【CCMT2024展品評述】境內外五軸龍門加工中心對比分析與發展趨勢展望
2024-8-14 來源：機床協會 作者：-
【編者按】CCMT2024（第十三屆中國數控機床展覽會）已于4月12日圓滿落幕。展會期間，主辦方中國機床工具工業協會有關分會組織人員針對本專業領域展品進行評述，現編發部分文章，供業界參考。文章觀點僅代表作者本人。
五軸龍門加工中心以其高精度、高效率的加工能力，廣泛應用于航空航天、汽車制造、模具生產等大型復雜零件加工領域。本文通過調研CCMT2024，并對境內外部分五軸龍門加工中心展品進行分析，從技術水平、產品性能等方面探討差異，展望未來發展趨勢。
一、技術水平對比
1. 進口五軸龍門加工中心
在技術水平上一直處于領先地位，主要體現在以下幾個方面：
（1）高精度加工技術
進口五軸龍門加工中心采用先進的數控系統、伺服驅動和精密測量技術，能夠實現微米級甚至納米級的加工精度，滿足高精度加工需求。
（2）高速加工技術
通過優化機床結構、提高主軸轉速和進給速度，進口五軸龍門加工中心能夠實現高效率的加工，減少加工時間，提高生產效率。
（3）復合加工技術
進口五軸龍門加工中心能夠實現銑削、鉆孔、攻絲、磨削等多種加工方式的復合加工，大大提高了加工靈活性和加工效率。
代表展品有西班牙尼古拉斯克雷亞集團公司展出的FOX 40產品，根據其介紹，FOX機型代表了一個龍門加工中心的新概念，結合了傳統的粗加工能力、加工效率、加工精度三位一體。
在540mm×550mm截面的滑枕上，采用了實時溫控系統。垂向軸采用水冷式摩擦導軌，具有良好的減震性，滑枕在低位時，仍保持最佳性能；垂向軸采用全對稱設計，改善了機床幾何精度，在溫度變化時，幾何精度更加穩定。滑枕內部設置流道，通過空氣流動實現內部空氣循環冷卻。在1030mm×1305mm截面的橫梁內部，設置有液壓拉桿，背后和下面各有一套共計四根拉桿，對橫梁結構起到輔助支撐作用，當經過一定時間的應用后，橫梁精度發生一些變化時，可以通過調整液壓拉桿的壓力來調整橫梁自身的精度，這項技術的應用也拓展了機床精度誤差補償，實現突破。在1100mm×1100mm截面的立柱內填充了混凝土，起到隔熱減震的作用。
機床上配置機械式五軸聯動銑頭，滑枕內部C軸由蝸輪蝸桿結構構成，可實現±200°的回轉，此款機械五軸適用于鈦合金等重切領域，扭矩達到707Nm。
2. 國產五軸龍門加工中心
近年來，國產五軸龍門加工中心在技術水平上取得了顯著進步，但與進口品牌相比仍存在一定差距。主要表現在以下幾個方面：
（1）加工精度
雖然國產五軸龍門加工中心的加工精度已經達到較高水平，但與國外先進水平相比仍有提升空間。
（2）加工效率
國產五軸龍門加工中心在加工效率方面與國外相比仍有差距，需要進一步優化機床結構和提高伺服驅動性能。
（3）復合加工技術
國產五軸龍門加工中心在復合加工技術方面仍處于起步階段，需要加大研發力度或引進先進技術。
代表展品如南京寧慶數控機床制造有限公司的橫梁移動式五軸數控龍門加工中心，是一款橫梁移動式高速機，工作臺不移動，高速高剛性立式龍門結構床身，結合自主研制的高速高精度雙擺頭，并配套工件質量原位檢測系統和五軸高效加工工藝軟件，實現大尺寸零件的高效銑削加工。特別適合大型鈦合金結構件、運載火箭貯箱壁板等零部件加工。
據介紹，此款機床采用工作臺固定，橫梁移動式結構，龍門寬3-6m，X行程可最大拼接到30m，可對應長型工件的長期穩定高速加工。快移速度20m/min、加速度0.3g、主軸轉速24000r/min，輸出功率50kW（HSK-A63/80），實現高速、高加速度的機械剛性。X-Y軸傳動齒輪齒條雙電機驅動，Z軸雙絲杠傳動,實現加速度0.3g，橫梁采用箱中箱結構，減輕高加速度時的機床變位，可獲得穩定的高速加工。主軸采用截面550mm高剛性方滑枕結構，Z軸行程可達1500mm，搭載先進的控制技術，實現高速、高精度、高品質加工。橫梁運動采用超精密同步驅動技術，位置環、電流環、速度環三個伺服環同時同步，解決了單一由位置環同步兩邊負載差異時的微量擺動問題。
南京寧慶在戰略上已經深入到航空航天領域，針對該領域不同材料及不同工藝，研究適合的裝備。
二、產品性能對比
1. 進口五軸龍門加工中心
產品性能穩定可靠，具有較長的使用壽命和較低的故障率。同時，國外企業注重產品的售后服務和技術支持，能夠為客戶提供全方位的服務保障。
一些知名品牌，如意大利的BRETON、西班牙的BOST、德國的HANDTMANN等，都擁有卓越的生產性能、高技術水平以及開創性的解決方案。這些品牌的五軸龍門加工中心在航空航天等領域擁有非常好的信譽，能夠提供較高的產品質量和服務系統。
2. 國產五軸龍門加工中心
近年來，國產五軸龍門加工中心在取得了顯著的發展，產品性能逐漸提高，但在穩定性和可靠性方面，在技術創新和研發能力方面，仍存在一定的差距。此外，筆者認為國內企業在售后服務和技術支持方面也需要進一步提升。
三、未來發展趨勢
1. 國產機床配進口五軸銑頭
代表展品如浙江日發精密機床有限公司定梁五軸龍門加工中心PM-U系列，產品結構緊湊，性能優良，具備高速度、高精度、高剛性特點。適用于航空航天、軌道交通、精密模具、風電等多行業零件的加工。PM-U系列采用高速高精A/C雙擺頭，配置大功率大扭矩電主軸，具有強勁的切削能力。
南通國盛智能科技集團股份有限公司的橋式五軸龍門加工中心GMB2520LX，機床采用德國進口AC擺頭音叉式結構，AC軸均為力矩電機驅動，這種結構屬于較為常規的配置方案。采取相同結構的展品還有紐威數控裝備（蘇州）股份有限公司的橫梁移動式龍門加工中心PME2030UT。
2. 國產機床配置國產五軸銑頭
國產機床配置國產五軸銑頭的應用場景也正在逐漸擴大。代表展品如上海諾倬力機電科技有限公司的重型橋式五軸龍門中心GMHL-2235，整體布局采用高架橋式龍門形式結合“箱中箱結構”，搭配高精度雙臂五軸銑頭，實現五軸聯動的曲面加工和流線型加工，A軸旋轉范圍達到±110°，C軸旋轉范圍達到±360°。
沈陽馬卡智工科技有限公司的龍門五軸加工中心M302，寧波市凱博數控機械有限公司的五軸加工中心GV-2540，寧波市凱博數控機械有限公司的五軸加工中心GV-2540等都是代表展品。
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四、結語
國產機床配置五軸銑頭、三軸機床配置搖籃轉臺成為龍門五軸發展的一個趨勢。筆者認為，國產五軸機床配國產五軸銑頭是CCMT2024展會的一大亮點，是我國機床制造業發展的一個積極信號。
首先，國產五軸機床和五軸銑頭的配套使用，代表著我國機床制造業在核心技術上的突破和進步。五軸機床作為高精度、高效率的數控機床，能夠應對各種復雜零件的加工需求，而五軸銑頭則是五軸機床的核心部件之一，直接影響機床的加工精度和效率。因此，國產五軸機床和五軸銑頭的配套使用，不僅能夠提升我國機床制造業的整體水平，還能夠滿足國內市場對高端機床的需求。
其次，這一趨勢也反映了我國機床制造業在自主創新方面的成果。隨著科技的不斷進步和市場競爭的加劇，自主創新已經成為企業生存和發展的關鍵。通過自主創新，我國機床制造業已經能夠生產出具有國際競爭力的產品，并在國際市場上占有一席之地。
最后，這一趨勢也預示著我國機床制造業的未來發展方向。隨著制造業的轉型升級和自動化、智能化程度的不斷提高，對機床的精度、效率和智能化程度的要求也越來越高。因此，國產五軸機床和五軸銑頭的配套使用，將推動我國機床制造業在技術創新、產業升級和國際化發展等方面不斷取得新的突破和進展。
在國產五軸機床發展的同時，我們需要注意一些關鍵方面以確保其健康、可持續的發展。
一是技術研發和創新是關鍵。我們需要不斷投入研發力量，提高五軸機床的核心技術和性能指標，如精度、效率、穩定性和可靠性等。只有掌握了核心技術，才能確保國產五軸機床在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
二是質量控制和品牌建設同樣重要。我們要注重五軸機床的生產過程和質量控制，確保每一臺出廠的機器都能達到高品質標準。同時，我們要加強品牌建設和推廣，提升國產五軸機床的知名度和美譽度，贏得客戶的信任和認可。
三是關注市場需求和競爭態勢。要深入了解客戶需求和市場趨勢，不斷優化產品設計和生產方案，提高五軸機床的性價比和競爭力。同時，我們要密切關注國內外競爭對手的動態，及時應對市場變化和競爭挑戰。
四是加強人才培養和團隊建設。要培養一支具備創新精神和實踐能力的研發團隊和技術團隊，不斷提高員工的專業素養和綜合素質。同時，我們要加強團隊合作和文化建設，營造良好的工作氛圍和企業文化，為國產五軸機床的發展提供有力的人才保障。
國產五軸機床行業的快速發展確實可能帶來市場競爭的加劇，要避免惡性競爭，關鍵在于行業的健康發展、企業的自律以及政策的引導。從發展趨勢上看，隨著全球制造業的轉型升級和智能制造的快速發展，五軸龍門加工中心的市場需求將持續增長。國內外企業都在積極研發新技術、新產品，以提高設備的加工精度、生產效率和智能化水平。同時，隨著國際貿易的深入發展，國內外企業之間的合作與競爭也將更加激烈。
境內外五軸龍門加工中心在技術水平、市場應用、成本和維護等方面存在一定的差異。未來，隨著技術的不斷創新和市場的不斷拓展，這些差異可能會逐漸縮小。五軸機床行業未來的趨勢將是技術創新、應用領域拓展、綠色環保、國際化競爭和服務化轉型等多個方面的綜合發展。企業需要緊跟市場變化和技術發展趨勢，不斷提升自身的競爭力和適應能力。國內企業需要加大研發投入和技術創新力度，提高產品競爭力和市場占有率。同時，需要注重綠色制造和智能化技術的應用，推動五軸龍門加工中心行業的可持續發展。
來源：協會銑床分會（北一 焦東明） 責編：梅峰
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