CIMT2021观展——部分车床系列展品技术分析

一、展会概况

在全党全国喜迎建党100周年之际，第十七届中国国际机床展览会（CIMT2021）于2021年4月在北京中国国际展览中心（新馆）成功举办。作为后疫情时期率先召开的国际知名机床工具展览会，CIMT2021受到了业内外各方的极大关注。共有27个国家和地区的1500多家机床工具制造商参展，美国、德国、日本以及中国台湾、香港地区共13个国家和地区的机床协会或贸促机构组团参展。

境内展商中，通用技术集团、北一机床、江苏亚威、科德数控、宁波海天、重庆机床、浙江日发、天水星火、山东威达重工等主流机床工具企业均参加了本届展会。

境外展商中，马扎克、德马吉森精机、大隈、牧野、WFL、埃马克、哈斯、哈挺、斗山、现代威亚等知名企业悉数参展，展现了对中国市场的高度重视。

本文仅就部分车床系列展品进行梳理和分析。

二、部分车床展品情况

（一）数控车床

1．数控卧式车床系列

此次展会上传统意义上的二轴数控卧式车床展品不多，但也不乏典型产品。此类车床逐步升级为集成多种加工方式的三轴以上车削机床。

大隈机械（上海）有限公司LB3000EXII数控卧车的主要看点是其“热亲和”技术（长时间连续加工尺寸分散值由10μm减少到5μm），采用高精度全数字伺服控制，电主轴、高频淬火矩形滑动导轨，X/Z轴快进速度25/30m/min，仅需0.1s分度定位的独创的PREX电机驱动刀塔。

天水星火在此次展会上展出了3款机床，分别是CNC850数控精密车床、CZ6185零编程卧式车床、CK61125数控卧式车床。CNC850的主要参数为：主轴轴承内径φ200mm，主轴通孔直径φ130mm，主电机功率为30kW，最高转速为1000r/min，硬轨结构，广泛适用于形状复杂、精度高的各种盘类及轴类零件加工。

山东普利森集团参展产品CH6163系列车削中心是集车、铣、钻、镗、攻、铰、扩等功能为一体的高柔性数控车床。采用75°斜床身，直线轴均为硬轨结构，高刚性主轴配置四爪双动液压卡盘，抗振性能优越；可编程尾座为内置回转芯轴结构，液压控制伸缩套筒；配置意大利直驱动力刀塔，动力头规格为BMT 75，具有强大的车铣刚性。

杭州开兰重工展出的KX63-1500斜床身数控车床，车削直径φ630mm，液压自动四档换挡主轴箱，最高恒定输出扭矩可达1220Nm。该机床标配Fanuc数控系统、液压卡盘、液压尾座、全自动排屑机等。

苏州纽威机床在本次展会上展出了数控卧式车床NL251HP。最大回转直径Φ550mm，最大加工直径Φ320mm，最大加工长度410mm，主轴转速4000 r/min。可选配：电主轴、液压/伺服尾架、伺服刀架、对刀仪、棒料机等。

通用技术集团大连机床展出DT-30H卧式车削中心，该机具有车削与铣削功能，配置棒料输送机，可实现单机自动化，采用40°整体斜床身结构，保证足够的加工区域。高刚性的BMT伺服动力刀塔，高精度、高刚性的滚柱导轨，油缸或伺服驱动尾座，全封闭防护，侧、后两种排屑方式，可满足用户的不同选择。

宝鸡机床BC3751L数控车床是一款紧凑型数控卧式车床，采用床身整体式结构，高强度铸铁铸造；机床X轴、Z轴采用GSK直线电机配进口光栅，快移速度分别可达42m/min、60m/min；该机床具有加工直径大、效率高、占地面积小、刚性好、性价比高等特点。适用于汽车、摩托车、工程机械等行业的盘、轴类零件高速、高效加工。

2．数控立式车床系列

从机床结构特点看，立式床身排屑更加方便，有助于减少切屑热对工件的变形影响，但是其机床的防护要求较高，存在很多工艺难点，在这方面很多境内企业还有欠缺。

台湾油机参展的CTV系列立车产品是专为中小型工件加工需求开发的。通过高刚性Capto C8刀具，满足重切削与精加工需求，采用刀臂式换刀结构，实现快速换刀。

韩国斗山定位中高端市场，本次参展的PUMA V8305是针对中国市场开发的新型15寸立式车削中心，优化床身结构扩大了加工范围，配备硬轨及高性能主轴，适合重载切削。

同时展示了DNM5705立加及机械手组成的自动生产单元。最大车削直径φ830mm，最大车削高度780mm，两轴快移速度20m/min。

现代威亚LV850R/L是高柔性、高效率的立式车削中心，采用硬轨结构，增强机床稳定性；2级卡盘压力机构将工件变形降低到最小；采用左右结构配置，方便客户的自动化布局。可选配直线位移传感器，更精密地控制加工工件精度。

EMAG出展了VT 4-4倒立车自动线，适于加工最大加工长度1050mm、最大加工直径ф200mm的轴类件。工件换装时间及生产节拍短，集成于内的简单自动化系统，可最大程度地降低单件产品的生产成本。在标准操作过程中，VT 4-4车床配有两个结构紧凑、空间占地非常小的传送带，分别能够容纳28个毛坯件和28个成品组件。而且通过传送装置和翻转单元或机械手，还可以将多台VT倒立式车床以低成本和高效率的方式互相联机成生产线。

常州克迈特的双主轴倒立车KEMT-DVL350，为双主轴双刀塔。双通道控制，双主轴可同步加工，也可同时加工不同工件。可与MESS系统智能对接，配合地轨机械手组成自动化生产线，完成盘类零件高效率传送与翻转。集成上下料系统和物料输送系统可实现盘套类零件的自动化加工。

沈阳众一展出倒立车自动生产线VL300，主要特点是能自动定位、自动装夹，一次装夹同时完成两端加工，可替代铣端面打中心孔机床，可配置自动上下料装置，实现单机全自动加工，排屑方便。主要用于高效率批量生产的回转体零件，如汽车刹车盘、轮毂、法兰、齿圈等。

3．数控纵切机床系列

数控纵切机床展品主要以瑞士托纳斯（Tornos）、日本西铁城、日本Star为代表，主要规格在φ13mm、φ26mm、φ32mm。该类机床是精密、高效机床的代表，主要应用领域是汽车、电子、仪表等，以工艺集中为产品特点，从棒料到成品可在一台机床上实现全序加工。

托纳斯西安工厂全新打造的Swiss DT 32，最大棒料直径达32mm。10.5kW的主轴与副轴，拥有坚实的床身和最优化的运动轴结构，刀具搭配14/28把刀具，可选配数控B轴，配备Tornos TISIS ISO编程软件，实现工业互联，适用于液压、汽车、医疗、电子等行业。

普什宁江机床参展CK1104VI数控纵切自动车床，专用于小零件的高精密加工。采用FANUC 0i-TD双通道数控系统，八轴四联动。机床针对棒料进行连续上、下料的自动循环加工，可完成多种工序。主轴、副主轴均采用Fanuc内置主轴电机，结构紧凑，主轴转速高，机床可配置专用滚齿附件，实现极小模数齿轮的一次成形加工。最大加工棒料直径φ4mm，最大加工长度20mm，主轴转速16000r/min，全部轴重复定位精度2μm。

4．双主轴双刀架数控车床及专用车床系列

多轴复合加工技术是一项近几十年来取得迅速发展的先进制造技术，与常规机床相比，双主轴机型具有可同步接料、一次性完成全部工序（背面加工、径向孔面加工等），搭配接送料机构可实现自动化，一次装夹加工精度极高的特点，近年此类产品呈快速上升趋势。双主轴双刀架数控车床中，主要有立式床身及斜床身两种结构布局，斜床身结构主要以DMG、斗山、台湾龙泽为代表。在本届展会上境内中小规格的数控双主轴、多刀塔车铣复合中心明显增多，比如金火、宝鸡、海德曼、建哈、宝力等厂家，且斜床身居多。

德马吉森精机展出CLX450 TC万能车削中心，采用功率相同的主轴和副主轴，其性能优于铣削加工中心，一次装夹完成工件加工，是6面加工的基础。采用车/铣主轴取代传统的刀塔，并可加装30-60把刀位的刀库。车削时：内置主轴电机转速5000r/min，扭矩345Nm，C轴0.001°分度精度。铣削时：转速12000 r/min，扭矩90Nm。

韩国斗山展出了PUMA TT系列双主轴双刀塔数控车床。该款车床带两个独立的主轴和刀架，在使车削中心具有高速和高精度的同时还增加了很多功能，提高工艺能力,具有一次装夹完成两种不同工序的高效率和高柔性。

宝鸡机床BL20-HSY配备插补Y轴、对列式双主轴，主、副主轴均为电主轴，双C轴配合Y轴可加工更为复杂的零件，环形制动结构可保证C轴高精度分度，工件一次装夹可完成外圆、端面的车、铣、钻、攻等全部或大部分工序加工，温度补偿系统对机床精度进行实时补偿，保证机床开机即用，高精高效。

陕西诺贝特自动化科技有限公司展出了TX80S双主轴数控刀塔车床，其整体布局为双主轴单刀塔结构，采用平床身铸铁底座，可实现车铣复合加工。

针对特定行业，各大企业展出了系列专用车床，宝鸡机床CQ7530数控车床是针对汽车车桥车削加工开发的双主轴、双刀架专用数控车床。X向采用滚柱直线导轨副，Z向采用宽矩形淬硬导轨，整机刚性好，加工效率高；机床配备车桥加工专用液压工件托架，实现车桥自动装卸，操作方便可靠；机床配备工件测头，能够实现在线检测，适应自动线生产加工。机床也适用于火车轴等两端需要同时车削加工的零件。

山东沂水机床厂有限公司展出的CKY6146YG油缸数控车床具有双主轴结构。配置了先进的数控系统，能插补直线、斜线、圆弧（车削圆柱面、回转曲面、球面、圆锥面）和车削直、锥公制英制螺纹。

济南一机的WL-800铝轮毂车床，床身上最大工件回转直径Φ800mm、最大工件车削直径Φ620mm，铝轮毂加工数控车床具有整体刚性好、加工精度高、单位时间金属去除率大、精度保持性好、可靠性高、易维护维修等明显优势，适用范围特别广。

5．超精密车床

针对特定高精密行业，宁江、通用技术、江苏博谷智能等企业展出了高端超精密车床，展品床身采用天然花岗岩和人造大理石，采用静压主轴、静压导轨，使机床具有良好的热稳定性、抗振性和刚性，保证机床获得较高的精度，机床加工件表面达到镜面效果。如江苏博谷智能的Hard T100高精密硬车削机床定位精度≤1μm，大昌华嘉的Moore Nanotech250UPL超精车床面型精度≤0.1μm、粗糙度≤Ra2.0nm等。

宁江机床的MICRO-T400超精密车床，采用单主轴、整体式复合大理石斜床身结构，紧凑型空间设计，运用静压内置电主轴技术、静压导轨技术、静压防护技术、高精度驱动技术、床身抗震变形技术等先进技术。可加工淬火硬度58-68HRC的高硬度材料工件，加工零件尺寸精度≤2μm、圆度≤0.5μm、粗糙度≤Ra0.1。用车削工序代替传统磨削加工淬火钢零件，最大切削直径达φ250mm，X/Z向行程240/350mm，主轴跳动≤0.15µm，直线度≤0.3µm/100mm，定位精度≤2µm，重复定位精度≤1µm。

通用技术集团北京机床研究所的超精密车磨加工机床μ3000/UGT200主要用于有色金属类零件、超硬材料零件的超精密加工。X/Z轴均采用全约束的液体静压导轨，直线电机驱动，位置反馈系统采用超精密线性光栅尺，分辨率10nm，直线度0.5µm/0.3µm；工件主轴采用气体静压支承，回转精度0.05µm，C轴反馈分辨率0.0001°，B轴回转精度0.1µm。

秦川机床工具集团推出BL5i智能车床产品，采用B800智能数控系统（内置AI芯片），配置温度传感器、振动传感器、智能丝杆。智能功能：主轴扫频与避震、智能丝杆系统、热误差补偿、智能健康保障、云服务。重复定位精度0.003mm。主要用于汽车、电机、航空航天等行业的高精度盘轴类零件加工。

（二）五轴车铣复合加工中心

五轴车铣复合加工中心是车床产品皇冠上璀璨的明珠，是在三轴车削中心基础上发展起来的。可以在一台车铣中心上一次装夹，完成全部车、铣、钻、镗、攻螺纹，甚至热处理、激光等加工，其工艺范围之广和能力之强，已成为当今复合加工机床的佼佼者。是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子及大型柴油机曲轴等加工的最高效手段之一。

1．卧式车铣复合

本次展会展出卧式车铣复合产品的企业较多，除了知名的WFL、马扎克、德马吉森精机等，境内主要机床厂家也推出系列复合车铣加工中心，可以看出国内市场对复合机床的需求旺盛。比较有代表性的机型如下：

奥地利WFL公司展出了其主力机型M50铣车复合加工中心，车主轴高转速3300r/min，可实现C轴分度，铣削主轴高转速12000r/min，铣削主轴可绕B轴摆动，摆角范围110°，一次安装实现回转直径φ670mm以下的盘套类和轴类零件的车削加工，以及在任意角度位置的铣削、B轴车削、钻削、制齿、钻深孔、磨削等五轴加工。还可复合激光熔覆、激光淬火、激光焊接加工。机床以一燃气轮机转子轴的加工过程具体展示了钻、铣、镗等工序的操作及对刀具和功能部件的切换动作。同时展示了其虚拟加工系统。

德国Index在中国首次展出的车铣复合加工中心G420，采用对置正副主轴，铣削主轴，双下刀塔，三把刀具可同时加工，且无碰撞风险，可满足直径120mm以下的棒料、直径315mm以下盘套类以及长度1600mm（2300mm）以下长轴类零件的高效铣车复合加工。

马扎克展出的INTEGREX i-350H S，融合AI（振动检测、温度补偿、3D编程）、数字孪生（比虚拟现实更准确直接）、自动化的车铣复合加工机，具有多主轴规格可选，下刀塔、紧凑型铣主轴扩大加工区域，将干涉降到最低，配置最新的MAZATROL SmoothAi CNC数控系统，引领数字制造。展会上集中展现了螺杆部位的车削加工、全能自由车削Free Turn加工以及同步五轴加工的精湛加工技艺。

斗山机床展出了复合车削中心PUMA SMX2600ST。该机床采用10寸液压卡盘，12工位高刚性伺服刀塔，最大加工直径660mm、加工长度1540mm。该机床拥有强大的多任务处理能力，结合左右主轴、B轴铣削功能和下刀塔，具有更高的多任务处理能力，适用于更复杂零部件加工。正交Y轴结构可将加工空间最大化，12位高刚性伺服刀塔，保障强大的切削性能。其出色的控制能力，可实现更高的精度。

星火机床展出了GENYMAB 400多功能车铣复合中心，一次装夹，可实现车、铣、镗、钻、车铣、齿轮加工、曲轴加工、在线检测等工序；车轴、铣轴成90°独立布局，B轴最大摆动范围320°，可连续加工，可2.5度分度锁紧，一体式床身，结构新颖。配置模块化：可搭载工作台与尾座、可搭载编程尾座或副主轴、可搭载液压尾座与中心架等多种配置组合，满足不同的加工要求。

2．立式车铣复合

立式车铣复合加工中心从规格上看，车削直径在φ600-1200 mm之间的居多，既保留立式加工中心T型槽式的工作台，又增加了回转车床主轴，配合立加第四轴摆头，完成五轴联动加工。在CIMT2021展会上展品较多，从用户需求看，是一种发展趋势。典型加工样件：叶盘、复杂模具、机匣等，尤其适用于航空航天狭长件、叶轮等的加工，通用性较强。以下是几家比较典型的代表。

大连科德的立卧车铣复合中心、智能化立式五轴车铣磨复合柔性制造单元—600柔性单元。该柔性单元是在科德公司现有五轴机床通用技术平台基础上，经过技术团队充分论证，结合未来发展方向及制造行业未来趋势开发的，可同时兼顾单机、多机连续的智能化五轴立式加工，复合车、铣、磨等工序。直接用GONA数控系统操作的自动化系统，无需其它外部控制系统。

台湾丽伟（FFG）展出一台BC-700T五轴车铣复合加工中心，主要特点是基于立加工作台上融合了高速直驱转台，机床铣削主轴替换为车铣头，并可实现沿B轴摆动。该机床既可实现立加的所有钻铣功能，又可依托转台及车铣头实现盘类零件的车及铣功能，实现小规格的立式车铣功能。

北京精雕的JDGR300MT是定位为五轴车铣复合的加工中心，其本质上属于精雕传统意义上的五轴加工中心，但通过采用精雕车铣电主轴及摇篮式双直驱AC转台，通过C轴的高速旋转配合车铣电主轴实现车削功能。这是产品模块化设计的一个拓展产品。

宝鸡机床CX516是一款高效立式车铣复合中心，机床具有两个直线轴和一个回转轴，三轴联动，内置车削电主轴，配合32工位刀库，车、铣功能均衡，可用于盘套类零件的精密、高效车铣复合加工，广泛应用于电子、船舶、汽车、高铁、医疗器械、模具、IT等制造业。机床可配备在线检测、高压断屑等功能，可进行单机加工或多机联线，实现无人化操作。

（三）柔性自动化产线

CIMT2021展会的自动化生产线展品，无论是技术水平还是应用领域都有新的进展。在技术水平方面，工艺、工序、物流和信息流的集成度，控制水平、生产节拍和效率，工序能力指数、可靠性等方面都有明显提高。自动线根本目标是为用户提供解决方案，需要深入研究用户产品加工工艺，实现一条龙服务。

哈斯公司的车削中心自动上料机APL，用于圆盘类和轴类零件的上下料，实现车削中心的自动化加工，可提高加工效率。APL 可直接通过车削中心控制装置编程，并可通过HaasAPL 接口设置，指导操作人员通过必要步骤快速编程APL。

陕西诺贝特展出的全自动带桁架数控车床XKNC50GL，在排刀车XKNC50上搭载自动上下料机械手和自动排料器装置，提高小型盘套类零件的加工效率。

宁波伟立机器人携机加工柔性生产解决方案亮相CIMT2021。3S-L系列柔性智能测量工作站，采用伟立自主研发的控制系统，打通并集成协作机器人、CNC机床的数控系统，是生产计划（管理）和自动化（执行）的有机组合，同时具有超高的协作性和安全性。配置抽屉式装载系统，与机床通讯实现快速链接，通过引导式任务设置，简单操作软件即可实现连续自动化作业。与测量机紧凑设计，一站完成检测，实现多品种工件的自动上下料、自动测量、自动分拣、测量数据存储和管理等功能。在不区分批量大小的情况下，为客户实现降本增效，并提升产品品质。

三、本届展会的两大亮点

通过主办方对展会的前期预热宣传，了解到本届展会的展品呈现出六大看点：数字化应用工具竞相争辉、互联互通标准推进智能制造携同发展、自动化与复合集成技术助推制造效率提升、智能技术引领高档数控机床未来发展方向、专精特产品展示细分市场服务能力、增材制造开拓制造技术模式。而笔者通过现场参观认为，五轴技术和智能化的快速发展是本届展会的两大突出亮点。

1．国产车铣五轴复合加工中心有了长足发展

随着用户需求向更高层次发展，要求机床向高效、高精、高可靠性方向发展。从本届展会的主流展品看，五轴复合是一大亮点。境内主流机床企业都推出了五轴联动机床产品，结构形式各异，并各有特点。产品性能趋于稳定，这一趋势必将加速推动国产五轴联动机床的发展进步和应用普及。

从五轴产品中立式五轴、卧式五轴、龙门五轴等产品的大量推出，且结构形式也与以往展会有所不同，可以看出不论是机床制造厂家、还是机床使用厂家，整体都在提升。

2．智能技术成为市场竞争新的制高点

在本届展会上集中展出了大量机床联机智能数控系统，可以实现单机加工监控和车间多机联控及加工程序自动下发等功能。智能机床则是实现智能制造的基础。纵观本届展会展品，行业主流企业的产品均不同程度展示着智能技术的各种应用。展会现场，来自30多家参展商的96台机床通过NC-Link协议接入和采集数据，并进行了演示。华中数控的华中9型智能数控系统、马扎克的数字孪生（DIGITALTWIN）和人工智能（AI）等金属加工领域的智能化转型愈发成为展会的主流。日本企业如大隈、马扎克等，已经进入实用阶段，境内宝鸡机床有智能系统“宝鸡云”，华中数控、广数、沈阳机床数控系统等也有提供类似功能，已形成广泛应用态势。中国机床工具工业协会牵头制定的NC-Link标准的实施，使各种设备互联互通成为现实。

四、境内外车床展品对比及一点感悟

通过对近几届CIMT国际机床展会的参观学习，不但看到中国机床行业的发展，也看到了与境外顶级制造商之间的差距。境内品牌机床在设计、制造、使用等方面逐年有所提高，但与境外高端机床特别是德国、日本等工业发达国家知名品牌相比，差距依然很大。

第一，机床的外观设计。国产机床方面，例如通用技术集团、精雕、海天等企业展品，机床外观有了很大进步，从外观的色调搭配、防护表面细节到机床的结构布局，都有很大提升。但与境外知名品牌相比，还存在着不同程度的差距。境内机床的外观还以满足防护功能为主，在机床美学、人机工程方面还有提升空间。

第二，机床的可靠性和稳定性。通过展会现场走访了解到，除了因为机床设计制造技术问题导致的基础精度差距外，境外知名品牌机床在长期使用后的精度保持性较好，故障率也较低。从车床行业来说，境内五轴车铣加工中心经过几年的发展已经有了长足进步，各项功能都在追赶国外先进水平，但在实现单个功能、指标后，集成的机床稳定性及可靠性还需要进一步提高。当然，这是一个需要通过大量使用、不断迭代的过程，无法一蹴而就，还需要机床行业和广大用户之间的共同努力。

第三，机床的综合性能。机床的各个部件对机床综合性能都有着很大的影响。整体结构布局：由于国内机床制造起步较晚，受制于工艺及加工的限制，还有很大的进步空间。现阶段各机床企业结构改进力度加大，本次展会有多台车床采用了新结构、新工艺来不断完善自己的技术。床身及铸件：国内有些车床缺少足够的高刚性设计和足够的时效及热处理，导致床身的稳定性和刚性不足。数控系统及自动化的应用：本届展会展现出了机床未来的发展方向，一个是机床的互联互通，还有就是智能化技术在机床上的广泛应用。两个发展方向都是基于强大的软件实力。国内的数控机床互联通讯协议标准NC-Link已经在贯彻实施中，有了明确的发展方向。

应该说，通过对这几届CIMT展的展品对比，我们看到了中国机床行业的希望。

随着机床工业不断向高质量发展，以用户为中心的理念愈发深入。机床行业从以用户为中心求生存，逐步转变为以用户为中心求发展。展会上众多产品都不同程度地体现了以客户为中心的设计理念，人机交互界面更加顺畅，机床操作更加便捷。面对激烈的市场竞争，我们还要继续加快技术创新，不断研发满足市场需求的新产品。

同时我们也深深感到，我们与境外顶级制造商在高端机床核心部件方面的差距更大。高端机床所用的线轨、丝杠等功能部件，以及轴承、动力刀架、测头等仍需大量进口。有些机床功能部件虽然国内能够生产，但精度、质量及稳定性还不能完全满足高端机床发展的需要。

雄关漫道真如铁。中国高端数控机床发展之路还很漫长，需要业界不断努力。

注：本文章转自中国机床工具工业协会cmtba公众号，最终解释权归原作者所有。