CIMT2023 機床展品預覽

CIMT2023展會由中國機床工具工業協會主辦，并與中國國際展覽中心集團公司共同承辦，將于2023年4月10至15日在北京中國國際展覽中心（順義館）舉辦，本屆展會主題確立為“融合創新 數智未來”。

中國國際機床展覽會（CIMT）創辦于1989年，全球機床業界四大國際機床展之一，已成功舉辦了17屆，伴隨著中國的改革開放，為我國工業化建設和裝備制造業創新升級起到重要的推動和助力作用。CIMT不僅是展示世界先進制造技術和機床工具產品的盛會，也是推動中外技術交流與商貿合作的重要平臺，更是貼近了解中國這一全球最大機床工具消費市場需求變化的最佳窗口。

CIMT2023將使用北京中國國際展覽中心（順義館）全部8個室內展館以及4個臨時展館，展出總面積達140000m2，共有來自28個國家和地區的約1600家機床工具行業企業同臺競技，德國、日本、瑞士、美國、韓國、西班牙、意大利、英國、印度、法國、捷克、中國香港和臺灣地區等13個國家和地區的機床協會和貿促機構組團參展。全球范圍內的知名機床工具企業將攜其最新技術和產品悉數到場。

本屆展會的展品囊括機床主機、數控系統、功能部件、量具量儀、機床電器以及刃具、附件等，其中主機產品包括金屬切削類、金屬成形類、特種加工類。物聯網、人工智能、機器人、增材制造等熱點技術在機床行業的應用將成為各界關注的焦點。

加工中心類機床

CIMT2023作為機床工具行業的一次盛會，參展的加工中心也同樣充分體現了其鮮明的技術特色和發展趨勢，總體表現為精度高、穩定性好、高效率、高剛性及智能化、自動化、專業化。

（1）高精度及精度保持 ? 大量中高端機床的主軸、直線軸和旋轉軸廣泛使用電主軸、直線電機和力矩電機驅動，通用類加工中心主電機與主軸的直聯傳動，伺服電機直接和絲杠聯接。直驅直聯技術縮短傳動鏈，其良好的傳動剛度和動態特性，顯著提高了機床的精度水平。普遍使用的全閉環控制、高品質的主軸軸承和導軌產品也使機床精度更上一層樓。大昌華嘉KERN Micro加工中心的定位精度1.5?m，重復定位精度1?m，微米級的加工精度是精密加工中心中的典范。加工中心在長時間快速運動和大負荷加工時，主軸、絲杠及床身產生的熱變形，嚴重影響加工精度穩定性。越來越多的機床廠家在這些方面做了很多的努力，如采用熱不敏感的礦物鑄石材料、熱對稱設計結構、超臨界CO2內冷、滾珠絲杠中心冷卻、專用溫控熱交換系統、專有軟件算法控制的精密熱管理系統、環境熱位移及主軸熱位移自動補償技術等，各種熱控制的新技術精彩紛呈，這里不一一舉例。另外值得一提的是，FEHLMANN（費爾曼）VERSA745精密立式五軸加工中心、安田亞司達（上海）立式數控鏜銑加工中心，主構件結合面安裝面采用了人工刮研工藝，幾何精度完全由人工機械方式刮研、調整保證，確保設備長期保持坐標鏜床級的精度。

（2）高效率 ?隨著新能源汽車、3C電子、航空、航天等行業鋁合金等材料的普及應用，以及伺服系統，數控系統及刀具設計和制造水平的提高，涌現越來越多的高速高效加工中心。具體體現在：主軸轉速高，進給速度和加速度快，換刀時間短，雙主軸和多主軸的設計，大扭矩電機提供強力切削。

（3）高剛性 ?越來越多的機床廠家使用更合理的機床總體布局和結構設計，如龍門式布局，整機三點支撐的結構及一體化床身等設計的采用；應用有限元法分析設計出合理的箱體及布筋結構以增強結構件剛度，大跨距導軌的應用，各種高穩定性的床身鑄造材料（如大理石和密烘鑄鐵等）應用，大尺寸主軸軸承和精密滾柱導軌等也被大量使用。先進合理的設計和新材料的應用，既為機床結構的高剛性、高穩定性打下堅實的基礎，也使機床保持長時間的精度穩定性成為可能。

（4）智能化 ?隨著以SIEMENS、FANUC、HEIDENHAIN、華中數控等為代表的智能控制技術的發展，依托日益強大的數控系統功能及自動檢測、自動補償及模擬仿真等技術應用，機床智能水平大幅提高。大隈的熱親和、防碰撞、加工導航、五軸自動調整和伺服導航智能技術，精雕的工件自動找正和重建加工面特征坐標系等功能，德馬吉森精機的3D仿真的輪廓驗證功能，安田亞司達的精度補償功能“HAS 4”（High Accurate & Speedy Machining System）都展示了其智能化水平。

（5）自動化 ?高自動化水平是本屆加工中心展品的一個亮點，“無人值守”也因此成為高頻詞。高自動化水平主要體現在：從機床的整體設計時就考慮設備布局形式，如刀庫、工件庫、多工位工作臺、排屑機構等部件，布局更加合理，易于自動化成線；采用模塊化，可配置多種外設單元，面向數字化車間提供多種網絡通信能力；配置在線刀具長度和破損監測、AI加工診斷功能及各種智能軟件系統；匹配機器人、RGV（智能搬運車）、桁架機械手等輔助設備。這些軟硬件越來越成熟的應用，使自動化水平日臻成熟，“無人值守”也會成為越來越多的現實場景。

（6）專業化 ?針對特定領域特別開發的專業化設備，體現了機床廠家積極的市場應對策略。格勞博G700F（臥式加工中心）專門應用于框架結構工件和底盤工件加工，成都煜鼎的PD1000（五軸加工中心）專門針對曲軸各種空間復雜角度的斜油孔加工；科德數控KFMC1020 U（五軸臥式翻板加工中心）是制造飛機翼板、翼肋、型框的理想設備；北一機床BF-A150和北京博魯斯潘BM40-5i（五軸聯動加工中心）專用于葉片加工；特雷維桑機床的DS1200/450C（數控臥式加工中心）配備數控平旋盤（ U軸）和W軸是該設備的最大特色；北京精雕JDGR300H（高速加工中心）作為鏡面加工專機，適用于高表面質量和高精度要求的鏡面模具零件加工；創世紀和兄弟機械則開發了在3C領域中大量應用的高速鉆攻中心。

軟件支撐制造，創新驅動發展

物質財富是人類社會生存和發展的基礎。制造則是人類創造物質財富最基本、最重要的手段。先進制造技術成為人類社會永恒的追求。機床工具作為當今先進制造技術的主要載體，肩負著為裝備制造業提供生產工具的重任，其技術進步和發展，對人類社會的進步和發展意義重大。

下面根據CIMT2023展會部分展商的展品資料，結合美國制造技術展覽會、日本國際機床展覽會、歐洲機床展覽會的展品，梳理歸納了當前世界機床工具行業在數字互聯、工業軟件、綠色技術、增材制造、集成復合以及創新技術等方面的進步與發展動態，供大家鑒析。

（1）數字互聯日新月異 ?數字化制造技術是全球制造業面對未來定制化用戶需求日益顯著的必然選擇。制造模式的變革迫切需要得到新技術、新產品、新的解決方案的支持。面對全球制造業新的需求，機床工具企業不管是主動的還是被動的，不斷推出具有鮮明的數字化特色的新技術和新產品，以及數字化解決方案，幫助用戶實現向數字化、智能化制造的變革。

近10年來，數字化制造技術以及互聯互通技術日新月異，成為發展最快的技術之一。

數字化制造技術涵蓋了產品設計、產品制造、生產管理各個層面，貫穿了從產品規劃、設計、制造、銷售到售后服務等全壽命周期各個環節。根據研究的進展不同，以及重點研究的方向差異，機床工具企業推出的數字化技術與裝備也各有亮點，有工藝過程數字化技術、有產線（設備）管理數字化技術，還有車間管理數字化技術。

華中數控的云管家（iNC-Cloud）能夠實時監控設備的生產狀態，提供開機時間、無故障運行時間、開機率、加工件數等設備生產數據統計功能，故障信息發送，實現產線管理的數字化。

北京發那科（FANUC）的自動化、數字化、智能化解決方案，覆蓋數字化工廠規劃、產線規劃與實施、設備物聯、工廠運營管理、效能管理、業務分析、智能決策等需求與應用。

西門子公司的數字原生數控系統Sinumerick ONE，借助其數字雙胞胎，可對機床整個生命周期內的各個過程在一個虛擬的環境中進行仿真和優化。機床用戶可以利用數字雙胞胎模擬加工程序編程、對機床進行設置和操作，并可用其對員工進行操作培訓，提高生產效率，避免發生危險。機床制造商可以應用數字雙胞胎，實現產品開發規劃、機床調試，優化新產品的結構和功能，縮短新產品的開發和上市時間。

德國巨浪公司的數字化解決方案SmartLine是一個多模塊軟件組合系統，包含了ConditionLine（自動狀態監測）、DataLine（可視化機床和進程）、ProcessLine（預先模擬和優化工藝）、ProtectLine（防撞保護）、RemoteLine（遠程診斷和維護）、TouchLine（可視化操作）模塊，實現工藝過程的數字化和設備管理的數字化，提高生產效率，提升開機率和優化加工工藝。

為幫助用戶更輕松進入數字化生產，埃馬克向用戶新交付的VL系列機床在出廠時都配置了ENDA IoT Ready套件，方便接入物聯網；采用全新的操作面板EDNA HMI Lite，為在機床上實現各類數據的可視化奠定基礎。其數字化解決方案還包括EDNA Health Check、EDNA Visualize、EDNA Edge Cloud套件，分析和評估機床的狀態，采集和處理各類數據，可視化顯示和分析生產流程，實現設備管理和工藝過程的數字化。

聯合磨削集團的CORE操作系統，不僅賦予聯合磨削集團各個品牌機床統一的操作界面，聯合磨削集團旗下各品牌機床之間可輕松實現數據交換，集成的umati接口還可與第三方系統進行通信，為用戶實現數字化制造奠定技術基礎。CORE操作系統還預裝了聯合磨削集團的數字化解決方案UNITED GRINDING Digital Solutions?，具有監視設備狀態、保養提醒、遠程服務等數字化工具，只要激活聯合磨削數字化解決方案功能，就可獲取這些數字化服務，實現設備管理數字化功能。

KAPP NILES（卡帕耐爾斯）公司的數字化解決方案，由GDE導入/導出、KN鏈接、閉環、生產監控、刀具管理、狀態監控、流程監控、工件追溯、維護管理、遠程服務等10個模塊組成，可以實現設備的便捷聯網、產品數據的交換、工藝流程的優化、設備狀態的監控以及設備保養提示。

GROB（格勞博）公司的數字化解決方案GROB-NET4Industry，由GROB4Line、GROB4Analyze、GROB4Simulate、GROB4Coach、GROB4Interface、GROB4Connect、GROB4Pilot、GROB4Automation、GROB4Track、GROB4Care、GROB4Portal、GROB4Optimization-MSP等10個模塊組成，實現從生產規劃、復雜編程、加工仿真、設備監控與分析、加工過程可視化到維修保養的工藝過程數字化以及設備管理的數字化解決方案。

DMG MORI（德馬吉森精機）的基于CELOS平臺的集成數字化制造解決方案，涵蓋了生產計劃、生產準備、加工生產、過程監控、服務等五個階段。通過集成在CELOS平臺中的CAD/CAM軟件、仿真程序、數字化工具軟件以及加工、監控、通訊等27個應用程序，實現產品從計劃、編程、加工到售后服務的工藝過程和設備管理的數字化。

生產計劃階段的5個App，Job Manager、Job Scheduler、Organizer、Tech Calculator、Production Planning，用來控制和制定生產指令。

生產準備階段的6個App，Application Connector、Job Assistant、Documents、Tulip Player、Robo2Go、3D Part Analyzer，為作業計劃人員和機床操作員提供直接可用的作業數據并直接訪問CELOS。

加工生產階段的7個App，Control、Energy Saving、Pallet Manager、Tool Handling、Production Feedback、Surface Analyzer 、Power Probe，為機床操作員提供支持。

過程監控階段的5個App，Status Monitor、Messenger、Performance Monitor、Condition Analyzer、Production Cockpit，可以對生產過程進行連續的數字分析，提供有關當前生產狀態的信息，分析和可視化機器傳感器數據，并能夠及早發現可能的機器故障。

服務階段的4個App，my DMG MORI、WERKBLiQ、NETservice、Service Agent，支持持續服務和維護過程。

OKUMA（大隈）的數字化工廠（Okuma Smart Factory）由Smart Manufacturing（智能化制造）和Smart Machines（智能化機床）構成，通過OKUMA的Connect Plan物聯網技術將他們連接在一起。數字化工廠按照確定時間生產所需產品的機制，供應鏈管理（SCM）向制造鏈下發作業計劃，工程鏈管理（ECM）向制造鏈下發加工信息，并通過可視化監控管理加工設備的狀態以及工廠的運行情況，及早發現并消除設備故障，最大限度發揮工廠的制造能力，實現多品種、短交期，靈活應對需求變動，高生產效率的生產。

MAZAK（馬扎克）的SPS（Smooth Process Support）智能化工廠管理系統，能夠幫助用戶提升工廠管理水平，實現智能化制造。SPS智能化工廠管理系統將信息技術用于產品設計、制造以及管理等全生命周期中，使得工藝、程序、計劃等生產準備提前展開。作業人員只需要讀懂信息，配合機床即可完成任務，達到提高制造效率和質量、降低制造成本、實現快速響應市場的目的。

SPS智能化工廠管理系統包含Smooth CAM RS（編程管理）、Smooth Scheduler（日程管理）、Smooth Tool Management（刀具管理）、Smooth Monitor（監控管理）、Smooth PMC（FMS管理軟件）等模塊組成。其中，Smooth CAM RS可以將客戶的3D-CAD圖紙轉化為生產所需的加工程序，提高編程效率和編程準確性，同時還可以對加工程序進行分析和優化，以助加工問題的早期解決。Smooth Scheduler可以提取Smooth編程軟件中程序的加工工時，然后根據每臺設備的產能及訂單緊急程度進行自動排產，準確計算訂單完成時間，將準確的生產計劃、加工程序及工藝、作業指示等信息下發給機床，作業人員只需按照機床提供的信息即可輕松完成生產工作，作業負擔大幅降低，同時，任務完成情況可被實時掌控。Smooth Tool Management用來檢查每臺設備的刀庫狀態，提前配置生產所用的刀具，并對刀具壽命進行監控。Smooth Monitor對機床的運轉信息、開動狀態、維護情況，進行實時管理和數據采集分析；無論管理者身在何處，都可以通過軟件查看機床信息，掌握生產計劃的真實執行情況，從而發現生產過程中存在的問題，有針對性地進行解決。這樣，就可以充分激發設備潛能，提高生產效率。

分析比較這些企業的數字化解決方案可以看出，多數企業的數字化解決方案聚焦于設備管理數字化和工藝過程數字化。有的企業的數字化解決方案可以向上兼容ERP（企業資源計劃）/PPS（生產計劃與控制系統）/PDM（產品數據管理）/MES制造執行系統和CAD/CAM軟件，為用戶實現全面數字化制造提供良好支撐和基礎。馬扎克的SPS和大隈的Smart Factory數字化解決方案整合了生產計劃系統以及CAD/CAM軟件，基本實現了工廠運營的數字化管理。

另外，這些企業的數字化解決方案都基于企業自身的機床產品，網絡連接相對方便。但是對于用戶來說，各種設備來自不同的企業，聯網接口多種多樣，實現各種設備之間以及設備和管理系統之間的聯網通信會更耗時耗力。降低用戶實現互聯互通的時間成本和經濟成本，制定標準化的數控設備互聯互通協議勢在必行。目前，有3個針對數控設備之間的互聯互通協議。

中國機床工具工業協會牽頭，聯合部分高校、研究院所、企業研制的“數控設備互聯通訊協議標準（NC-Link）”，采用先進的通訊技術，確保來自不同控制系統的機床數據，通過開放的、標準化的連接進行快捷網絡傳輸。如華中數控、i5、廣州數控、科德數控、西門子數控、發那科數控和倍福數控系統。

美國制造技術協會（AMT）牽頭研制的數據交換標準協議MTConnect，用于數控機床、PLC、工業機器人、測量設備在內的數控設備之間的數據交換。該協議已經正式批準為美國國家標準（ANSI/MTC 1.4），并已經推出了MTConnect 2.0版。

德國umati數控設備互聯標準，由德國機床制造商協會（VDW）和德國機械與設備工程協會（VDMA）聯合德馬吉森精機、埃馬克、巨浪、恒輪、格勞博、利勃海爾、通快、+GF+、聯合磨削等德國、瑞士的主要機床工具制造商，并邀請了西門子、海德漢、發那科、博世力士樂、倍福、發格、三菱電機等全球主要數控系統制造商共同研發。

數字化技術能改善制造企業的業務流程基礎框架，是市場競爭以及改進業務的必要條件。實施數字化轉型是全球制造業無法回避的必然選擇。

（2）工業軟件眾彩紛呈 ?長期以來，提高機床的性能，硬件一直是行業的研究焦點。但是一項技術的提升在趨于極限階段，要取得突破性進步更為艱難。機械技術發展到今天，單純通過機械技術的提高來提升機床的精度和性能，難度越來越大。隨著數字技術的發展，以及用戶加工需求日益復雜化，工業軟件成為豐富和完善數控機床功能，提高企業管理水平和效率，提升企業競爭力的關鍵。工業軟件封裝了工業知識，建立了數據流動規則體系，打造了制造鏈的大腦和神經，使智造鏈變得更加聰明，功能可以隨時調整。工業軟件描述、集成、模擬、加速、放大、優化和創新了傳統制造過程，形成一種新的工業智能模式。工業軟件開發已成為軟件開發企業以及機床工具企業研究的重點，包括CAD/CAM軟件、控制軟件、仿真軟件、檢測軟件、補償軟件、管理軟件等發展快速，眾彩紛呈。

CAD/CAM軟件曾經只是作為繪圖和編程的輔助工具，隨著數字技術的發展，CAD/CAM這些軟件已經成為了產品設計、加工生產必不可少的數字化工具。CAD/CAM軟件提供商不斷豐富軟件的功能，提高其性能，以滿足當今數字化制造發展的需要。

MasterCAM具有強勁的曲面粗加工以及靈活的曲面精加工能力，400多種后置處理文件以匹配各種類型的數控系統。最新版MasterCAM 2023新增了多項功能，如B軸外形車削、支持多個中心架、將部分多軸加工策略合并為“智能綜合”，用于管理機床群組的新工作流和界面。

Vericut加工仿真、程序驗證軟件，是基于實體、基于特征的并記錄歷史的仿真。可以方便、準確、快速地分析尺寸，檢查錯誤。新發布的Vericut 9.3版本，具有工具管理器增強功能、新的工具界面、增強的處理速度，改進了包括碰撞檢查、子系統軸限制等核心功能，新增的“受力優化”功能，可以分析和優化數控程序加工過程中的切削條件，根據工件材料、刀具、機床參數來生成高效數控程序，可減少25%以上的加工時間，刀具壽命延長至少2倍。新增了“增材制造”功能，支持減材加工和增材制造在同一界面完成。

Cimtron是模具制造行業應用最廣泛的CAD/CAM集成式專業工模具解決方案，用于型腔模具設計與制造、沖壓模具設計與制造、電極設計與制造、數控編程等模塊，涵蓋了工模具制造的全過程——從報價計劃到模具設計、工程變更以及數控編程。新發布的Cimtron 16版本引入了新的和增強的功能，使各種模具制造商能夠更快、更輕松地交付高質量的模具，如頂桿定位、分型面相切延伸等新功能。

Hyperrmill是一款CAD/CAM集成化軟件，提供從2.5軸到5軸的系列模塊，具有自動干涉檢查、獨立五軸聯動、動態變化刀軸等功能，在五軸聯動加工方面獨具特色。其新發布的Hypermill 2023版本增加或增強了許多功能，如輪廓銑斷邊功能、型腔銑刀具補償功能，自動搜索合適區域以適應高性能路徑布局的3D平面加工等，能加快編程速度，改進加工質量，提高效率；HyperMILL CONNECTED Machining 模塊將刀具數據（長度、半徑、角部半徑以及刀具編號和名稱等）直接從 hyperMILL?傳輸到數控系統；改進了搖籃式五軸聯動加工中心的“虛擬機床優化器”的鏈接邏輯，將各個零件程序與平順、安全聯系在一起。

TopSolid-CAD/CAM/PDM原生一體化協同平臺，以三維數模（MBD）為數據源，集設計、工藝、仿真、制造、管理于一體。一個系統可以解決產品設計、數控加工、產品數據管理等需求；沒有系統集成和數據轉換，易于保證數據的完整性、正確性和時效性；利于企業進行產品模組化、模組標準化、標準參數化設計。

畢孚自動化（上海）有限公司的TwinCAT 3 Machine Learning 軟件將機器學習（ML）集成到整個控制系統中。需要學習的模型可以在如MATLAB?、TensorFlow、PyTorch、SciKit-learn 等成熟的機器學習框架中進行訓練，然后通過開放式神經網絡交換（ONNX）格式導入到 TwinCAT 中運行。這樣可以為包括預測性維護、過程控制以及全自動質量控制在內的許多領域開辟新的可能性和優化潛力。

WattPilote加工過程監測系統能夠根據原材料、刀具、加工狀態的不同準確判斷刀具的實時磨損狀態，在優化刀具的同時，大幅降低由刀具磨損引起的產品問題，從而達到提升無人化干預、降低質檢頻率的目的。

上海航天壹亙智能iMCS智能總控系統，通過智能采集與互聯、設備控制、大數據深度學習及數字雙胞胎等技術實現對車間生產過程的全生命周期的管控，包括智能排產、自適應調度、狀態監控、質量預測、加工優化、智能決策等功能。總控系統在架構上采用工廠、車間、產線、單元的多級管控模式，一套系統可支持多個工廠、多個車間、多條產線、多個單元進行同時管控，達到提升加工效率、降低加工成本、提高加工質量及提升加工過程管理水平的效果。

上海微茗的LMS產線智能管理系統，通過管理軟件實現生產智能化，具有產線數據統計分析、程序傳輸管理、刀具管理、生產計劃管理、生產可視看板、生產數據追溯、質量管理、能耗管理等功能，實現產線管理的數字化。

軟件的開發不僅限于那些軟件提供商，機床制造商也愈加重視軟件的開發應用。機床制造商不斷豐富機床內置軟件，以提升機床的性能。

牧野在A800Z五軸臥式加工中心上配置了其特有的超級幾何智能控制（SGI.4）軟件，用于復雜的三維模型中微小的程序段的處理加工，確保加工運行速度比標準CNC系統更快，同時保證更高的精度。與大多數其他控制技術相比，SGI.4可將復雜型腔和型芯模具以及航空航天零件的加工周期時間減少多達40%，從而有確保了更低的循環時間和成本。

INDEX（因代克斯）的虛擬機床（Virtual Line）軟件，是在西門子軟件原有數據、INDEX控制系統和機床稽核數據的基礎上開發的，包含了INDEX機床所擁有的全部功能，可以在機床上或者CAM系統中進行精確的加工模擬。INDEX還有豐富的工藝技術包可供選裝，如直接加載和打開STEP 格式 3D 文件的3D-STEP Import、用于復雜輪廓去毛刺的EntgratenPRO，以及流線銑、擺線銑、雕刻等工藝技術軟件包。這些工藝技術包能夠進行額外的工藝技術編輯，并輸出加工程序，以進一步處理，簡化編程。

很多機床制造商向用戶提供這種工藝技術包，方便用戶發揮機床的最大潛能。

DMG MORI匯聚了公司幾十年的專有應用技術，開發了42種特有的技術循環，幫助用戶簡化編程，提高編程速度，提高生產力和安全性。這些技術循環按照功能分類，歸納為操作循環、測量循環、加工循環、監測循環，供用戶選擇使用。如DMU 50 3rd可配置3D quickset、gearMill、Easy Tool Monitoring 2.0、W-Setter等技術循環，分別用于檢查和修正四軸和五軸加工中心的運動特性和精度、齒輪銑削、避免刀具破塤和刀具過載導致的故障、刀具長度的手動測量和工件定心。

OKUMA銑車復合加工中心Multus U3000的齒輪加工軟件包，只需通過3步編程，選擇齒輪種類、輸入加工條件、自動生成并執行程序，即可在五軸加工中心上完成過去只能在齒輪機床上完成的工作。

聯合磨削集團的J600平面成形磨床，配置新的多邊形磨削軟件，在一次裝夾下，可實現磨削360°輪廓，縮短加工時間。用戶僅通過CAD生成工件的二維輪廓圖并將其導入程序即可實現磨削加工，磨削程序可以自動將數據轉換為三維數據，操作人員無需任何編程知識，僅需選擇技術參數即可。

北京精雕的JDGR500精密高速五軸加工中心，搭載了其自主開發的專用五軸聯動加工CAM軟件Surmill，具有多種五軸編程策略，滿足多場景五軸編程需要，支持多種格式文件，可以實現加工過程的數字化仿真，輔助優化工藝要素，提升工藝過程安全性。

北平機床的磨床產品都配有專用的應用軟件。如T6五軸數控工具磨床，配有自主研發的3D模擬磨削工藝軟件，讓操作編程更加便捷化。BP8數控外圓磨床，配有專用的磨削軟件，操作界面友好，人機交互性強，大幅簡化編程等操作過程，降低磨削加工對人的依賴性。

瑞士阿格頓的四軸磨削中心Evo Combi，用于可轉位刀片的周邊磨，配備有專門針對超硬磨削的軟件——力監測系統，可實時采集主軸的負載變化，通過自適應進給功能自動調節砂輪主軸的進給率至最佳值，提高磨削效率。

江蘇合泰機械的全自動三維數控彎管機CNC65XE-9A，配置其自主開發的彎管指令數控軟件，用戶可以對系統通過彎管工藝參數自動生成的彎管指令進行編輯修改，輸入坐標值即可以3D圖形顯示，以及干涉仿真，機械干涉位置由計算機自動計算，無需人工測量或設定。

南京二機床的七軸五聯動數控內齒珩磨強力珩齒機Y4830CNC，配置的自主知識產權應用軟件，可自動實現強力珩磨工藝以及余量補償。工作臺進給軸采用直驅技術，智能化夾持力控制及自動熱變形補償技術，確保高精度齒輪的珩削要求。

綠色技術助力減排

2020年9月，習近平總書記在第75屆聯合國大會一般性辯論上表示，中國將采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。為我國綠色戰略按下啟動鍵。

有研究表明，工業生產是第一大碳排放源，在能源使用造成的碳排放中，每年有近36%來源于工業生產。工業企業低碳轉型是實現碳中和的重點路徑。機床工業作為基礎性行業，在實現碳達峰碳中和的綠色戰略中，不僅要努力實現企業自身的低碳轉型，還承擔著為工業生產提供低碳排放機床工具產品的重任。

有研究表明，機床產品生命周期中約80%的二氧化碳是客戶在工廠使用機器時排放的。因此，我國綠色戰略必然要求我們機床工具行業向用戶企業提供低碳排放的綠色機床，倒逼機床工具行業發展綠色技術，促進行業技術進步。

機床工具綠色技術研究和應用主要體現在：優化設計，減輕機床運動部件質量，減少能源需求；能量回收，驅動裝置配備電能回饋裝置以回收制動能；能源管理，待機關閉冷卻、液壓、照明、顯示等耗能設備；提高能源利用效率，采用能效更高的電機；應用數字化技術、自動化技術、復合加工技術、高速加工技術、仿真技術等先進制造技術和管理技術，縮短生產周期，提高生產效率，減少能源消耗；應用微量潤滑以及干切削技術，減少污染。

這些綠色技術在很多公司的產品上都有體現。

寧波海天精工的BF2040Ⅱ五軸高速銑削中心，采用工作臺固定，高架橋式龍門框架結構形式，設計融入高動態性能加工理念，結構剛性好，移動部件輕量化，具有高速、高效和高精的特性。

珠海格力智能在其高速橋式（五軸）龍門數控機床GA-GM3020以及高速立式數控機床GA-GF2755上，應用微量潤滑冷卻系統，消除乳液污染，延長了刀具使用壽命。

重慶機床集團數控臥式干切滾齒機YS3610、秦川機床集團數控干切滾齒機YK3126、德國艾克索五軸加工中心MP9/5等，應用干切削技術，消除切削液污染。

宜昌長機的數控刮齒機YK8115、YK8132、YK8150系列，采用高速干式切削方式，實現齒輪工件的高效高精度刮齒加工。

鄭州鉆石的球頭銑刀，刀頭為PCBN材質，硬度高、耐磨性強，有良好的熱穩定性、熱硬性及導熱性，可滿足干切削要求，減少環境污染，綠色環保；采用四刃結構，切削穩定性好；每個刀頭部位的刀體上有一個出氣孔，加工時起到空氣冷卻作用。

寧波中機松蘭刀具的聚晶立方氮化硼（PCBN）、聚晶金剛石（PCD）超硬刀片，具有以車代磨、穩定加工、刀具壽命長、加工精度高等諸多優異性能，支持“硬態加工、干式切削”等先進工藝，可以避免生產過程中的灰塵、磨削液對環境的污染，實現綠色加工。

匯專科技的超聲綠色高效鉆攻中心UGT-500、超聲綠色高效五軸聯動加工中心MVA500-5AXIS，配置了超聲加工系統、微量潤滑MQL系統，無需傳統切削液，綠色環保。

日本MAZAK（馬扎克）公司提出了通過節能技術、使用人工智能和數字技術、工藝集成等三種路徑來減少碳排放，減少對環境的影響。

開發帶有節能功效的新型號機床來減少客戶工廠對環境的影響。MAZAK的VCN-600立式加工中心，采用高節能冷卻單元，制冷劑逆變器可根據加工時主軸負載優化冷卻量，每年可減少11%的能耗；VARIAXIS i-800 NEO的液壓單元使用蓄能器和逆變器冷卻裝置，在運行中能大大降低能耗，每年可減少21%的能耗。

通過人工智能和數字技術優化加工條件以獲得更高精度，降低電能消耗。MAZAK利用其人工智能技術Ai Thermal Shield，根據溫度變化自動計算補償量，確保加工精度，避免由于加工失敗而出現的再加工情況，減少能源消耗；利用數字孿生技術創建虛擬機床進行加工仿真，減少在機床上的加工時間，從而降低能源消耗，提高生產效率。

通過工藝集成實現在一臺機床上完成車、銑、鉆、齒輪加工以及增材制造，減少總生產時間，降低成本，減少碳排放。

日本OKUMA（大隈）采取削減機床運轉時的能源消耗、關閉不使用的設備、縮短加工時間、分析優化減排點等措施來實現減排目的。

基于OKUMA機床的智能技術Thermo-Friendly Concept（準確控制規則的熱變形），用戶無需采取特別措施即可在普通的工廠環境中實現高精度加工；無需機身冷卻或過度的空調控制，維持機床精度穩定性，也無需進行長時間的熱機。配置高效液壓單元，降低能耗；應用電能再生技術，回收制動能。通過這些綠色技術，減少機床運轉時的能源消耗。

OKUMA的ECO Suite Plus自動檢測機床的運轉狀態，無需按鍵操作，自動關閉不必要的外圍設備。保持精度所需的冷卻設備應用“Thermo-Friendly Concept”技術，自動判斷機床是否需要冷卻，保持高精度并進行怠速停止。這兩者結合，在確保精度的同時，減少不必要的能源消耗。

DMG MORI（德馬吉森精機）機床的綠色技術具有幫助用戶降低能源消耗的功能。節能（Energy Saving）App能夠按時間或者程序段記錄機床的功率消耗，有停機、預熱、待機等三種模式來管理機床、氣動液壓系統、顯示屏、照明燈，降低機床的能源消耗和運行成本，同時提高生產力。據稱，節能模式下，機床的能耗將降低30%。

德國INDEX（因代克斯）公司在開發機床產品和進行技術改進時，就將綠色概念作為核心要求，始終踐行其生態方案，提高機床產品的能源利用效率并降低能耗。這個生態方案包括以下幾個方面：

ECO fluid：根據使用情況對泵的運行進行控制以降低消耗，從而使冷卻液供應和液壓供應的能耗達到最佳水準。

ECO energy：所有驅動裝置配備電能回饋裝置以回收制動能量；使用同步電機和提升效率使損耗得以降低；采用更高加速度和快移速度實現最短加工時間，從而節約能源。

ECO design：采用創新的軸連動機構、降低機床組件重量使能源需求更小；通過技術和工藝整合，在一臺機床上進行智能化多工位加工以實現節能。

ECO cool：采用中央控制的機床冷卻系統，使余熱得到再利用。

ECO control：通過智能化待機方案降低消耗，自動關閉周邊設備。

ECO setup：采用仿真技術在不占用機床的條件下對工件進行設置，從而實現節能。

增材制造前景廣闊

增材制造技術作為一種前沿技術，受到了各國（地區）高度重視，但受限于材料、成本、效率、制品的力學性能和表面質量等問題的困擾，其應用場景受到一定制約。其中一些新的研究成果，應會讓我們對增材制造的應用前景產生新的認識。

有學者采用激光選區熔化（SLM）對Ti6Al4V鈦合金材料制備的增材制造樣件的金相組織、力學性能開展了研究。研究結果表明，采用400W以上激光制備的Ti6Al4V鈦合金增材制造樣件，微觀組織、力學性能以及致密性能夠達到甚至優于鍛件的標準。

還有學者采用激光金屬沉積（LMD）技術進行了Ti6Al4V/TiC 的功能梯度材料研究。研究結果表明，采用LMD技術增材制造能夠滿足鍛造Ti6Al4V所規定的最低屈服強度和抗拉強度要求。

GE航空先進技術（GE AAT）慕尼黑團隊的總部位于德國慕尼黑，是歐盟Clean Sky 2計劃的三個核心合作伙伴之一。該團隊采用直接金屬激光熔化工藝增材制造的直徑1m的inconel 718渦輪中心框架（TCF）外殼，與傳統鑄造生產工藝相比，這個需要由150多個零件組成的部件，用增材制造工藝生產可整合為一個單一組件，制造成本和零件質量減少約30%，交貨時間由9個多月縮短為兩個半月。

波音公司在華盛頓州塔科馬城（Tacoma）東郊Algona的增材制造工廠于2022年9月下旬正式開業。開業慶典期間展示了采用增材制造工藝生產的波音737客機上的翼尖帆。該翼尖帆一直是由外部供應商生產制造，由多個零件組裝而成，供貨周期為6周，制造成本5-6萬美元。而采用增材制造工藝進行生產，使用聚合物材料，打印時間41小時，后期制作85小時，制造成本約4萬美元。波音增材制造副總裁聲稱，采用增材制造方式生產翼尖帆，直接生產成本的降低并不是最主要的，關鍵在于采用增材制造方式，由多個零件構成的翼尖帆整合為單一零件，減少了零件的數量，并且隨之能夠減少數以萬計的緊固件，以及相應的所有成本，如管理成本、倉儲成本等，這將實現巨大的節省。

在一次先進制造技術論壇上，德國SLM Solutions公司介紹了寶馬汽車采用增材制造技術為其BMW i8 Roadstar生產頂棚支架的案例。據稱，根據寶馬汽車計算，采用增材制造技術生產鈦合金材質的頂棚支架，在生產數量少于6萬件的條件下，比采用塑料材質，通過模具來生產的方式更具成本優勢。

材制造技術的應用，以前更多關注的是在宇宙開發、遠洋航行以及生產一些切削加工技術無法實現且非關鍵受力零件的場景下應用。上面的幾個案例說明，在一些生產環境中，增材制造技術對于批量生產同樣具有時間、成本的優勢，而且增材制造技術生產的零件在力學性能、金相組織等方面不遜色于鍛件。隨著對材料、工藝研究的深入，增材制造技術的應用領域也將不斷擴大，成為切削技術的有益補充甚至競爭者。

美國 3D SYSTEMS（3D系統）的DMP Factory 350金屬增材制造系統，可制造最大275mm×275mm×380mm的金屬零件，采用選區激光熔融技術，能夠高效地制造非常致密的純金屬零件，實現如Inconel合金、鈦、鈷鉻合金、鋁、鋼等金屬材料的增材制造。其改進的氣流技術，能夠均勻地提高整個制造區域的零件質量。集成的3DXpert軟件支持增材制造工作流程的每個步驟，從設計到后處理，從而簡化工作流程，有效地從3D模型過渡到零件。雙向鋪粉功能，提高工作效率。還可選配DMP監控工具（DMP Monitoring），實時收集加工數據，分析加工過程，優化加工參數。

天津鐳明激光的LiM-X260A金屬3D打印機，可制造260mm×260mm×430mm金屬零件，采用激光選區熔融技術，實現如鈦合金、鋁合金、高溫合金、鈷鉻合金、不銹鋼、模具鋼、銅合金等金屬材料的增材制造。循環系統采用永久濾芯，具有反吹功能，配備大容量供粉艙；自主研發的LiMPCS控制軟件，實現設備打印的自動化；專用運動控制系統，提高成形系統和鋪粉系統運動的精度和穩定性，智能監測系統監測成形艙中的含氧量，超限自動報警；配有粉床監控模塊，內置高清相機，每次鋪粉后和熔凝后拍攝粉床情況照片，經算法分析比對，可實現對每層鋪粉質量和熔凝質量的監控，對異常鋪粉進行自動補粉、自動報警。

LiM-X400金屬3D打印機，采用龍門結構，單、雙向鋪粉可選，結構穩定，鋪粉效率高。成形最大尺寸400mm×400mm×550mm。

集成復合方興未艾

在零件加工和模具加工領域，工件形狀日益復雜，交貨期縮短，產品高附加值日趨深化，要求加工設備具有高性能和高效率。為滿足市場需求，以某一目標為導向，將機床結構與功能、加工工藝、工作方式等進行集成和融合，獲得高性能和高效率的產品，成為技術創新的一個趨勢。各種類型的復合機床、加工單元、自動線、多主軸加工設備發展呈現一片繁榮景象。

復合加工機床按照工藝集中的原則，將不同的加工過程集成在一臺機床上，實現一次安裝完成全部加工，從而減少安裝次數，提高加工精度和生產效率，特別適合一些形狀復雜、精度要求高的零件。

瑞士威力銘馬科黛爾的銑車復合加工機床408MT，臥式車削主軸轉速6000r/min，可進行C軸分度，銑削主軸轉速42000r/min，沿X、Y、Z軸運動，并可做B軸擺動，從而實現銑車復合五軸加工，主要用于小型精密零件的加工。

德國INDEX（因代克斯）的銑車復合加工機床G420，對置正副主軸，銑削主軸，雙下刀塔，三把刀具可無碰撞風險同時加工，可滿足直徑120mm以下的棒料、直徑315mm以下盤套類以及長度1600mm（2300mm）以下長軸類零件的高效銑車復合加工。可以選配集成的上下料系統，或選配機器人單元iXcenter。

科德數控的銑車復合加工機床KCX1200 TM，整體頂置式正交結構設計，銑削主軸最高轉速12000r/min，車削主/副主軸箱均采用內冷卻力矩電機，實現高轉速、高效率加工。同時配備高精度電磁角度編碼器+液壓夾緊實現C軸高精度任意角度定位，提高銑削精度。工件最大回轉直徑520 mm，最大車削直徑400 mm，最大車削長度1200 mm。

日本山崎馬扎克（MAZAK）的銑車復合加工機床Integrex i-250HS，最大加工直徑670mm，最大棒材加工能力65mm，最大加工長度1519mm，主軸轉速5000r/min，銑削主軸轉速12000r/min。采用搭載了支持AI、數字孿生和自動化的MAZATROL SmoothAi數控系統，Ai熱屏障會根據主軸轉速和床身上溫度傳感器的信息抑制刀尖位置的變化。通過考慮溫度變化、機械位置、冷卻開關等因素，對機床進行精密控制，使連續加工精度保持穩定。

日本大隈的銑車復合加工機床MULTUS U3000，機床設有對置車主軸、銑主軸、動力刀塔以及B、C軸，雙滑鞍機構將加工時間縮至最短，能夠在一次裝卡中完成復雜零件的多種加工，包括齒輪加工和傾斜車削能力。

德國EMAG（埃馬克）公司的立式車磨復合加工機床VL 200GT，一次裝夾完成盤類零件的全部硬加工。硬車和磨削組合實現了更短的節拍時間、更高的加工質量，并大幅降低了刀具成本。

多主軸機床在不增加機床數量情況下提高企業生產率，深受市場歡迎，技術得到快速發展。多主軸結構各異，功能不盡相同，既有多主軸同步加工，也有可獨立控制的。

意大利VIGEL（威捷爾）公司的TW 320H雙主軸五軸臥式加工中心，可實現雙主軸同步加工，提高加工效率，板式雙工位交換裝置，減少機床的停機時間。

創新技術引人注目

技術創新是企業可持續發展的第一動力，在產品的生產方法和工藝水平提高過程中起著舉足輕重的作用，是企業增強市場競爭力的必然選擇。

超聲振動加工由于主要依靠磨粒瞬時局部的高頻沖擊形成的巨大能量去除材料，工件表面的宏觀切削力很小，切削應力有效減小，切削溫度極大降低，不會產生變形和燒傷，表面質量好，成為解決玻璃、陶瓷、寶石、石英、硅、鍺、石墨等硬脆材料，顆粒增強復合材料，纖維復合材料等難加工材料精密超精密加工的一種利器，主要應用于航空航天、國防軍工、3C等領域關鍵零部件的高效精密制造。

西安超克能的超聲加工裝置，有超聲車刀、超聲振動旋轉刀柄、超聲磨削裝置等，用于解決特種工藝加工難題及難加工材料的加工技術問題，提供金屬鏡面加工工藝和抗疲勞制造工藝整體解決方案，研發應用于多領域的超聲加工。

匯專科技的超聲綠色高效五軸聯動加工中心MVA500-5AXIS，采用匯專自主研發的超聲主軸，可選超臨界CO2內冷、微量潤滑系統，實現清潔切削，直線軸重復定位精度3μm，旋轉軸重復定位精度5″，應用于難加工材料的高效精密加工。

春保森拉天時的高動態車削（High Dynamic Turning）技術以及FreeTurn車刀，可以將粗加工、精加工、仿形車削、端面和縱向車削等常見的車削作業，集中在一把車刀上即可完成。

傳統車削工藝中，每個輪廓需要不同的刀具去加工。這會產生巨大的刀具成本和較長的刀具更換時間。采用高動態車削（HDT）技術，FreeTurn刀具可以利用銑削主軸實現全方位自由度。切削刃可以通過刀具軸線的旋轉來改變主偏角，從而節省刀具數量，減少換刀時間，進給率可提高40%，空走刀行程減少90%，加工時間可減少25%。

EMAG（埃馬克）的無刀痕（Scroll-free）車削技術，在車削加工中，傾斜的刀刃在旋轉的工件旁回轉，刀刃切入點沿刀刃不斷移動。這樣，切削使用的是整個刀刃，可以延長刀具壽命，縮短加工時間，提高加工件的表面質量，加工面不會產生刀痕。應用實踐證明，使用無刀痕車削技術，可以在最高進給達到1mm/r時，實現Rz＜6.3μm的表面質量。

使用無刀痕車削技術加工的疊片組結構電機轉子軸前后對比

EMAG公司VT系列倒立車的旋轉刀塔已經根據無刀痕車削的特殊要求進行了調整。