CCMT2024展会看点 | 制造技术发展趋势暨CCMT2024展会看点（上）
- 2024-03-06 13:18:074868
编者按：CCMT2024(第十三届中国数控机床展览会)将于2024年4月8-12日在上海浦东 上海新国际博览中心举办。本届展会展出面积20万平方米，是迄今为止中国境内最大规模的机床工具专业盛会。主办方组织了大量宣传文章供业界预先了解展会概况。更多精彩还需您亲历展会、亲身品鉴。
本届展会展出面积20万平方米，创国内机床工具展览会规模之最，使用了上海新国际博览中心全部17个展馆。来自全球25个国家和地区的近2000家机床工具企业将在CCMT2024展会上同台竞技，境内外知名企业将闪亮登场，不胜枚举。本届展会规模大，展品技术先进，技术讲座、交流会、论坛等配套活动丰富多样。
展会主题“聚焦——数字•互联•智造”，反映了当今世界制造业变革的方向，贴合机床工具行业技术发展趋势。境内外参展商围绕展会主题组织众多精彩展品，展示机床工具行业在数字化、互联互通、智能制造、高效加工方面所取得的最新成果，为境内外观众带来一场高技术含量的行业盛会。
本文基于展商提供的部分展品，梳理汇总了本届展会六大看点，供广大观众观展参考。
一、数字化解决方案日趋成熟
数字化技术能够显著降低制造成本，提高生产力和安全性，是制造业发展的必然选择。机床工具企业致力于研发数字技术产品，各种数字化解决方案日趋成熟，产品设计、加工工艺与仿真、生产过程、生产管理、车间(工厂)管理数字化解决方案层出不穷，成为近年来发展最快的技术。
1.数字化设计和数字化工艺与仿真
数字化设计能够在虚拟的环境中实现从产品设计、零件制造、整机装配到试验的全过程数字化建模、仿真，实现数据驱动的产品开发与技术创新，提高设计效率，缩短开发周期，提高产品研制成功率。
数字化工艺与仿真能够高效地完成从产品设计到生产制造的各项准备工作，自动编写NC程序，并能结合具体加工设备进行仿真，对加工程序进行验证和优化，保障加工工艺的可行性和安全性，提升加工效率，避免发生干涉和撞机等事故。
MasterCAM、Openmind、Cimtron、苏州千机等知名软件企业将展示他们在产品设计、加工工艺与仿真方面的数字化解决方案。
MasterCAM包括设计、实体建模、2D/3D 铣削、车削、车铣复合、线切割、木工、雕刻、多轴加工等多个模块，集二维绘图、三维造型、曲面设计、数控编程、刀具路径模拟等多种功能于一身，具有强劲的曲面粗加工以及灵活的曲面精加工能力，400多种后置处理文件以匹配各种类型的数控系统。CCMT2024期间，MasterCAM将展示他们的最新版本，分享MasterCam2024的新功能。
Cimtron是工模具制造行业应用最广泛的CAD/CAM集成式专业工模具解决方案之一，用于型腔模具设计与制造、冲压模具设计与制造、电极设计与制造、数控编程等模块，涵盖了工模具制造的全过程——从报价计划到模具设计、工程变更，以及数控编程。为型腔模具、冲压模具、电极设计等提供丰富的数字化解决方案。
Openmind的Hyperrmill是一款CAD/CAM集成化软件，提供从2.5轴到5轴的系列模块，具有自动干涉检查、独立五轴联动、动态变化刀轴等功能，编程功能简单易用，能够轻松地完成五轴加工的编程，可靠而高效地制造要求严苛的零件，并使所有曲面都具有完美的质量。Hypermill还针对多叶片几何构型的转子和定子产品加工提供特殊的策略。
苏州千机智能技术的千机CAM，包括涡轮类零件数控编程、通用数控编程、特征编程、特征测量与评价、几何自适应加工、叶片补偿加工、PCD刀具激光加工等多个专业CAM工具，为制造行业提供2-5轴加工零件的精密、高效、低成本数控加工工艺解决方案。
2. 数字化生产过程
数字化生产过程，能够实时监控生产设备的运行状态或生产线的生产情况，实现生产过程的可视化监控和故障报警，加工设备的健康状态以及预防性维护保养，优化生产过程中的问题，提高生产率，降低成本，提高产品质量和稳定性，提高生产安全性。
数字化生产过程也是机床企业研究较为集中的领域。机床企业可以利用设备生产商的优势，可以将生产过程数字化的功能模块集成在设备中，为用户提供相应的数字化解决方案。
格劳博机床(中国)有限公司的GROB-NET4Industry数字化制造解决方案，是GROB公司数十年的机床制造经验与IT技术高度融合的产物，其模块化应用程序能够将企业各要素进行优化整合，提供从生产规划、复杂编程、复杂工件加工工艺仿真、设备监控与分析、加工过程可视化到维修保养的全方位数字化解决方案。
EMAG的EDNA数字化系统，包括 EDNA Edge Cloud、EDNA Visualize、EDNA Health Check、EDNA IoT Ready等4个模块，实现机床状态监控和预测性维护保养，生产流程的可视化，以及机床数据的收集、处理和分析，帮助客户快速实现数字化生产。
Heller公司的Heller4Industry由Heller4Operation、Heller4Services、Heller4Performance三个模块构成。其中Heller4Operation为用户操作界面，采用触摸屏操作，实现快捷、稳定而简便的操作。Heller4Services汇总了Heller的数字化服务，通过可视化显示机床状态的特定信息，如运动轴、主轴或其他组件的状态显示来确定磨损状态，引入预防计划外停机的措施，减少机床故障时间。 Heller4Performance工艺流程和性能优化分析，将实时数据同步传输至互联网并通过外部云平台进行评估和展示。
Hermle公司的数字化解决方案由Digital Production、Digital Operation及Digital Service模块组成，为客户提供智能订单管理及透明生产流程、智能机床调节、无纸化制造、完善技术周期和远程或预防性维护数字化服务。如订单智能管理(HACS)能够预先计算运行时间及刀具使用，直观分配数控程序；中央监控工具(HIMS)可监视机床实时状态，机床历史状态评估；刀具管理(HOTS、HTMC)可获取刀库中的刀具几何尺寸，优化刀库占用情况。
Vollmer的数字化解决方案V@dison，包含了V@screen、V@check、V@boost、V@guide四个模块，分别用于展现机床设备的参数和状态；分析和优化加工工艺；提升机床加工特定工件的性能；获取优化的加工工艺，提供预防性维护建议，预防故障发生。
友机技术的UJ-PMS智能加工过程监控系统，通过智慧感知、特征提取与数据分析，对每把刀具的加工功率曲线进行学习、生成边界，加以实时监控，在发生加工异常(如断刀、崩刃、过度磨损等常见刀具故障，工件刀具缺失、空加工、重复加工、装夹错误等常见加工问题)时，系统立即通过提醒、报警和停机等方式自动干预加工过程，从而防止刀具损坏、批量废品、返工及机床损坏等。
苏州益耕科技有限公司的ELM设备全生命周期管理系统，能够实现企业生产设备全寿命周期系统化管理，包括基础数据、设备点检、设备维修、知识库、设备看板、报表分析等功能，实现了设备台账信息化、维护保养流程化、故障提报自动化、维修方案最优化、运行状况可视化、生产报表无纸化。其自主研发的MDC生产数据采集系统集成了标准的OPC UA Server服务、MQTT Client，支持对外的接口开放，与第三方云平台的系统对接，可适配15种、75个型号的主流数控系统。采集数据包括运行数据、工艺数据、健康数据、生产数据、基础数据、刀具数据、程序数据等。
深圳吉兰丁智能科技有限公司的数据应用解决方案，实时采集制造过程中机床设备、刀具、加工件品质等核心关键数据，并基于数据进行建模形成相应的控制软件，实时反馈调整，对加工参数进行优化，从而提升加工效率和加工质量，降低生产成本。
西门子公司的Xcelerator是一个开放式数字化业务平台，全面集成了西门子的工业软件、服务和应用开发平台，能够帮助工业、建筑、电网、交通运输等领域的不同规模企业轻松、快捷、可扩展地实现数字化转型。西门子的Xcelerator布置在云端，既是一个开放的数字化业务平台，也是数字化服务。
Xcelerator机床制造业产品、服务、解决方案，能够提供机床设计数字化、加工工艺数字化、生产过程数字化服务，从而帮助客户大幅缩短新产品研发设计、调试时间；提升加工效率、质量和精度，降低加工成本和风险；优化生产流程、降本增效、实现绿色低碳可持续性发展。
3. 数字化生产管理
数字化生产管理通过管理系统实现生产计划管理、生产排程管理、生产执行管理、设备管理、供应链管理和数据分析报告，帮助企业实现生产过程自动化、可视化和可控化，掌握生产进度，提高生产效率，降低生产成本。
武汉益模科技股份有限公司的益模模具智能制造系统能够实现模具制造从接订单到交货的全流程数字化管理，实现模具设计、加工编程、供应链、加工自动化、AGV小车、物联网(IoT)、仓库管理系统(WMS)等深度融合，信息互联互通，实现模具智能制造。特别适合模具单件、小批量、多品种等制造型企业。
4. 数字化车间（工厂）
数字化车间(工厂)是在数字化设计、数字化工艺、数字化生产、数字化管理的基础上，在生产管理过程中对信息系统实现数据集成、分析，在产品制造过程实现可视化管理，使信息能够贯穿于设计、制造、质量、物流等环节，实现产品的全生命周期管理，缩短产品研发周期，降低运营成本，提高产品质量，提高生产效率，适应快速响应市场定制化凸显的需求，提升企业竞争力。
数字化车间(工厂)是数字化技术的主要目标，也是实现智能化制造的基础。
交大智邦通过数字化微缩工厂来展示其在研发、制造、供应链、销售以及售后运维等全业务链的数字化运营模式。这个微缩工厂与实际工厂采用了统一的数据源驱动，具有模块化、可编程、可重构的特点，融合了产品工艺一体化研发设计、智能分拣、复杂部件加工、AGV智能调度、脉动式生产线、数字孪生、智能生产管控、故障运维等先进制造技术。
沈阳中科数控技术的数字化车间管控平台，主要包括异构多源设备互联互通平台、数字孪生虚拟可视化管控平台、大数据平台、能耗监控平台、智能视频监控平台，能够实现车间多种异构多源设备的联网与实时数据采集监控，构建数字孪生模型，实现车间及设备的使用效率与故障、任务、工时、能耗、人员等OEE数据的统计与分析，以数据可视方式，使设备的实时信息与生产对象、排产计划和生产任务形成关联，达到管理直观、操作方面、提升车间生产管控与制造效率、实现以数据驱动生产的智能制造新模式。
Okuma的数字化工厂(OKUMA Smart Factory)由Smart Manufacturing(智能化制造)和Smart Machines(智能化机床)构成，通过Connect Plan连接。Smart Manufacturing负责制定作业计划、编写加工程序、管理工厂运行。按照确定时间生产所需产品的机制，最大限度地发挥工厂的制造能力，实现多品种、短交货期、灵活应对市场变化、高效率的生产。Smart Manufacturing通过供应链管理(SCM)向制造链下发作业计划，可视化监控管理工厂运行以及加工设备状态；通过工程链管理(ECM)向制造链下发加工信息。
MAZAK的SPS(Smooth Process Support)智能化工厂管理系统将信息技术用于产品设计、制造以及管理等全生命周期中，使得工艺、程序、计划等生产准备提前展开。作业人员只需要读懂信息，配合机床即可完成任务，达到提高制造效率和质量，降低制造成本，实现快速响应市场的目的。
SPS智能化工厂管理系统包含Smooth CAM RS(编程管理)、Smooth Scheduler(日程管理)、Smooth Tool Management(刀具管理)、Smooth Monitor(监控管理)、Smooth PMC(FMS管理软件)等模块组成。其中，Smooth CAM RS可以将客户的3D-CAD图纸转化为生产所需的加工程序，提高编程效率和编程准确性，同时还可以对加工程序进行分析和优化，以助于加工问题的早期解决。Smooth Scheduler可以提取Smooth编程软件中程序的加工工时，然后根据每台设备的产能及订单紧急程度进行自动排产，计算准确的订单完成时间，将准确的生产计划、加工程序及工艺、作业指示等信息下发给机床，作业人员只需按照机床提供的信息即可轻松完成生产工作。Smooth Tool Management用来检查每台设备的刀库状态，提前配置生产所用的刀具，并对刀具寿命进行监控。Smooth Monitor对机床的运转信息、开动状态、维护情况，进行实时管理和数据采集分析；无论管理者身在何处，都可以通过软件查看机床信息，掌握生产计划的真实执行情况，从而发现生产过程中存在的问题，有针对性的进行解决。这样，就可以充分激发设备潜能，提高生产效率。
二、自动化技术应用广泛
自动化旨在显著提高生产设备的可用性和灵活性，提高生产效率，并弥补熟练工人的短缺。智能制造需要高度自动化的技术与装备做支撑。棒料上料机、桁架机械手、柔性机器人、机器人单元、托盘库，以及机床内置上下料机构等自动化解决方案各具特色，适用不同的应用场景，实现单机自动化、柔性制造，组建自动生产线等。
EMAG的倒立车的单机自动化程度高，这次展会展出的VT200双刀架轴类立式车床，集成了带工件架的链式输送带，通过集成在两个刀塔上的机械手从工件传输带上抓取毛坯件，并垂直送入车床中，完成加工后，通过另一个刀架上的机械手将工件取出，实现单机自动化上下料。
桁架自动上下料机械手结构简单，刚性好，承载能力大；运动自由度少，易于控制，编程简单；占地空间小，性价比高。
聊城鑫泰机床展出的自动化一体机，江苏特贝尔的高速外圆磨床TS151A-Rh，集成了桁架机械手实现自动上下料，适用于批量化加工。
机器人自动化上下料装置通用性好，通过更换手抓能够适应不同类型的工件，机械手运动轨迹可示教编程改变，柔性好，适合各种机床的自动上下料，适应性好。
南通麦斯铁的自动折弯机器人工作站MB11032R90，将折弯机和机器人两种设备合二为一，实现了拆垛、上料、折弯跟随、码垛等自动折弯功能。通过TCP/IP的方式互联互通，麦斯铁机器人可以控制折弯机，使自动折弯的操作更加简便和自如。
GROB将首次在国内展出他们的紧凑型机器人单元GRC-R12，配合五轴联动加工中心G150。机器人单元GRC-R12设计紧凑，易于运输和快速调试，能够根据需要，在机器人单元中布置夹具库、工件库。机器人自动更换夹具或工件。可参数化的工件几何形状确保了较短的上料调试时间。抽屉式工件库可以实现更长时间的无人化生产，并为工件或夹具的自动换装提供紧凑的解决方案。
宁波伟立的3S-W柔性智能工作站，配置有多层的单机立体货架，可动态储存物料箱、托盘、虎钳、工作台、抓手等，通过高智能柔性制造软件，将智能排产、仓储管理及自动化控制为一体，具备动态规划及柔性配置能力，为长时间无人值守加工提供支持。
HAAS将演示多种自动化解决方案，有单机托盘库Pallet Pool、机器人单元以及自动上料机。
立式加工中心VF-2SSYT配合3+1多托盘自动化解决方案，适用于大批量生产运行或高混合率/小批量加工。托盘尺寸914mm×457mm，可根据优先级和排序要求单独安排，首先加工高优先级工件或较常用工件。加工完成的托盘自动返回到存放位置，或者依次排列到受保护的操作人员工位，以便立即接受卸载和重新装载，从而实现“熄灯”生产。
HAAS的机器人单元为一台即插即用的机器人，可通过机床的控制系统进行编程和控制，有7kg、25kg、50kg三种规格。在展会上将展出7kg的机器人单元，配合立式加工中心VF-2SS-V以及数控车床ST-10Y进行演示。
自动上料机(APL)搭配ST-20Y车削中心，演示实现自动化生产并提高生产力最简单和经济的解决方案。自动上料机可装夹不超过147mm×127mm×4.5kg的工件。
托盘库自动上下料装置易于扩展，可连接多台加工设备，灵活应对不同制造方式和产量需求，实现加工设备24h连续加工；柔性强，通过动态的生产排程，在不增加额外成本的条件下，插入紧急生产任务。托盘库与单台机床设备连接可构建柔性制造单元，与多台机床设备连接，构建成柔性自动生产线。
通用技术的柔性制造单元DFU284+MDH50，由卧式加工中心MDH50搭配10工位托盘库、托盘交换装置、装卸料工作站以及单元控制系统组成。适合多品种、小批量工件的加工。
力鼎智能SRM-FMS柔性制造单元，主要由堆垛机、托盘库、装载站、机床、柔性控制系统等组成，通过动态的生产排程、柔性灵活的工艺配置，使固定的机床设备变柔性变灵活，能够加工不同品种的工件、适配多种多样的生产场景。柔性制造单元控制系统YDCMES-FMS具有柔性配置、动态控制、生产监控、三维仿真、异常处理等功能，实现黑灯工厂生产。
MAZAK的Palletech模块化托盘柔性线，托盘数量可根据需要进行增减，可灵活应对不同制造方式和产量的需求。本次与HCN-5000L搭配展出的PHS500Q+12P，有12个托盘库。托盘柔性线包含整线独立工作所必须的硬件和软件，工件装夹方便快捷。通过FMS控制中心与工厂网络连接，可实现24小时连续加工，并且可以在不增加额外成本的前提下，打断既定生成任务安排，插入紧急任务。
工业机器人具有可重复编程、拟人化、通用性强的特点，近年来快速发展，应用领域不断扩大。协作机器人就是机器人与人可以在生产线上协同作战，充分发挥机器人的效率及人类的智慧，具有生产效率高、安全性高、编程简单、操作简便、应用灵活等优点，消除了人机协作的障碍，让机器人彻底摆脱护栏或围笼的束缚。因此，协作机器人成为了自动化解决方案的一个新的方向。
里工高寻复合机器人融合AGV小车和协作机器人特点，能够轻松完成物体搬运、抓取、装配、设备操控等任务，可广泛应用于柔性智能制造、实验检测、巡检、物料分拣等多种应用场景。
广州数控的GSK RH系列高性能中空机器人，搭配其GSK MDC-500P全数字高端焊机，融合先进的焊接工艺技术和机器人控制技术，有效解决1.0mm以下的薄板和超薄板MIG/MAG焊接工艺存在热输入量大、变形严重、焊接飞溅等焊接问题。可适用碳钢、不锈钢、NiCrMo、铜合金等材料电弧增材应用。
库卡工业机器人系列品种齐全，能够针对不同的应用场景提供合适的工业机器人以及自动化解决方案。其KR QUANTEC nano机器人结构紧凑而轻巧，干扰轮廓非常小，因此不需要重量平衡，可在在狭窄的空间内实现更大的性能和几近完美的可接近性，有效负载120kg-180kg，特别适合用于点焊并能以更低的投资成本带来更好的工艺结果；KR AGILUS使用内置的拖链系统和KUKA的控制技术，可以在狭小空间内实现较高的精度。具有Safe-Robot 功能，适用于净室、有爆炸危险的区域应用场合，有效载荷6-11kg；KR FORTEC-2 ultra重载机器人专为快速精确处理重型和大型工件而设计开发的，有效载荷480kg-800kg，可以在紧凑的空间内保持优异性能；KR CYBERTECH 系列下的高性能多功能机器人结构紧凑，干扰轮廓小，速度快，专门用于搬运：搬运大型工件、加工、装配、码垛和保护气体焊接。有效载荷8-22kg。
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作者：符祚钢(协会市场部)