從CIMT2015看金屬成形機(jī)床的現(xiàn)狀及發(fā)展動向
從CIMT2015看金屬成形機(jī)床的現(xiàn)狀及發(fā)展動向
中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會鍛壓機(jī)械分會 徐剛 崔瑞奇 王華 王立娟
CIMT2015（第十四屆中國國際機(jī)床展覽會）于2015年4月20-25日在北京中國國際展覽中心成功舉辦，全球頂級機(jī)床工具制造商悉數(shù)參展該展會。本文將重點(diǎn)從金屬成形（鍛壓）展品參展情況分析成形機(jī)床的現(xiàn)狀和發(fā)展動向。
一、金屬成形（鍛壓）機(jī)床展品
1．?dāng)?shù)控激光切割機(jī)
數(shù)控激光切割機(jī)依然是金屬成形機(jī)床展品中數(shù)量最多的展品，共有25家制造商帶來33臺套數(shù)控激光切割機(jī)。其中，CO2激光切割機(jī)數(shù)量明顯下降，僅有三臺展品，占比不到10%；而光纖激光切割機(jī)在數(shù)量上具有明顯優(yōu)勢，占比超過90%。可見，光纖激光切割機(jī)已成為當(dāng)下激光切割機(jī)的主力機(jī)型。有專家預(yù)計，今后的30-40年將是光纖激光切割機(jī)的黃金拓展期，說明業(yè)內(nèi)也對激光切割機(jī)給予了更多期待。
從功率上看，展品基本上都可歸為大功率激光切割機(jī)，多數(shù)在2kW以上，光纖4kW機(jī)型有4臺。從加速度上看，1G及以上展品不在少數(shù)；但達(dá)到2G的則只有通快、金方圓兩家的展品。從切割厚度上看，切割厚度已不再是光纖激光切割機(jī)的短板。如3kW機(jī)型切割C鋼厚度可達(dá)25mm，2kW機(jī)型切割C鋼厚度可達(dá)20mm。再考慮到光纖激光的免維、環(huán)保等特性，其對CO2激光器的替代已是勢不可擋。
從使用的激光發(fā)生器上看，主要集中在5家的產(chǎn)品：美國IPG、德國羅芬、美國JDSU（專配AMADA）、意大利ALLEN（楚天應(yīng)用）、德國通快碟片激光器。其中，碟片式（Disk Laser）光纖激光器是運(yùn)用碟片式晶體及新結(jié)構(gòu)新機(jī)理研發(fā)的全球最先進(jìn)的固體激光器，從根本上改善了傳統(tǒng)固體激光器的“熱透鏡”效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了固體激光器高平均功率、高峰值功率、高效率、高光束質(zhì)量的完美結(jié)合，為固體激光在高功率激光加工領(lǐng)域開辟了廣闊的應(yīng)用市場。
從展品的性能參數(shù)上看，多數(shù)展品的X/Y軸定位精度為±0.03mm/m，重復(fù)定位精度為±0.02mm/m。濟(jì)南鑄鍛所展出的FL513I光纖激光切割機(jī)，定位精度達(dá)±0.025mm/m，重復(fù)定位精度達(dá)±0.015mm/m。金方圓展出的TFC3015碟片激光切割機(jī)，最大加速度2G，切割精度±0.1mm,切割厚度（3kW激光發(fā)生器）碳鋼0.5-24mm，不銹鋼0.5-15mm。
濟(jì)南鑄鍛所展出了FL513i光纖激光切割機(jī)。該機(jī)定位精度±0.025mm，重復(fù)定位精度±0.015mm。最大加工板厚碳鋼20mm，不銹鋼8mm。激光器功率2.4kW。該機(jī)具有全自動調(diào)焦技術(shù)，獨(dú)家采用高壓切割氣路，提高了對不銹鋼、鋁等難切材料的切割能力及穩(wěn)定性。其厚板穿孔技術(shù)可確保厚板快速穿孔的質(zhì)量與速度。
亞威機(jī)床展出的HLF-1530激光切割機(jī)，X/Y軸定位精度±0.03mm/m，重復(fù)定位精度±0.02mm/m，加速度1.5G；展出的TX90XL三維激光切割機(jī)，重復(fù)定位精度±0.05。
揚(yáng)力集團(tuán)展出的ML3015F型數(shù)控光纖激光切割機(jī)，定位精度±0.1mm/m，重復(fù)定位精度±0.03mm/m，加速度1G。
通快展出的TruLaser3040激光切割機(jī)，是本次展會上為數(shù)不多的CO2激光器切割機(jī)，功率4kW，最大切割厚度碳鋼20mm，不銹鋼16mm，鋁10mm。產(chǎn)品主打高切割速度、少停機(jī)時間、高切割質(zhì)量以及簡便的操作維護(hù)。
AMADA展出了一臺光纖激光沖床復(fù)合加工機(jī)LC2515C1AJ，帶有電動上下料分揀堆垛系統(tǒng)。該機(jī)集光纖激光加工和數(shù)控沖床于一體。在進(jìn)行潔凈切割時，與CO2激光機(jī)(4kW)相比，更能實(shí)現(xiàn)薄板的高速加工，并大幅降低成本。其電源容量約為4kW CO2復(fù)合加工機(jī)的1/3，2kW機(jī)的1/2，可大幅節(jié)能。該機(jī)激光通過Y軸移動，激光加工時材料僅X軸移動，通過機(jī)罩和移動門將加工區(qū)域包圍起來，可徹底防止激光泄露，確保操作人員安全。
三菱電機(jī)自動化（中國）有限公司展出的ML3015eX-45CF-R激光切割機(jī)，圍繞3個“e”（excellent-高性能、easyto use-操作簡便且易維護(hù)、ecology-成本低且排放少）提升產(chǎn)品性能，最大限度發(fā)揮亮面切割優(yōu)勢，在薄板切割中配備了超高速切割（F-CUT）功能，在厚板切割中配備了穿孔（HPP）功能，在軌跡控制上導(dǎo)入了最新控制方式，使之成為三菱電機(jī)激光加工機(jī)標(biāo)志性產(chǎn)品。
除了激光板材切割機(jī)，近年來激光切管機(jī)得到快速發(fā)展和應(yīng)用。大族激光展出了一臺P6018D型激光切管機(jī)產(chǎn)品。自動上下料，智能系統(tǒng)，高度集成，真正實(shí)現(xiàn)柔性化加工。
2.數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床
適應(yīng)鈑金加工的高速發(fā)展需求，數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床也是金屬成形機(jī)床展品中廣受關(guān)注的熱點(diǎn)展品。本屆展會參展數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床共有25臺套，其中采用液壓動力頭的展品有4臺套，分別來自亞威、LVD、通快和臺勵福。其余均采用伺服驅(qū)動，可見伺服驅(qū)動已成為當(dāng)前數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的主流驅(qū)動形式。
從沖壓頻次上看，展品普遍在1mm步距800沖次、25mm步距500沖次左右。比較突出的如濟(jì)南鑄鍛所展出的SPE21250 OS數(shù)控伺服轉(zhuǎn)塔沖床，刻印速度1800，1mm步距、10mm沖程沖壓頻次1000。金方圓展出的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床1mm步距、4mm沖程的沖壓頻次1000。
本次展會比較有特色的展品有：濟(jì)南鑄鍛所的SPE21250 OS數(shù)控伺服轉(zhuǎn)塔沖床、AMADA的激光沖床復(fù)合機(jī)LC2515C1AJ、通快的TruPunch2000液壓沖床，以及三環(huán)LVD Strippit PX-1225數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床柔性加工系統(tǒng)。
濟(jì)南鑄鍛所SP系列高性能伺服轉(zhuǎn)塔沖床已成功應(yīng)用伺服主傳動、雙排模位、互換轉(zhuǎn)模、多子模等10余項專利技術(shù)，具有顯著的高效率、低能耗和高性價比優(yōu)勢。
亞威展出的HIQ-3048數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床，控制軸數(shù)7軸，沖頭最高沖壓頻次2000，1mm步距、6mm沖程沖壓頻次800，25.4mm步距、6mm沖程沖壓頻次450，沖孔精度±0.1。
金方圓展出了DMT雙電伺服數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床+AFM模塊化自動上料裝置。其中沖床1mm步距、4mm沖程沖壓頻次1000，25mm步距、4mm沖程沖壓頻次X軸500，Y軸400，孔距精度（Hole Accuracy）±0.1。AFM模塊化自動上下料裝置最大板材重量100kg，小車載重3t。
通快展出的TruPunch2000，是一臺高性能標(biāo)準(zhǔn)沖床，換模時間單套模具4s，多子模2.2s。其X、Y軸合成最大速度108m/min，沖壓頻次900，打標(biāo)頻次可達(dá)1600，最大板材加工厚度6.4mm，具有18個模位，無需使用額外夾鉗，即可完成尺寸2500mm×1250mm板材的加工。
三環(huán)LVD展出的Strippit PX-1225數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床柔性加工系統(tǒng)，最多可實(shí)現(xiàn)200個自分度多子模，沖裁、成型、折彎、攻絲一體，可任何角度成型，折邊高度可達(dá)75mm，每個工位的模具均可360°旋轉(zhuǎn)。
ACL力豐展出TPS2.1250型數(shù)控伺服轉(zhuǎn)塔沖床，沖孔精度±0.1mm。
美國麥格菲（MegaFab）展出了3400XP等離子切割和沖剪復(fù)合機(jī)床,集沖孔、等離子切割、坡口、銑削、鉆孔、攻絲、成型、噴碼等8種功能于一身，最大加工板厚12.7mm。據(jù)介紹，該機(jī)具有極高的性價比。
3．?dāng)?shù)控折彎機(jī)、剪板機(jī)
近年來，隨著新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，數(shù)控折彎機(jī)、剪板機(jī)也不斷得到新發(fā)展。如伺服技術(shù)的應(yīng)用，混合驅(qū)動的大量應(yīng)用；數(shù)控高速、高精的不斷發(fā)展；撓度自動補(bǔ)償系統(tǒng)；后擋料的不斷提高、完善；角度測量裝置；板厚檢測功能；更合理的工藝、更高的效率、更加完善的折彎系統(tǒng)，等等。
另外，本屆展會中折彎單元、折彎加工中心成為折彎機(jī)展品的重要看點(diǎn)。折彎機(jī)配合機(jī)器人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中小零件的自動上下料、碼垛、換模等功能。可以預(yù)計，折彎單元未來將得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
亞威展出PBM160/3100數(shù)控折彎機(jī)，折彎壓力160kN，折彎長度3100mm，快下/快回速度200，工進(jìn)速度1~15，后擋料R軸速度500，X軸速度700。
揚(yáng)力展出YHB1032型電液伺服泵控數(shù)控折彎機(jī)，采用電液伺服混合驅(qū)動雙向泵控液壓系統(tǒng)來控制油缸同步和液壓凸形自動補(bǔ)償系統(tǒng)。以泵控技術(shù)取代常規(guī)閥控技術(shù)，消除節(jié)流損失，沒有溢流損失，節(jié)能顯著，噪聲明顯下降。實(shí)現(xiàn)高精度折彎，重復(fù)定位精度達(dá)±0.005mm，工進(jìn)時同步精度在±0.02mm之內(nèi)。
通快展出了TruBend 7036 Cell Edition高速折彎單元，此單元為針對中小型工作零件、經(jīng)濟(jì)且高速的緊湊型系統(tǒng)。最大加工板厚8mm，最大工件重量3kg，最大載荷15kg，折彎壓力360kN，折彎速度最大50mm/s。
三環(huán)LVD展出ToolCell自動換模折彎機(jī)，操作人員在準(zhǔn)備下一項工作時，機(jī)床自動換模；所有模具在機(jī)床上精確定位，模具無需人工做任何調(diào)整和設(shè)置；采用大型模具庫，機(jī)床內(nèi)可放置3排上模和7排單V下模。
揚(yáng)州恒佳展出了板料自動化折彎單元，具有多項技術(shù)突破和創(chuàng)新。其主要由數(shù)控折彎機(jī)、視覺定位系統(tǒng)、取料站、出料站、上下料機(jī)械手和折彎機(jī)器人等組成，能完成自動上料、定位、折彎、卸料等工序。
天田展出的全自動折彎加工系統(tǒng)EG6013 AR，可針對小件產(chǎn)品進(jìn)行安全的高速、高精加工。通過高剛性本體、新混合驅(qū)動系統(tǒng)與角度解決方案等特點(diǎn)，如同智能手機(jī)一樣，可更直觀地操作，在短時間內(nèi)進(jìn)行輸入。為了模具準(zhǔn)備的高效率，天田采用了模塊化模具裝夾系統(tǒng)。另外，考慮到作業(yè)人員橫向移動作業(yè)，腳踏板也實(shí)現(xiàn)了自動控制。
意大利薩瓦尼尼展出其優(yōu)秀的板材柔性加工技術(shù)。本次帶來的是P2 Lean新一代緊湊型多邊折彎中心，配置了融合諸多經(jīng)驗(yàn)及高度智能化的操作控制系統(tǒng)，只要簡單告知其需求，就能在最短時間內(nèi)自動完成被賦予的工作。進(jìn)一步優(yōu)化的通用萬能折彎模具，可實(shí)現(xiàn)3.2mm碳鋼板和4mm鋁板的多邊零件折彎成形。上壓料器長度可全自動調(diào)整，且不占用任何生產(chǎn)時間。
金方圓展出了HVR6×3000高速數(shù)控液壓閘式剪板機(jī)，采用荷蘭Delem控制系統(tǒng)，精確控制后擋料、剪切行程、剪切角度及上下刀刃間隙；剪切行程自動調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對短小工件的快速精確剪切；直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠傳動的高速、大行程后擋料，速度可達(dá)300mm/s，后擋料行程最大可達(dá)1000mm。根據(jù)板厚、材質(zhì)的不同，系統(tǒng)自動調(diào)整上下刀刃間隙，提高剪切質(zhì)量。
4.數(shù)控精密機(jī)械壓力機(jī)
隨著技術(shù)進(jìn)步和對高速、高精產(chǎn)品的需求，數(shù)控、高速、精密機(jī)械壓力機(jī)得到快速發(fā)展和應(yīng)用。
揚(yáng)力集團(tuán)展出了SP2-200龍門雙點(diǎn)壓力機(jī)、JM31G-125閉式單點(diǎn)高速精密壓力機(jī)以及一條龍門單點(diǎn)自動化沖壓生產(chǎn)線。生產(chǎn)線由2臺SP1-200+3臺獨(dú)立式機(jī)械手組成，為目前國內(nèi)液晶電視背板行業(yè)、靜電地板行業(yè)以及部分汽車零部件的全自動解決方案。
揚(yáng)鍛展出了YC1-80單曲軸高精密沖床、JH21-80開式固定臺高性能壓力機(jī)。還展出了一條高速沖壓生產(chǎn)線，由兩條200型高速精密壓力機(jī)組成。
舒勒公司展示了一款伺服壓力機(jī)MSD-800，該機(jī)是舒勒在中國市場推出的帶有伺服直驅(qū)技術(shù)的800t壓力機(jī)，以適應(yīng)國內(nèi)汽車沖壓零部件供應(yīng)商對高效率和生產(chǎn)靈活性的需求。同時，舒勒將成熟的機(jī)器人技術(shù)與智能化相結(jié)合，展示了帶有創(chuàng)新型工藝數(shù)據(jù)接口的橫桿機(jī)器人4.0，通過橫桿機(jī)械手實(shí)現(xiàn)了端拾器全兼容性。
濟(jì)南二機(jī)床展示了汽車沖壓裝備的伺服沖壓線、多工位沖壓線、級進(jìn)模沖壓線、開卷落料線等產(chǎn)品模型。其大型快速高效數(shù)控全自動伺服沖壓生產(chǎn)線，主要用于汽車外覆蓋件的沖壓生產(chǎn)，沖壓效率最高可達(dá)18spm；多工位沖壓生產(chǎn)線，主要用于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)件和外覆蓋件，生產(chǎn)效率10~30spm。濟(jì)二以成功裝備福特美國工廠而享譽(yù)世界。2011年以來，福特汽車先后5次將美國本土4個工廠的8條大型智能沖壓線訂單交付給濟(jì)南二機(jī)床，這是福特汽車北美工廠近20年來首次使用非德國生產(chǎn)的沖壓裝備。福特項目成為中國裝備制造進(jìn)軍國際高端市場的標(biāo)志性成果，樹立了中國制造的嶄新形象。
高密高鍛、徐州鍛壓等也以展板形式展示了各自的機(jī)械壓力機(jī)產(chǎn)品。
5.數(shù)控伺服液壓機(jī)
伺服技術(shù)的應(yīng)用也成為當(dāng)前液壓機(jī)發(fā)展的一個方向。通過伺服電機(jī)直接驅(qū)動油泵實(shí)現(xiàn)對滑塊的驅(qū)動，速度轉(zhuǎn)換平穩(wěn)，無傳統(tǒng)液壓機(jī)的振動、沖擊。與普通液壓機(jī)比較可節(jié)電2~6成，可減少50%的液壓油， 可降低噪聲20dB以上。采用伺服技術(shù)后，壓機(jī)滑塊運(yùn)動曲線可任意設(shè)定，方便多機(jī)連線及與機(jī)械手等的配合。
揚(yáng)力集團(tuán)展出了YGM-315K數(shù)控門式萬能液壓機(jī)，采用伺服控制技術(shù)，噪聲小于75dB，溫升小于22℃，不需安裝空調(diào)、冷卻器，重復(fù)定位精度±0.05mm，節(jié)能20%，效率提高50%。
合肥合鍛、天津鍛壓等以展板形式展示了各自的壓力機(jī)技術(shù)解決方案。
除了向高速、高精方向發(fā)展，液壓機(jī)還在特種、專用壓機(jī)方向大顯身手。未來，液壓機(jī)將繼續(xù)在金屬成形領(lǐng)域發(fā)揮不可替代的作用。
6.其他
近年來，以泰安華魯鍛壓為代表的船卷機(jī)械制造商得到快速發(fā)展。本屆展會，華魯鍛壓展出了卷板機(jī)、坡口機(jī)等展品。長鋼集團(tuán)鍛壓機(jī)械制造有限公司也以展板形式參加了本次展覽會。
彎管機(jī)也是金屬成形機(jī)床的重要組成部分。本屆展會展出彎管機(jī)的主要有和和、喬升、和合等展商。
南京埃斯頓展出了其為金屬成形機(jī)床研發(fā)的控制系統(tǒng)方案，還展示了其伺服電機(jī)、機(jī)器人等展品。
廣州啟泰展示了其沖床模具。經(jīng)過多年發(fā)展，啟泰已經(jīng)成為國內(nèi)沖床模具主要供應(yīng)商之一。啟泰還展示了其鈑金視覺檢測系統(tǒng)。
二、從CIMT2015看鍛壓機(jī)床發(fā)展動向
1. CIMT2015的金屬成形機(jī)床代表了當(dāng)前發(fā)展水平
具體體現(xiàn)在：激光切割機(jī)光纖發(fā)生器的普及應(yīng)用，最新碟片激光器的應(yīng)用，更高的定位精度、切割精度，更快的速度、加速度，更安全、環(huán)保的裝置設(shè)計等。從數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床來看，伺服技術(shù)的大量應(yīng)用、沖切復(fù)合機(jī)、沖切單元、帶有料庫的自動化生產(chǎn)線等，未來將會得到更好的提高完善。從折彎機(jī)來看，伺服技術(shù)、后擋料技術(shù)、激光測量技術(shù)、補(bǔ)償技術(shù)，以及折彎單元、自動化折彎成形中心、配有機(jī)器人的折彎自動化生產(chǎn)線等，均代表了當(dāng)前及未來一段時間折彎機(jī)發(fā)展的走向。總體來看，速度更快、精度更高、可靠性更好、更加宜人的用戶界面、更加安全環(huán)保是成形機(jī)床的主流發(fā)展方向。同時，成線、成套、交鑰匙工程、全工藝、全流程解決方案、機(jī)器人替代工程等，將改變行業(yè)的發(fā)展模式和思路。一言以蔽之，機(jī)床的“智造”時代正在拉開帷幕。
2. 國內(nèi)外廠商間的差距正在慢慢縮小
一方面，那些實(shí)力較強(qiáng)的國外企業(yè)大多已不是單純賣產(chǎn)品，而是賣解決方案、賣用戶體驗(yàn)、賣細(xì)節(jié)關(guān)懷；而多數(shù)國內(nèi)廠商依然處于賣噸位、賣參數(shù)、拼價格的階段。而另一方面，我們也欣喜地看到，已經(jīng)有為數(shù)不少的國內(nèi)企業(yè)正呈脫穎而出或蓄勢待發(fā)之勢。如濟(jì)南二機(jī)床讓行業(yè)揚(yáng)眉吐氣的福特項目，如揚(yáng)州地區(qū)板材加工設(shè)備的整體崛起，如亞威、精達(dá)、合鍛、埃斯頓等的先后上市。同時，國內(nèi)企業(yè)在產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性、研發(fā)投入、新產(chǎn)品開發(fā)能力、新技術(shù)的跟蹤應(yīng)用等方面已有明顯改觀。與之對應(yīng)，國內(nèi)金屬成形機(jī)床的市場占有率在逐步上升，國外機(jī)床的市場占有率隨之在逐步下降。
限于時間，難免掛一漏萬，有遺漏之處還望包涵。同時，限于水平，難免有謬誤之處，敬請批評指正。
本文特別感謝陳樹明、李兵兩位專家的指導(dǎo)。
