CIMT2025展品評述 | 部分刀庫展品調研情況

　　【機床商務網欄目 展會快報】【編者按】CIMT2025(第十九屆中國國際機床展覽會)于4月21-26日在北京隆重舉辦。展會之后，主辦方中國機床工具工業協會收到來自協會分會的展品評述文章，現部分編發供業界參考。文章觀點僅代表作者本人。
 

　　在CIMT2025展會，來自全球業界的制造商、采購商、經銷商、行業組織、專業機構和新聞媒體等代表齊聚一堂，共同見證盛況。本文簡述部分刀庫展品的調研情況。
 

　　一、部分展商及展品概況
 

　　筆者調研的境內外機床刀庫展商主要有：岡田智能(江蘇)股份有限公司、德大機械股份有限公司、臻賞工業股份有限公司、方冠數控科技有限公司、德杰機械有限公司、吉輔企業有限公司。展品方面，岡田主要展出平置刀庫、液壓式刀庫、非標定制；德大主要展出了平置刀庫；臻賞主要展出平置刀庫、鏈條式刀庫；方冠主要展出平置刀庫、鏈條式刀庫；德杰主要展出平置刀庫、圓盤刀庫、鏈條式刀庫；吉輔主要展出液壓式刀庫。刀庫展品以平置刀庫為主，主要用于立式五軸機床。液壓刀庫對技術、工藝要求較高，只有岡田、吉輔兩個展商有展出。
 

　　二、境內外機床刀庫展品概況
 

　　1．境內機床刀庫展品
 

　　機床刀庫主要是通過計算機程序控制完成機床的換刀動作。刀庫主要部件為刀倉(儲刀)、機械手及驅動裝置。其品種類型主要分為斗笠式刀庫、盤式刀庫、鏈式刀庫以及矩陣式刀庫4種形式。
 

　　在機床刀庫的性能方面，業界普遍認為弧面凸輪具有良好的動態特性，可以在高速工作狀態下實現傳動精度平穩、傳動速度較高、換刀時間較短。但是弧面凸輪對加工精度的要求較高，其制造難度較大，生產成本也較高。近年來，隨著數控機床加工精度的日益提高，弧面凸輪加工的難度也在降低，帶弧面凸輪滾子式自動換刀裝置的機床刀庫系統已成為主流產品。
 

　　目前，機床刀庫的主要提升方向是傳動系統的精度保持性。如弧面凸輪滾子機構，由于弧面凸輪磨損，導致弧面凸輪槽的形狀發生變化，將會降低傳動精度，且無法修復被磨損的凸輪。換刀時間也是機床刀庫品質優劣的一項指標，與之直接相關的因素就是檢測及翻刀等裝置的靈敏度，倒刀裝置驅動氣缸的運行速度會影響機械手的動作時間。刀庫驅動裝置分為倒刀裝置的驅動裝置、刀庫機械手的驅動裝置及儲刀倉傳動機構的驅動裝置。驅動形式主要分為氣壓驅動、液壓驅動、機械-液壓式聯動驅動3種類型。
 

　　隨著數控技術的發展，數控機床向著高速、高精、復合功能方向發展，必然會對機床刀庫提出更高的要求。未來的刀庫系統需要儲存更多的刀具，具有更加快速的換刀速度，換刀定位精度更高，且需結構緊湊并與機床床身融為一體。因此，帶弧面凸輪滾子式的鏈式刀庫和矩陣式刀庫以其刀具容量大、換刀迅速、換刀精度高、結構緊湊等特點，成為未來發展的主流方向。
 

　　2．境外高端機床刀庫
 

　　高端刀庫方面，境外有很多機床企業為滿足自我配套的需要，自行研制刀庫產品，如德馬吉森精機、馬扎克、哈斯等。也有很多專業刀庫制造企業，如西班牙SIDEPALSA、德國KTC、我國中國臺灣地區的吉輔和德大公司等，擁有20年以上的生產經驗，其產品代表著當今機床刀庫的先進水平，主要指標如：刀庫容刀數量24把至200把，抓刀重量達30kg以上，換刀時間在5s以下，刀庫容重可達2.5t，穩定換刀次數可達200萬次。這些刀庫廣泛配套應用于立臥式加工中心，其精度、穩定性、可靠性等都較好。
 

　　目前，高端機床刀庫產品的換刀機構主要形式為油壓式、齒條式、油壓齒條式、伺服電機式、凸輪式等。大型高端機床刀庫儲刀部分的結構形式主要有整體式刀倉、矩陣式刀倉疊加結構、刀具倉庫式刀倉結構等，刀具容量多，穩定性好。
 

　　高端刀庫產品作為機床的核心功能部件，隨著機床性能的提升和發展趨勢的變化，刀庫也要適應其發展而改進提升。
 

　　高速度、高精度：數控裝置高速處理輸入的指令，在計算出電機轉動量的同時要求電機快速反應。
 

　　柔性化：適應市場及產品迅速更新需求，柔性化已成為機床發展的主流趨勢，刀庫要適應機床柔性化發展而不斷提升。
 

　　智能化、復合化：隨著人工智能的發展，為適應制造業的自動化、柔性化生產需要，智能化已成為加工中心等裝備的主流方向，同時要關注工序復合化和功能復合化。
 

　　高性價比：采用類似于通用化部件、較高性價比組件，以新技術去除無效功能等措施，機床整體造價在降低，但性能不降。較高性價比也是產品開發的重要戰略思想。
 

　　網絡化：機床網絡化對于高端機床刀庫是一個創新考驗。它將在很大程度上滿足生產線對信息集成的需求，成為實現信息化和智能化制造模式的基礎單元。
 

　　三、發展建議
 

　　經過多年發展，境內機床刀庫技術水平已經實現很大的提升，但是在最大容刀量、容刀重量以及換刀時間等方面與國際領先水平還存在差距，這也是境內刀庫產品的努力方向。通過調研，對機床刀庫產品及企業提出以下發展建議。個人觀點，歡迎業界交流探討。
 

　　1．專業人才培養方面：企業內部實施科學的選拔制度，鼓勵優秀技術人才脫穎而出；實施動態的管理制度，促進創新團隊質量的提高；實施合理的激勵機制，激發高層次技術人才的工作積極性；實施科學合理的培養機制，構筑高層次技術人才發展通道。
 

　　2．共性技術研究方面：(1)加強正向設計理論研究：對大量不同類型的刀庫產品進行檢測與反向設計分析，確認不同結構功能與作用，利用仿真技術進行分析。并根據仿制產品的性能測試驗證，總結正向設計理論。(2)關鍵零件制造技術：針對零件要求建立新的加工制造技術標準，確認加工工藝。在試生產過程中及時反饋與修正。(3)關鍵零件檢測技術：根據設計理論確認關鍵尺寸的允差范圍，形成檢測標準。(4)實驗技術：機床刀庫產品實際的性能指標與可靠性最終都會通過各種特定實驗，以批量數據的形式呈現，作為指導后續設計、加工、檢測方案改良的依據。其實驗方案的制定及實驗設備的選用均需根據設計方案進行專門定制。
 

　　3．企業健康發展及公平競爭：(1)建議機床刀庫產品企業提升自身專利保護意識，以確保更好地掌握核心技術、提升刀庫產品質量。(2)境內外行業協會間加強合作，便于境內外機床刀庫企業間開展國際交流與合作。(3)規范市場秩序：相關機構及行業組織加強倡導企業健康行為規范，促進企業間公平競爭。
 

　　來源：協會附件分會(岡田智能 朱建國)