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CIMT 2017特種加工中心評述專家組
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第十五屆中國加工中心展覽會(CIMT 2017.)于2017年4月 17~22日在北京新博覽中心舉行。本屆展會展覽總面積達13.1萬平方米，吸引了來自世界27個國家和地區的1600余家廠商參展，加工中心工具制造業的著名企業以強大陣營悉數亮相，是一場高水平的“精品盛宴"。
據不*統計，本屆展會國內外特種加工加工中心展商共71家，展出加工中心130余臺（套）。其中境內展商47家共展出加工中心87臺（套），包括數控電火花成形加工中心14臺、數控電火花線切割加工中心32臺、電火花微小孔加工加工中心抬、電火花加工加工中心4臺、激光加工加工中心30臺、增材制造設備2臺、水切割加工中心1臺；境外展商24家共展出加工中心43臺（套），包括數控電火花成形加工中心4臺、數控電火花線切割加工中心7臺、電火花加工加工中心2臺、激光加工加工中心12臺、增材制造設備13臺、超審加工加工中心1臺、水切割加工中心4臺。可以看出，參展的特種加工加工中心以數控電火花加工加工中心、激光加工加工中心及增材制造加工中心為主，這些展品基本反映了當今國內外特種加工加工中心的技術水平和發展方向。
本屆展會數控電火花成形加工中心的進步主要體現在以下方面：著力集成*的自動化、智能化加工系統，重視應用新興的信息化技術，推動加工中心裝備遠程監控服務，持續提升核心關鍵^支術及加工性能，拓展市場應用領域.力口強體系化管理和提高產品性價比.以完整的客戶服務方案來滿足客戶三降(降低制造周期、運營成本和產品不良品率)、兩提升(提升生產效率和資源綜合利用率)的需求。
瑞士 GF加工方案針對精密模具和零件加工的需求，展出了由一臺全新升級的六軸機械手將高速銑削加工中心和FORM S350精密數控電火花成形加工中心、多達160個工位的旋轉電極工具庫、海克斯康三坐標測量機及電極自動IHi系統等組成的自動生產線。日本牧野公司展出了由一臺ERC80機器人將E3石墨電極加工中心和EDN C 6精密數控電火花成形加工中心組成的模具加工單元(見圖1)。北京迪蒙卡特加工中心有限公司展出了由一臺ROBOTV1機器人將CTWG250電火花線切割加工中心、電極與工件庫和CTM350精密數控電火花成形加工中心組成的PCD刀具加工單元。
油槽自動升降式電火花成形加工中心更便于工件和電極的自動拆裝、找正和調整。本屆展會國內有三家廠商攜相關產品參展.分別是北京迪蒙數控技術有限責任公司的AP30、蘇州三光科技有限公司的EA500、北京迪蒙斯巴克科技股份有限公司的DR400S數控電火花成形加工中心（見圖2)，構建了實現加工中心自動化、無人化加工的必要條件。
為了更好地為客戶提供服務、提高生產效率以及減少停機時間，多家廠商展出了遠程監視和診斷服務系統，提高了信息化水平.為智能制造打下了良好基礎。日本三菱電機公司展示了iQ Care Remote 4U遠程服務系統，客戶親自操作和體驗了遠程監視的各項功能。蘇州邁科全機電公司的HF320MZQ-G17y數控系統搭載在電火花線切割.加工中心和電火花小孔加工加工中心上進行了展示，集成了豐富的“互聯網+"功能.可提供設備狀態監控、加工過程監控、加工任務遠程發送等高級云服務。北京市電加工研究所展出了電火花加工中心監控維護系統控制器，通過各傳感器分別對油泵、過濾系統、電源各核心模塊的溫濕度、各運動軸狀態進行實時監控并在監控菜單顯示，并制定維護策略直觀地顯示在維護菜單上。北京安德建奇數字設備股份有限公司展出的AF50數控電火花成形加工中心基于Windows XP操作系統下的人機界靣，采用上下位機、分布式控制，能與外部網絡互聯實現對加工中心信息釆集、遠程操作與監控功能，在現場演示了電火花成形加工中心與單向走絲電火花線切割加工中心信息互相傳遞的功能。
從展品可以看到.國內外廠商圍繞高性能脈沖電源、高速智能抬刀、高精
度加工中心結構和制造工藝、穩定的加工條件，推出了許多新技術，展示了一些體現功能和水平的加工樣件。
瑞士GF加工方案展出的FORM S350加工中心采用ISPG新一代智能脈沖電源，克服了銅電極傳統加工工藝多次放電導致電極損耗等缺點，降低了電極損耗、提高了加工速度；超大鑄鐵〗末身和特殊機■械結構，明顯降低了工件重纛變化或工作液多少對加工精度的影響；采用防護罩內間歇的空氣循環和工作液溫度實時測量兩套溫度控制系統，車間溫度的波動不影響工件的加工精度；X、Y和Z軸結構均進行溫度控制，裝夾前無需開機預熱，加工開始時就能達到定位準確的幾何精度。
日本三菱電機公司展出的EA8PS加工中心（見圖3)是面向高精度電氣連接器、汽車行業齒輪件、高精度塑料模具等行業開發的小型高精密型機床。該加工中心配有*的“熱穩定控制"系統、自產的CNC數控系統、伺服控制系統以及尚精度的驅動單兀，可實現全行程的高精度加工；配有加工化控制(IDPM),實現了石墨電極的高速低消耗穩定加工；配有加工穩定化抬刀控制，使用流暢的抬刀動作處理、速度-加速度控制來實現合適加工形狀的抬刀控制，并提高了加工速度。
日本牧野公司E D N C 6加工中心的Hyper i控制器能像智能手機和平板電腦一樣.輕松縮放、點擊和滑動，增加了界面的人性化；超火花IV技術t是供了在超出加工能量間隙情況下更具適應能力的一種跳動控制功能，在深筋位加工或特定電極中尤為有效；HS-Rib技術可提升跳動速度至20m/min, 1.5g加速度，采用軸心冷卻技術的滾珠絲杠能夠傳遞和保持高精度深度控制。
曰本沙迪克公司展出的AG40LP加工中心（見圖4 ) Z軸移動加速度提升到1.8g,大進給速度X.YZ軸6m/min,力D工速度提高了11%以上；加工中心帶有直溫系統，兼顧
了微細加工和大面積加工，各項精度指標均接近超精密加工中心；精密熱變形校正系統(Thermal Multi-Fit)可根據在機宋各個部位測量的溫度數據，實時測算并校正加工中心的熱變形，并可根據客戶環境的實測數據進行校正，實現穩定加工；放電穩定電路“無電弧Plus"電源裝置，在超微細底面隅角R發揮出色的加工性能。
(4 )國產中加工中心技術進步顯著
國內展出的數控電火花成形加工中心有北京安德建奇數字設備股份有限公司的AF50、北京市電加工研究所的MH30、北京迪蒙數控技術有限責任公司公司的AP30、北京加工中心所精密機電有限公司的A F 4 0、北京迪蒙斯巴克科技股份有限公司的DR400S、北京迪蒙卡特加工中心有限公司的CTM450、上海漢霸;(JI電有限公司的HG800、蘇州電加工加工中心研究所有限公司的DK7140-5Z、蘇州三光科技股份有限公司的EA500、蘇州漢奇數控設備有限公司的DM540K、蘇州市寶瑪數控設備有限公司的EDMN45和蘇；J'H新火花加工中心有限公司的SFZ300。這些加工中心的主要技術特點有：①全部為三軸以上數控加工中心.數控系統均為自主研發，多數廠商已采用基于Windows XP操作系統下的人卞幾界面；②已實現了四軸聯動、五軸聯動和六軸聯動控制系統的工程化應用，且加工出了高品質的整體葉輪、帶冠渦輪盤等難加工及空間結構復雜的零件，縮小了與國外產品的技術差距；③外觀造型設計有長足進展，一體化設計、完美搭配比例使加工中心更顯高檔，既節省占地面積、又便于安裝調試；④自動化、信息化程度及安全可靠性不斷提升；⑤開展了網絡通信功能、網線連接、遠程監測、遠程診斷、遠程編程與傳輸等研究并得到應用。
(1) 微細加工及航空骯天領域應用的拓展
從本屆展會上主要參展廠商反饋的信息來看，2016年下半年以來主要產品的銷售呈上升趨勢.其中增長較快的市場主要有智能手機、汽車電氣接插件、聲學元f牛等微細型腔的加工等。
目前，信息通信業(ICT)和汽車制造業正處于日益緊密的互聯世界之中，電子系統的人工智能程度不斷提高，使人們的生活變得更高效、更舒適。智能化的發展需要電子元器件具有更高性能和可接受的價格。因此，適合的加工解決方案是ICT和汽車制造業客戶賴以發展的前提。微器彳牛是f艮有前途的一持機電產品.暈米級的微小型腔結構會大量出現，微器彳牛因為尺寸小，功能集成度高，并且只能自動裝配，故型腔精度都比較高。電火花成形加工需要有一整套規準和工藝軟件，而且與高速銑、電火花線切割加工相互配合，以滿足市場的需求。微細型腔市場巨大，是穩固、前途的市場。
審學元件和手，機的尺寸變得越來越小.安裝結構件的空間越來越擁擠.結構件之間的間隙也越來越窄，安裝間距< 0.02mm，為了實現這些目標.對零件的內圓角尺寸要求越來越小.對元器件的平靣度要求也越來越高.因此對加工精度要求也越來越高。而精密零件的主要尺寸精度、位置精度和表面粗糙度都要靠電火花加工初宋來保證。
隨著未來航空航天工業的飛速發展，以及提高燃油效率、減少二氧化碳和氮氧化物的排放量、降低噪音水平等目標的要求，高質量航空航天發動:機的需求必然受到重點關注。從加工方向看，航空航天發動機制造的特點主要體現在二個方面：一方面是難加工材料，如欽合金、欽鑰合金、I號j溫合金、碳纖維復合材料、超高溫陶瓷基復合材料、炭/炭復合材料等；另一方面是難加工結構，如復雜曲靣結構件(葉輪、葉片、機匣等)、低剛性工藝系統結構件(小孔、深孔、窄槽等)、精密偶件(噴油嘴等)。目前需要重點解決的工藝難點有：加工變形、加工振動、加工表面完整性、工具電極損耗、加工效率、加工成本，以及提供完整解決方案的交鑰匙工程，這是未來電火花成形+ 幾床的市場應用的主要領域之一。
本屆展會參展單向走絲電火花線切割參展加工中心主要在高精度、高效率、智能化和網鄉M匕等方面有明顯的技術進步。
① 求更高精度
加工中心主機自身的定位精度是實現高精度加工的基本保障。國外幾家主要廠商通過使用低膨脹系數的陶瓷部件、直線驅動電機加高精度位置反饋光柵R來提高加工中心的位置精度與精度保持性；同時在加工中心的結構設計上將電源、泵、冷卻器等發熱源與主機分離，避免對主機產生熱的影響；在主機會產生發熱的部件運動通過水或空氣冷卻，在加工中心內部安裝多個溫度傳感器，自動補償由于溫度變化所造成的精度變化等一系列精度(呆障措施，
保證主機的定位精度。小驅動當量0.1 jxm、位置反饋0.1 (X邊對值光柵在國外廠商+兒末的全閉環控制數控系fLh普遍彳吏用，精確的位置控制與高響應速度對于精細零件的微小內夕卜角加工形狀能獲得更好的精度。瑞士GF加工方案的C：.UT E系列加工中心配置的錐度專家系統在進行錐度加工時，可根據加工角度的變化對電極絲位置進行實時修正，可以迸行CP至3CP變角度的精確錐戲卩工（見圖5)。
② 提升綜合加工效率
國外若干年前單向走絲電火花線切割大切割速度已達到500mm2/min,在現有技術條件下，大切割速度要有更進一步的提升已很困難，但是將效率目標定位在多次切害!|綜合效率的提升上，則具有較大的潛力。在線切割加工過程中，整個放電通路從上至下電極絲的損耗量逐漸加大，會形成上端加工縫隙大，下端加工縫隙小.加工直線度變差，對于凸模來講，形成上小下大的微小錐度。特別是一次切割時，加工能量大，此現象越明顯。為了修掉其上下尺寸差異，保證終加工的直線度，往往在二次切割時需要加大修整偏移量.綜合加工效率受到較大影響。如果能減小一次切割的直線度，就可以降低二次切割的修整量，提高綜合加工效率。近年來，瑞士 GF加工方案、日本三菱電機公司、日本牧野公司等都加大了一次切割的直線度控制技術的研發力度。通過自動加入微錐度（“以斜治斜"）、對電極絲上/下二端進電能量的差異控制等方法.對放電損耗造成的電極絲錐度效應進行補償，達到提高一次切割的直線度效果。切割100mm厚度工件，單邊直線度可達2.5|xm,第二刀的修整效率可提升15%以上。部分國外廠商加工中心能直接讀取三維整體模型文件，數控系統畫靣上描繪出整體模型便于識別詳細的加工形狀.同時判別出切割過程中出現的厚度高低變化以及帶中空變化，自動調整脈沖電源能量實現高速穩定加工。
③ 加工智能化和網絡化的應用
參展的電火花線切割加工中心都不同程度具有建立在大量工藝參數的工藝數據庫基礎上的加工過程工藝參數智能控制、電極庫及工件庫通過機械手或機器人迸行電極及工件自動交換等智能化控制功能。日本牧野公司的加工中心配置的T.G.控制（平面精靈），實現了變高度工件切割加工過程中工藝參數的智能控制.減少了加工中斷絲與減輕變截面加工條紋的產生；其3D找正技術自動計算和調整U/V軸傾斜面，坐標重構，可大大減輕人工找正的工作量，提高工作效率；實施二維平面上的激光檢測位置彬嘗，保證整機的定位精度。日本三菱電機公司基于WIN7 CE的數控系統，配有完善的無線網和工業級有線網，實現設備運行狀態的全過程監控和管理.MV系列加工中心可通過手機平臺建立加工中心報警系統。日本沙迪克公司將AL系列加工中心運行過程中出現的錯誤和停止信息通過郵件發送給接收人。北京安德建奇數字設備股份有限公司展出的AG系列線切割機通過“Teamview"互聯網軟件平臺實現加工中心信息采集、遠程操作與監控功能.用戶可以在得到*的遠程終端上實時監控加工中心的加工狀態，可如臨其境地對加工中心加工工藝參數實時進行設置和修改。瑞士 GF加工方案向用戶推薦“智能制造一體化解決方案"，將五軸加工中心、線切割加工中心、自動工具庫等組成柔性化加工系統。日本FANUC公司的機,床配置A軸及工業機器人，組成PCD刀具自動加工系統.實現PCD刀具的自動交換、刀具尺寸自動檢測及自動線切割修整，實現無人自動加工。
(2)往復走絲電火M切割加工中心
本屆展會展出的往復走絲電火花線切割加工中心均具有多次切割功能，俗稱“中走絲"加工中心。本屆展會往復走絲電火花線切割加工中心在外觀上的提升明顯，同時在版沖電源結構、加工中心主機特別是LVV軸結構等方面有向單向走絲電火花線切割技術靠近的趨勢。
① 運絲系統的創新
運絲系統的穩定性對線切割加工表面質量的影響很大。本次參展的加工中心中，大多配置了各具特色的運絲張力控制系統。江蘇冬慶數控加工中心有限公司、蘇竹I市寶瑪數控設備有限公司都實現了雙向恒張力控制，正反雙向運絲的平穩性都得到了保障；江蘇三星機械制造有限公司加工中心的排絲方式仍然采用有別于傳統的后置式絲茼排絲方式，釆取運絲茼不移動，轉由排絲架移動排絲的方式；泰州市江洲數控加工中心制造有限公司將運絲電機置于儲絲茼下方的支撐座內，與傳統的偏置放置比較，運行振動小，運絲更加平穩。
②主機外觀及結構的改進
參展加工中心中已經沒有傳統音叉式結構的往復走絲電火花線切割加工中心，全部都是T型床身、C型結構、十字滑臺的加工中心.加工中心在工作臺的承重與幾何精度保持性上有很大提高。