第十八届中国国际机床展览会特种加工机床评述.pdf
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1、第十八届中国国际机床展览会特种加工机床评述CIMT 2023特种加工机床评述组元摘要院通过对第十八届中国国际机床展览会渊CIMT 2023冤参展特种加工机床的现场观摩尧资料收集以及与参展厂商的座谈交流袁对国内外电加工机床尧激光加工机床尧增材制造机床的技术水平进行了评述袁并分析了特种加工机床的发展趋势和应用前景遥关键词院特种加工机床曰电加工机床曰激光加工机床曰增材制造机床曰评述曰展览会中图分类号院TG66文献标志码院A文章编号院1009原279X渊2023冤03原0001-13The Reviews for Non-traditional Machines Exhibited in the 18
2、th ChinaInternational Machine Tool ShowThe reviewing group on the non-traditional machines in CIMT 2023Abstract院Through on-site observation袁information collection and informal discussion withexhibitors for various types of non-traditional machines exhibited in the 18th China InternationalMachine Too
3、l Show 渊CIMT 2023冤袁the technical features on electromachining machines袁laser beammachines袁additive manufacturing machines at home and abroad were reviewed袁and the futuredevelopment trend and application prospects of these machines were analyzed.Key words院non-traditional machines曰electromachining mac
4、hines曰laser processing machines曰additive manufacturing machines曰reviews曰exhibition由中国机床工具工业协会主办的第十八届中国国际机床展览会渊CIMT 2023冤于2023年4月10日至15日在北京新国际博览中心举行遥本届展会展出总面积达14万平方米袁来自世界28个国家和地区的1600多家机床工具制造商参展袁汇集了全球机床工具制造业的新品尧精品和名品遥据不完全统计袁参加本届展会的国内外特种加工机床厂商近60家袁展出特种加工机床120多台袁展品主要包括电加工机床尧激光加工机床尧增材制造机床等遥展会期间袁中国机床工具工业
5、协会特种加工机床分会和中国机械工程学会特种加工分会组成特种加工机床评述组袁利用特种加工机床集中展示的机会袁通过现场观摩尧资料收集及与参展厂商的技术交流袁并结合特种加工技术与装备的最新发展动态和市场需求袁撰写形成了本评述报告遥1电加工机床1.1数控电火花成形机床本届展会共有11家厂商展出12台数控电火花成形机床遥总体来看袁参展机床在加工精度尧加工工艺等关键性指标未有创新性突破袁但在技术成熟度尧可靠性尧稳定性等方面均有所提升遥1.1.1国外数控电火花成形机床渊1冤提升智能化自动化水平遥多数参展厂商对机床的自动化功能持续优化袁在一定程度上提升了机床的智能化水平袁进一步提高了用户使用的便捷性遥日本沙迪
6、克公司优化LN Pro AI加工辅助技术袁根据加工形状尧工件特性尧表面质量要求和摇动模式等袁基于Q3ute-AI自动计算生成最佳加工条件和NC程序袁并会对错误路线进行自主学习袁可改善二次加工效果遥日本三菱电机公司的SG8P数控电火花成形机床渊图1冤凭借D-CUBES传感技术与Maisart人工智能技术袁可自动识别浇口等结构的加工深度袁通过最适化控制与高速抬刀相结合的方式收稿日期院2023-05-29元CIMT 2023特种加工机床评述组成员院吴强渊组长冤尧肖荣诗尧林峰尧季凌飞尧张宝华尧伏金娟尧李朝将尧纪仁杰尧卢智良尧徐均良尧王应尧王晓娟尧郑锦灿尧梁啸宇尧邹德鸣遥综述专稿叶电加工与模具曳2023
7、年第3期科技强国窑创新驱动1要要图3GF加工方案FORM-P450数控电火花成形机床来改善加工稳定性袁实现高速化加工遥渊2冤优化脉冲电源控制策略遥脉冲电源的硬件方面已臻于成熟袁因而目前主要在于工艺参数及控制策略的优化改进遥日本沙迪克公司的AL40Gs数控电火花成形机床渊图2冤采用野Smart Pulse冶电源袁标配TMM4尧TPC4尧BSN4等加工控制电路袁能有效缩短加工时间袁全方位提升放电加工性能曰通过最新的Arc-less4放电控制技术袁可提高放电的稳定性袁实现石墨薄片电极的微细放电加工遥瑞士GF加工方案全新升级2.0版工艺袁开发了iGAP放电工艺袁在提高加工速度的同时袁从一定程度上降低了
8、电极损耗遥德国艾克索公司的EDM313数控电火花成形机床配备了最新一代exopuls+高功率脉冲电源袁对放电过程进行智能优化袁可使用石墨电极进行高精度加工袁在保证加工表面质量的同时袁大幅降低能耗并缩短加工时间遥渊3冤缩短辅助时间袁提升生产效率遥瑞士GF加工方案的FORM-P450数控电火花成形机床渊图3冤配备了自动化单元袁可容纳80个电极和8个工件单元袁每个工件单元可装夹2个工件袁节省了更换工件的时间遥此外袁该机床的电极及工件单元可自动化更换袁实现全天候加工袁有效地提高机床使用效率遥日本沙迪克公司展出的样机配备ATC自动工具交换单元袁能存储32个电极和10个工件托盘遥德国艾克索公司的自动化系统
9、具有完全自动控制的三面升降式加工液槽袁可实现液槽升降与工作液注入排出同步进行袁缩短了加工准备时间遥渊4冤多措并举袁进一步提高机床精度遥国外厂商参展机床的数控轴大多配置光栅尺袁实现闭环伺服控制袁保证了机床运动精度遥德国艾克索公司的EDM313数控电火花成形机床采用FEM优化设计袁其床身用人造大理石灌铸袁在保证机床整体稳定性的同时袁明显减小了因热变形造成的精度波动遥日本沙迪克公司机床的一些关键部件采用自行研制的轻量化尧高刚性尧低热膨胀系数的陶瓷零件袁能有效减少因环境温度变化而产生的热位移袁可长期保证高精度加工遥日本三菱电机公司采用高刚性高精度C轴袁可实现斜齿轮的高精度分度加工遥渊5冤积极求变袁迎合
10、市场需求遥近年来袁航空航天零部件尧高端汽车模具等相关领域重要部件的加工需求提高袁对机床性能也提出了更高的要求遥一些国际知名电加工机床制造企业围绕客户需求对设备及工艺进行针对性改进遥瑞士GF加工方案为了迎合中国大多数客户对工作台尺寸的要求袁设计研发了FORM-P450机床袁解决了前期350型和600型机床之间尺寸差距过大造成的选型问题遥此外袁为了方便工件的装夹与拆卸袁该公司还将机床工作台高度下降了70 mm遥德国艾克索公司展出样机设置了自动升降罩袁在加工过程中可保持升起状态袁将加工环境与外界人员相隔离袁保证操作人员的人身安全遥1.1.2国内数控电火花成形机床与上届展会相比袁本届展会展出的国内电火
11、花成形机床主要围绕脉冲电源和伺服控制等技术进行改进袁在加工精度尧可靠性和稳定性等方面均有稳步提升遥渊1冤机械精度明显提高遥床身采用稳定的结构设计和优质铸件材料袁配置加工介质热控制系统和闭环伺服控制系统以及各种热变形补偿功能袁提高了机床精度袁满足镜面尧精边尧清角等多种加工工艺图1三菱电机SG8P数控电火花成形机床图2沙迪克AL40Gs数控电火花成形机床综述专稿叶电加工与模具曳2023年第3期科技强国窑创新驱动2要要图4北京迪蒙数控SF-4电火花成形机床需求遥北京市电加工研究所有限公司/北京迪蒙数控技术有限责任公司的SF-4机床渊图4冤采用最新定位控制系统设计袁配以高刚性床身袁实现定位精度臆4 滋
12、m尧重复精度臆2 滋m遥广东商鼎智能设备有限公司的CNC-400机床重复定位精度达到5 滋m遥渊2冤自动化尧智能化程度提升遥北京迪蒙卡特公司的CTM550-ABC机床尧北京迪蒙斯巴克公司的DR450H机床渊图5冤等均设置了电极工具库袁可自动更换电极遥苏州汉奇数控设备有限公司的HQ-U40机床使用气动自动装夹电极袁可便捷地进行电极夹紧遥北京迪蒙数控公司的SF-4机床利用丰富的数据接口实现了CAD/CAM与数控系统的全集成袁从而达到编程加工无缝连接袁支持ATC刀库尧单机机器人自动化尧数字化工厂及柔性组线袁为客户提供丰富的自动化方案选择遥苏州三光科技股份有限公司的EA500机床主轴采用直线光栅尺和交
13、流伺服电机实现全闭环数控袁加工液采用自动恒温控制袁可满足高精度产品加工的需要遥此外袁诸如自动升降液槽尧一键加工尧自动定深尧自动定端面等自动化操作功能也被广泛应用遥渊3冤操作系统进一步优化遥目前袁参展的数控机床的操作系统大多数为自主研发袁并且大多数厂商对基于Windows XP操作系统的人机界面进行优化升级遥比如袁苏州汉奇数控设备有限公司的HQ-U40机床渊图6冤采用全新的操作系统袁具有多种定位测量模式袁并进一步丰富了操作界面遥渊4冤专用放电回路和专家控制系统优化遥通过设计专用放电回路并优化控制系统袁进一步完善加工工艺数据库袁能进行不同电极-工件材料对的组合加工袁具有镜面加工尧硬质合金加工尧高速
14、石墨加工尧小电流加工尧专用防拉弧积碳尧超高精加工等专用放电回路遥北京迪蒙数控公司的SF-4机床配置大面积镜面尧微小电流渊0.1 A冤尧钛合金尧高温合金尧超硬合金等模块单元袁采用模糊神经网络技术和自学习功能袁对近千条加工参数进行整合优化袁可提供更加智能的加工程序遥石墨电极加工回路在精加工领域进一步扩展袁许多参展厂商自主设计了专用的石墨加工回路袁大幅提高了石墨电极的精加工效率遥广东商鼎智能设备有限公司的CNC-400机床采用石墨电极袁其粗加工效率和精加工效率相较于铜电极的分别快了3倍和5倍遥渊5冤专用电源升级遥中国通用技术渊集团冤控股有限责任公司的AF35P电火花成形机床渊图7冤袁针对刀片模具的找
15、正定位袁开发了多边形测量找正功能曰为满足刀片模具高表面质量的要求袁专门开发了升级版的硬质合金抛光电源曰数控系统采用新的运动控制算法袁实现了放电间隙尧智能抬刀尧逆向回退与平动加工的精准控制曰搭载了拥有自主知识产权的新一代节能型脉冲电源袁辅以最新的多电压电源技术袁使用场景更加广泛遥北京迪蒙数控公司的SF-4机床袁其脉冲电源采用最新研制的高速脉冲控制回路-HFR电路袁使精加工效率提升了20%以上遥1.2电火花微小孔加工机床本届展会共有5家企业展出了10台电火花微小孔加工机床遥与上届展会相比袁展品的功能尧外观图6苏州汉奇HQ-U40数控电火花成形机床图5迪蒙斯巴克DR450H电火花成形机床综述专稿叶电
16、加工与模具曳2023年第3期科技强国窑创新驱动3要要图9苏州中谷ZGDC304电火花小孔机床图7通用技术AF35P电火花成形机床图8苏州电加工SE-GK430N多轴电火花小孔机床以及一些局部单元和细节都有所提升袁机床的主要技术性能和加工工艺水平没有重大突破遥1.2.1电火花小孔加工机床苏州电加工机床研究所有限公司的SE-GK430N多轴电火花小孔加工机床渊图8冤袁采用最新结构设计和数字化高频脉冲电源袁具有自动更换电极和导向器尧自动转换加工规准尧一键智能加工尧分中定位和孔穿透检测等功能袁可选配ATC刀库遥苏州中谷实业有限公司的ZGDC304电火花小孔加工机床渊图9冤袁加工孔径范围为0.153.0
17、 mm袁最大深径比逸300遥苏州市宝玛数控设备有限公司的BMD703-400CNC电火花小孔加工机床渊图10冤袁具有短路处理功能和停电记忆功能袁可以在加工结束后自动停机及加工中途自动暂停袁能够对电极进行自动修整袁并且具有自动定端面尧自动定中心尧Z轴自动清零尧自动定深控制等功能遥本届展会上袁苏州亚马森机床有限公司展出了MS-DC430尧MS-DC435系列的电火花小孔加工机床袁其中MS-DC435A型电火花小孔加工机床具有六个数控轴袁相较于上届展出的产品进行了升级改造遥1.2.2电火花微孔加工机床电火花微孔加工机床主要用于汽车尧化纤尧航空航天和医疗器械等领域袁适用于如汽车喷油嘴喷孔尧化纤喷丝板喷
18、孔尧液氢火箭燃料喷注孔等的加工遥北京市电加工研究所有限公司展出的MH10电火花微孔加工机床渊图11冤袁采用全封闭壳体袁结构紧凑合理袁外形简洁美观曰可完成精密微细孔加工袁加工喷孔的孔径范围为0.10.3 mm曰加工孔径为0.2 mm的微孔尧穿透厚度为1 mm的样件袁所需时间在40 s以下曰采用六轴联动数控系统袁可实现锥度可调的倒锥孔加工遥1.3数控电火花线切割机床本届展会共有19家国内外厂商展示33台数控电火花线切割机床袁其中单向走丝电火花线切割机床9台袁往复走丝电火花线切割机床渊野中走丝冶机床冤24台遥图10苏州宝玛BMD703-400CNC电火花小孔机床图11北京电加工MH10电火花微孔机床
19、综述专稿叶电加工与模具曳2023年第3期科技强国窑创新驱动4要要1.3.1单向走丝电火花线切割机床渊1冤机床精度及稳定性不断提高遥除了主机的刚性高尧稳定性高和整机装配的精度高之外袁机床的运动控制精度高也是实现高精度加工的基础条件遥瑞士GF加工方案的CUT X500单向走丝电火花线切割机床渊图12冤袁其运动轴最小编程单位为0.1 滋m曰日本沙迪克公司的ALN600Gs单向走丝电火花线切割机床渊图13冤袁其运动轴最小驱动单位为0.01 滋m曰日本三菱电机公司的MV1200R单向走丝电火花线切割机床袁采用纳秒响应光电驱动系统渊opt drive system冤袁配置高分辨率绝对光栅尺袁其运动轴具有高
20、响应速度尧高控制精度且最小驱动单位为0.01 滋m遥此外袁高端机床的数控系统还能对运动轴直线度尧垂直度尧平面间距误差以及加工工件倾斜等一些几何精度进行补偿遥同时袁在降低热变形对机床精度的影响方面也各有方法遥沙迪克公司的ALN600Gs机床搭载了机床周围的温度显示和记录功能袁配置了温度综合管理系统与精密热位移补正系统曰GF加工方案的CUT X500机床在其加工区域和加工区域之外袁合理布局温度和湿度传感器袁利用人工智能预测热变形以及对运动轴的定位精度进行补偿遥渊2冤优化脉冲电源和加工工艺袁持续提升加工效率遥日本牧野公司的UPX600单向走丝电火花线切割机床使用EW200B超高频数字化脉冲电源袁脉宽
21、为纳秒级袁其精加工切割效率较此前提高3倍袁同等切割表面粗糙度情况下的切割效率提升30%袁对厚度20 mm的硬质合金进行7刀切割袁其表面粗糙度达Ra0.05 滋m袁接近油介质机床的加工水平遥瑞士GF加工方案的CUT X500机床搭载智能放电防护系统渊ISPS冤袁使用电子传感器能高速尧准确地采集放电加工信息袁评估电极丝每次放电位置袁实时判断放电密度是否大于阈值袁自动调整放电能量袁避免加工过程中的断丝袁实现稳定加工袁能有效提升变厚度工件尧中空工件尧冲液不佳或工件形状导致的冲液困难状况下的切割效率遥日本沙迪克公司的ALN600Gs机床采用电极丝旋转机构袁大幅减少切割表面线痕和不均匀性袁以及减少精加工时
22、的电极丝损耗曰Digital-PIKA-W高频数字精加工电源可纳秒级控制放电脉冲袁有效缩减了高厚板工件的精加工时间袁并且在切割次数相同的状况下袁其精加工表面质量得到进一步提升遥北京安德建奇数字设备股份有限公司的AW400单向走丝电火花线切割机床渊图14冤和苏州三光科技股份有限公司的LA350A单向走丝电火花线切割机床渊图15冤均具有自动穿丝功能袁两家内资企业近年来在脉冲电源尧加工工艺尧提高加工效率等方面做了很多工作袁切割厚度100 mm尧长宽尺寸为10 mm伊10 mm的模具钢工件袁切4刀的表面粗糙度约为Ra0.55 滋m尧尺寸精度为依3 滋m遥渊3冤提供成熟的自动化尧智能化解决方案遥参展的国
23、内外单向走丝线切割机床全部标配自动穿丝系统袁并不断优化改进尧进一步提升自动穿丝的成功率遥瑞士GF加工方案的CUT X500机床使用新一代双丝自动换丝系统渊AWC冤袁提供两个相同且对称的电极丝回路袁其中粗电极丝用于快速高效切割尧细电极丝用于精加工切割袁可满足对高效率及高精密小圆角切割场景下的粗尧细自动换丝与切割应用遥日本牧野公司UPX600机床配置的无水穿丝系统渊图16冤袁有效解决了在中空零件使用高压水穿丝时袁高压水在窄缝及中空位置易出现紊乱并导致穿丝失败的问题袁提高了中空形状尧窄缝孔尧精细孔及断丝点自动穿丝的成功率遥北京安德建奇数字设备股份有限公司的AW400机床袁将磁粉离合器控制丝张力系统改
24、为伺服电机控制张力方式袁优化自动穿丝过程中的检测与处理过程袁在高度200 mm的预孔中穿丝袁实现近100%的穿丝成功率遥自动穿丝系统性能不断完善袁切割废料自动拾取装置尧可伸缩探头以及光学在线测量系统的使图12GF加工方案CUT X500单向走丝线切割机床图13沙迪克ALN600Gs单向走丝线切割机床综述专稿叶电加工与模具曳2023年第3期科技强国窑创新驱动5要要图14安德建奇AW400单向走丝线切割机床图15苏州三光LA350A单向走丝线切割机床用袁为单向走丝线切割机床24 h连续自动加工运行奠定了基础遥日本沙迪克公司的ALN600Gs机床的S-Viewer尧Sodick LOT功能袁牧野公司
25、的UPX600机床的HyperConnect尧OPC UA/MT Connect功能袁都主要提供远程智能互联服务袁可为用户提供从公司外部访问并集中管理已登录机床的运行状态袁远距离快速发现各类故障袁能为机床控制软件升级尧故障情况分析尧MES系统连接尧多机互联尧自动化产线等需求提供远程解决方案遥1.3.2数控往复走丝电火花线切割机床渊1冤新材料尧新技术的应用遥矿物铸件有热稳定性好尧绝缘性好尧抗振性高等特点袁被广泛应用在高端精密机床上遥江苏南航来创科技有限公司与杭州华方数控机床有限公司共同展出的HF500CA往复走丝电火花线切割机床渊图17冤袁采用了矿物铸件床身尧托板及线臂袁为进一步提升机床性能做了
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