由EMO Hannover 2007展会看机床技术的发展水平和发展趋势

一、EMO Hannover2007 概况

　　2007年9月17～22日在德国汉诺威举办的EMO Hannover2007是世界著名的四大国际机床展之一，也是世界最主要的机床工具贸易展览会。德国总统Horst Kohler出席了开幕式并发表了“技术培训是我们未来经济的命脉”（Skill,training is vital for our ecomomic Future）的致词。本届EMO展的展览总面积为180000㎡，来自42个国家和地区的2118家企业参展，展出了他们最近的创新技术和产品。这期间，汉诺威成为世界金属加工领域的所有顶级的机床制造商最重要的汇聚场所和交流平台。本届EMOHannover2007的展会规模列四大国际机床名展之首，与上届EMO Hannover2005相比，展商数增加了5%，展览面积增加了12%，据日本FANUC统计，这次共展出数控机床1746台。六天展期，有166000名来自欧洲和世界各地的观众参观了EMO Hannover2007，比上届增长4%，展会成交额40亿欧元，展会取得成功。

二、机床技术的发展水平趋势

　　展会的主旋律是创新，创新使生产持续发展，创新保障了人们生活水平的提高和社会繁荣，创新也是国际竞争力的体现。本届EMO展的展品体现的创新成果比比皆是，机床技术的发展趋势也很清楚。几年前我们就说过，机床制造技术向着高速、高精、高效、复合、智能和环保等方向发展，在EMO Hannover2007展会上，展品所体现的机床制造技术发展的这个总趋势没有变，仍是这六大方面，但其技术内涵和整体水平都提高了，都有不同程度的创新，这也正符合本届EMO展的“创新”主题。制造技术追求的永恒目标就是提高生产效率，降低制造成本，机床技术的六大发展趋势都是围绕着效率和成本而展开的。比较突出并值得关注的有以下七个方面：

1．各种复合加工机床成批展出．复合机床是成台数控机床的主流展品．且复合化程度越来越高

　　最普遍的车铣复合或铣车复合的加工中心，再加上多主轴、多刀塔，使加工效率成倍提高。各种新技术的应用，使机床的性能大幅提高了。例如DMG展出的DMC340FD大型立、卧转换，龙门移动的通用铣车中心，主轴转速1000 Or/min。首次展出的DMC60UduoBLOCK是新设计的，结构紧凑，工作区进人方便，可视性好，可以不受限制的进行100％的5轴和5面的完全加工，双托盘可快速交换，交换时间与换刀时间重合。它是卧式和通用加工中心的集成，整机结构如图1所示。

　　又如新推出的SPRINT 50 linear，用直线电机驱动，工作时间减少30%，有3个刀塔，每个刀塔都有12把动力刀具。多达3 把动力刀具可以同时加工，且是分别控制的，有主主轴和相对的副主轴，气动夹紧装置使循环时间最短，响应时间最快，有2个15kw 的整体电主轴，结构示意图见图2 。

　　还有最新推出的增加了铣削功能的CTX系列第5 代数控车CTX alpha 、beta 和即gamma （图3 ) ，性能提高了25 ％。采用模块化刀匣，

A ：车、铣主轴作为用力矩电机控制的B轴

B ：盘式刀库

C ：两个相对主轴上的力矩77ONm 的电主轴

D ：床身，由于热对称结构，主动冷却等，稳定性好、粘度高。

　　扩展了加工范围，配备了车削和铣削主轴以及一个刀库，成为完全的车铣中心，可对工件进行完全加工。机床稳定性好，寿命长，更强壮的y 轴，使金属切除量增加45 % ，采用直线电机驱动，玻璃光栅测量反馈和主动冷却装置，加工精度好，重复精度< l 林m 。新展出的DMC 55V linear ，以加速度＞抢而重新定义高速加工（HSC ) ，主轴转速28000r / min 。Z 轴用气动平稳重量，x、y、z轴全部为直线电机驱动。且y轴为龙门式直线电机驱动，结构布局见图4 。

　　日本大隈公司新的智能多功能复合机床MULTUS B200—W，有两个相对安置的工作能力相同的主轴，消除了热变形影响的机床结构。床身刚性好，12000r / min 的铣削主轴也可装车刀，应用了最新的机床技术，加工质量和效率大大提高。机床布局见图5 所示。

　　斯来福临集团Studer 公司的S242 数控磨床是具有硬车削和磨削功能的磨车复合机床，对中、小尺寸的零件，可进行磨、车和铣削加工，加工精度好，效率高。机床运动的各个座标轴如图6 所示。

　　Magerle公司的MFP-050型机床是磨削中心和加工中心合一的高度复合化的机床（图7)，可对复杂零件一次装卡完成车、铣、磨等全部加工。有一个砂轮库和刀库合一的工具库，装有砂轮，切削刀具和测量装置。大功率的主轴通过集成的刀具交换机构装上加工所需的刀具进行加工，装上测头就可以进行在机测量，测量结果可反馈给控制系统。为最佳冷却外部加工时的刀具，冷却液喷嘴可2个坐标控制摆动。内部加工刀具的冷却，则通过集成于主轴支座上的喷嘴解决。附加的高频主轴的转速可高达10000 Or/min，用CBN细杆可磨很小的孔和进行展成磨削。这台机床的技术含量很高，水平很高。

　　日本村田公司（MURATA）的MD系列车铣中心为双主轴双刀塔，特殊的立柱结构，主轴和刀塔平行布置，分别安装在完全分开的床身上，以消除谐振影响，结构布局如图8所示。

　　卡盘和切削刀具之间为封闭的短C形结构，增强了切削刚性，适合重切削，一台MD12O实际由2个加工单元构成，集成了车、钻、攻丝、铣削等加工功能，操作简单，安装容易。用一台高架机械手上、下料，可实现无人化生产。整机见图9。

　　而另一种车铣复合的车铣中心MTZO、MT25，一个主轴配2个转塔刀架和1个高架式上、下料装置，具有当代最先进的自动化专有技术，可以进行完全无人化生产，不仅效率高，而且节省人力。结构示意见图10。

　　德国STAMA公司在展位上高悬着：“赢得时间，降低成本”的标语，其展品也确实如此，最适于中、大批量生产的铣、车中心有2个安置在公共床身上分别运动的立柱，每个立柱都带有一个大功率铣削主轴，可同时对2个工件进行铣、钻、车削加工，最多经2个装卡位置即可完成全部六面加工（图11）。加工时间省50％。在展会展出的MC726/MT-2C（图12）STAMA公司Me726/MT-2C机床就是由2个工作动立柱构成的铣、车中心。在2个分开的工作区内可同时铣、车加工。在第1个加工区内，一次装卡完成5面加工，然后把工件交给在第2个加工区的相对置的主轴，完成第6面加工。双主轴，双刀塔，加工效率高，质量好。这次在展会上首次亮相的有4个主轴的MC526／Twin2铣车加工中心是目前多主轴机床中的顶级产品，一次加工4个工件，生产率又翻了一倍。

Miyano公司的ABX51TH3是独特的3刀塔结构，由精密元件组成，稳定可靠，加工精度高，生产率高。结构如13所示： Miyano公司 ABX 51 TH3机床结构图

　　日本森精机公司在这次EMO展会上展出了用4项技术装备机床的产品，这4技术分别是重心驱动(DCG)，直接驱动电机（DDM)，内装电机的刀塔(BMT）以及八角形滑块设计（ORC）。例如NzZ000T3Y3机床为双主轴3刀塔的铣车复合加工中心，就用应用了BMT和ORC技术。每个刀塔有16把动力刀具，总计48把刀。3个刀塔分别控制，可同时加工，其生产效率极大提高。机床的结构布局如图14所示。

　　森精机公司还擅长提供紧凑型机床，可灵活地组成紧凑的生产线，如图15所示

为由3台机床（1台立车、l台立加和1台卧加）组成的生产线示意图，再配一个托盘物流系统或高架式机械手就可实现无人化生产了。此外，还有NT4200DCG,430CDCG也都是高精、高效的铣车加工中心。瑞士BU-MOTEC公司的S-189CNC车铣中心，双主轴、双刀塔，分别控制，可同时加工，特别适合复杂盘类零件加工，结构布局如图16所示。

　　就连最普通的型钢锯床和钻床也发展了高效、复合的加工中心，如KALTENBACH公司的KD／KDS系列加工型钢的机床，如同17所示。它可切断，然后再进行钻、扩、攻螺纹、铣削等加工，且在龙门的两侧和上面，用排刀方式安排了各种动力刀具，可同时加工。VERNET公司加工大型工字钢的机床，也是两侧和上面布置刀具，三面可同时进行钻、扩、铣和攻丝加工。这种复合机床，加工效率成倍增加。

　　总之，这种复合加工机床的展品非常普遍，各种复合机床都有，再加上多主轴、多刀塔，使加工效率大幅提高。可见，各种复合加工机床和多刀塔、多主轴结构是提高加工效率和加工质量的有效方法。

2.机床柔性自动化程度更高,工业机器人使用增多,生产线进一步缩短

　　由于复合机床的发展，一台机床的功能更强大，工序集成度高，用1台机床，最多2-3台机床，就可以完成一个工件的全部加工。因此，过去需要多台不同数控机床组成的柔性生产线(FMS)，现存只要1台，最多2-3台数控机床就行了，生产线大大缩短了。工件的上、下和机床间的运送都用机器人完成，基本实现了无人化生产。例如，DMG公司的 DMC 60H linear配1台机器人，可以代替6个人的工作，这样的两台机床用很短的传送带联在一起组成加工单元，可替代12人工作，这次就展出了这样相组合的2台机床。DMC835V配一台机器人上、下工件，清洗、去毛刺、测量、打标等，DMC350V也配一台FANUC的带CCD视觉系统的机器人。 FANUC公司展出了2台机器人和钻削加工中心组成的无人化工作单元(图18) ，利用l台六条腿结构的机器人检测汽车后桥杠加工精度的演示(图19)，机器人均装有CCD视觉传感器，测量也是非接触的，估计是激光摄象机把检测点图象对准测量镜中的“十”字分划线实现的。

　　很多机床展品都内装1台关节式机器人，完成上、下料，翻转工件给另一个加工主轴，顺带进行清洗、去毛刺或抛光等工作，如DMG的DMC835V就是这样。所以，机床工作的自动化程度更高，一个工人可以管理多台机床已比较普遍了。IJANKE公司展示了一个由1台关节式机器人和2台六条腿结构的机器人组成的加工单元（见图20) 机器人加工单元

　　由此，他们又创新了机器人加工的方案，即可以加工从小到大的各种铸铁、钢和铝件。相信机器人组成的加工单元是很有前途的，在现有控制技术的基础上一定会有更快的发展，并会找到最合适的应用领域。

3．数控机床的智能化程度更高，使用更安全、舒适、可靠，人性化考虑也多起来了。

　　2004年，日本大隈公司在美国芝加哥展会上推出了机床的防碰撞系统作为卖点，声称为世界首创，可是经过短短3年，防碰撞功能已经很普遍了。森精机的机床都装有防碰撞功能，FANUC和西门子、海德汉等公司的数控系统也装有相应的软件，DMG、MAG等知名公司的数控机床都作为基本功能而配备了防撞安全功能。MAZAK在去年的JIMTOF2006展会上推出具有消振、防碰撞、温度补偿和语音导航等4项智能化功能的机床，在今年的EMO Hannove:2007展上又推出新增的全面监控主轴的智能主轴、能感知和分析处理不平衡量的智能平衡分析器，以及智能的维护保养支持系统等3项智能功能。MAZAK以其机床具有7项智能功能而打出i制造的旗号。FANUC的工业机器人都配有视觉、触觉和力觉等传感器。而且在内装式同步伺服电机中配备了交互补偿功能（interactive compensation Function)，智能程度比较高。现在，机床操作更舒适、简便，这些人性化考虑引人注目。如，DMG公司新展出的14台机床，颜色都是白色加上黑边框，大窗门，新玻璃材料，观察加工区很清楚，新材料玻璃耐高温切屑打击，整机颜色美观，宜人，DMU80P机床操作人性化，控制板旁设有可供操作者坐着工作的装置，面板上设有软件键，使用很方便。海德汉公司为加工中心配的图21德国海德海公司TS444触发式测头（图的Ts444测头21)，）。用红外发信号，不用电池而装了一个充气透平发电机，通气充电几秒钟即可，保证工作可靠。阿享大学的机床实验室(WZL RWTH Aachen）正在研究自主式机床（The Autonomous Machine Tool)，分成智能元部件、工艺过程和控制三个组在研究，也已取得了不少进展。相信智能机床和更智能、更可靠的生产系统一定会发展很快的。

4．机床产品讲究实用，向着多品种、实用化和个性化方向发展

　　机床是生产工具，讲究实用。创新主要体现在用成熟的单元技术来增加机床的功能和提高性能，满足不同的使用要求，且要经济实惠。例如WFL公司的车铣加工中心，面对不同地区和不同用户的要求，同一种规格的机床又细分成许多不同品种的机床产品，实用和个性化趋势突出。而俗称的六条腿的虚拟轴机，在这届EMO 2007展会上不见了。这并不奇怪，在数控技术快速发展的今天，出现六条腿的虚拟轴机床是人们创新、探索的结果，是可以实现的。但机床是生产工具，必须讲究实用和经济效益。而六条腿的虚拟轴机床恰恰是因其经济实用性敌不过传统结构的数控机床，把本来简单的运动复杂化了，就目前看，成本高，多轴运动构成一个轨迹，误差源多，编程复杂，精度又难以保证。所以，综合考虑，竞争不过传统结构的机床，暂时退出市场是必然的。

5 ．机床的环保要求更为严格，出现了绿色机床的提法

　　今天的机床设备，既要高性能、高效率，又要节省资源、低能耗、低污染，加工过程要环境友好。机床从设计开始就要统盘考虑用材、制造、使用和报废回收成本等问题。欧盟开设了一个“绿色机床”的研究跟踪项目，提出机床要高性能可持续制造。从研究生产工艺人手，衡量不同生产方法对经济的影响；哪种生产工艺更生态些，寻找更有前途的工艺技术；哪种工艺参数更经济有效，改进这些技术并优化机床；研究生产率如何影响生态状况的，以找到更高生产率、更低生态影响的工艺等等，即尽可能选用无污染的工艺。机床要采用对环境影响力小的材料和再利用的问题，还要建立机床示范点。足见他们是多么重视机床的环保问题。环保是全人类的事，对机床的环保要求必定会越来越严格，有人甚至提出要建立机床的能耗标准等，这也许会成为另一种技术壁垒。所以，我们应高度关注这些动态．也应早作打算．未雨绸缪，以免被动。

6 ．从展览会获取技术资料更加困难，技术保密更严格

　　由于国际竞争日趋激烈，导致技术保密备受关注。展会上除了提供少量样本资料外，其它一概没有。样本和展位上的产品说明以及新闻发布资料也很少有技术内容，一般都是宣传产品的性能，技术参数和局部的使用案例等等。所以，参观时，要靠自己利用有限时间仔细观看机床实际加工运动情况，靠自己去思考才能有所领悟，走马观花不行，但个人必竟知识有限，难免理解不深，甚至有误。技术保密越来越严是大势所趋，我国企业也要加强保密，尤其是对发达国家的企业，更应注意技术保密。注意信息收集，我们倒应向FANUC 公司学习，每次大展，他们都要派人一台一台机床调查，看用了谁的系统，这次也是这样。

7 ．高质量的服务已经成为市场竞争的焦点

　　随着数控技术的发展和复合机床的出现，产品的功能和性能逐渐类同，你能生产的机床，别人也能生产，仅靠提供产品已难以为继。现在国际竞争的焦点已转向了服务，谁提供产品及时，谁和用户贴得近，服务好，服务周到，谁就有信誉，就能赢得市场。高质量的服务包括售前、售中和售后服务，尤其是售后服务周到最关键，要帮助用户用好机床，使用户获利。高质量的服务还包括为用户提供整套生产方案（Solution ）和满足用户个性化产品需求，现在用户的需求千差万别，过去单一的产品和工艺流程已经不适应了，不确定因素很多，市场变化多端，要生存，要发展，就要去适应这种多变的环境，就要学习和掌握新技艺，就要改进生产方法和工艺流程。一句话，服务主导生产商。

　　三、几点体会和启迪

　　通过参加这次EMO Hannover 2007 展的参访活动，得到了一些信息，感触颇深。一方面，确实感到我国的机床工业这几年取得了长足的进步，发展速度也很快，这次以较大阵容和比较象样的展品亮相EMO ，着实使人感到高兴，感到欣慰。另一方面，看看国外机床技术的发展，特别是世界知名机床厂家的展品，感到他们的发展更快，我们和他们之间的技术差距没有缩小的感觉，又使人着急。下面谈几点体会和得到的启迪。

1 ．一定要非常重视创新问题

　　只有不断创新，企业才能生存和发展。我们的党中央和国务院及时提出了建设创新型国家的方针，这是非常英明的。这次的EMO 展品体现创新成果的很多〔如日本MAZAK 公司在原有4 项智能技术的基础上，这次又增加了三项，以其机床具有七项智能功能而宣称进人了i 制造。森精机公司在有DCG 技术基础上，这次EMO 展打出其机床体现4项新技术，即DCG DDM , BMT和ORC 。NMV 5000DCG 机床能三维实时仿真，防撞。FANUC 公司展示了机器人扩大应用的实例，开发了并行机构机器人，展示了F-200iB机器人去毛刺单元（Deburring Cell），在内装式同步电机里增加了交互补偿功能（Interractive Compensation Function）。DMG公司开发了虚拟机床用于教学、培训据说还可用于车间管理，DMU 80P 进行了操作人片化没计。这次EMO 展一次扰推出14 台新品罩壳采用新材料，GMC42 linear ：为多达6 个主轴的车削中心，快移加速度2g。海德汉公司推出全新的TNC 620 数控系统，主机、操作面板和显示器做成整体薄薄的一片，象液晶电视那样，一根光缆与伺服单元相接，操作简单、可靠；车床用的控制系统Manuplus也是新推出的；TS444测头加装了空气涡轮发电机号称空气充电（图21）。THK 公司滚动直线导轨，为适应高速和轻型结构的需要，把直线导轨做成中空的（图22)，减少了40%的重量，适合机床快速传动的要求．性能更好。

　　为了提高效率许多机床也有新变化，新东西很多，到处都体现他们重视创新的气氛。这值得我们思考。

2 ．转变观念．做专做强

　　做专做强的观含，对我们很现实。现在我们的机床市场很大，产品不愁销路。因此就产生了市场需要什么我就生产什么，不管是否是自己的专长，一味扩大产品范围和生产规模。海德汉公司118 年眯盛不衰，他们的理念是做专做精．创自己的品牌．至今每年都投人大量的资金研究开发新技术、新产品并和西门子、DMG密切合作，西门子用他们的编码器和光栅系统和测量反馈系统，DMG 用他们的控制系统，属于强强联合。在展会上介绍说，海德汉研发新技术的速度比较快的在精密和超精密量仪技术力面．他们尚无很强的竟争对手，他们就是要保持这种领先位置，不去涉足别的领域在自己擅长的技术领域做专做强。奥地利的WFL公司也是这样，他们就生产M 系列由小到大斜床身结构的车铣复合机床，这次展出的MSO 是新的车铣复合机床，弥补了贫种的短缺，体现了新的设计理念，增强了适用性，使维修最小化他们的产品品牌也很响．产品供不应求。这种专一的结构型式，便于模块化和快速响应市场变化，使他们做专做强了。只有做强才能做大，才有竞争力。我想，他们的理念和经脸．也值得我们行业借鉴。

3．服务已成为竞争力的关键

　　近年来，我们行业企业的用户服务已大有改进，用户意见少多了。但这种服务带有被动胜质，是远远不够的。我们的观念上和做法上也要转变，不仅提供产品还要提供加工方案甚至要帮助考虑工装和刀具以及满足一些个胜化要求等服务主导生产者，生产者要主动、周到地为用户服务好即变被动服务为主动服务，变局部服务为全程服务，这样才能有竞争力，才符合时代要求。我们有些企业家已经这样做了，希望做得更好。

4．要十分重视知识．重视技术．重视人才

　　前面已经提到，高质量的服务已成为竟争的关键因素，无论是提供解决生产问题的方案、周到的用户服务还是及时提供用户定制的产品都离不开广博的知识和技术，而技术靠人掌握人才是决定因素。耍知道．知识、技术和科技人才是自由流动的。所以．企业领导首先要尊重人才，爱惜人才，用好人才。科技人员也要努力学好知识、掌握技术，回报社会．才能体现价值，这也是自尊的体现。人人都要互相尊重，才能实现党中央提出的构建和谐社会的目的。欧盟在强调，推动欧洲经济发展的仍然是高技术，要加强欧盟内的合作，把分散的研究成果综合起来，更好的利用好局部资源．都是值得思考和吸取。

5．要重视机床的环保要求，关注绿色机床的提法，特别要关注发达国家可能制定一些相关的技术壁垒，我们要早作准备，以免被动。

以上五点体会和信息．仅供行业企业参考．水平所限不当之处难免，请见谅。

（沈福金）    

　　斯图特公司

　　www. studer. com

　　美蓄勒公司

　　www.magerle.com

　　村田公司

　　www.murata.com

　　斯塔玛公司

　　www.stama.com

　　宫野机床

　　http://www.miyano-jpn.co.jp

　　海德汉公司

　　http://www.heidenhain.de