代市场需求,提升国际竞争力。
CIMT2025展会清晰地揭示了立式加工中心正从“单机性能竞争”向“智能化生态构建”的战略转型。展望未来,立式加工中心将持续向更高精度、更强智能、更可持续的方向演进,引领全球制造业迈向数智化发展的新阶段。
来源:协会钻镗床分会(西湖台钻 徐兆前) 责编:黄韶娟