中國機牀走到哪裏了 CIMT機牀展回顧_風聞

作者：林雪萍

中國最大的CIMT機牀展熱鬧了一週，大家憋足了三年的勁頭得以釋放。現場走了兩天，對中國機牀當前的進展，做了一個走馬觀花的評價。對於未能親自走訪的展品，抱歉未能論述其中。

亞微米時代

中國機牀的高精度主張正在主戰場上亮出牌。很多企業亮出了精度為微米（1μ）的機牀，甚至提出了亞微米加工。

北京精雕機牀在高端模具加工已經有了很大進展。它所提倡的“0.1微米的進給，1微米的精度”代表了中國機牀行業的一個高度。輸入命令很簡單，但是當伺服電機啓動了1微米驅動力的時候，不代表刀具真的能夠切下1微米。這需要非常精細的驅動力，這就是0.1微米的進給所給人的震撼。

來自上海阿帕斯的機牀其實也是機牀新兵，但卻胃口不小。脱胎於全球三大直線電機的上海阿帕斯，幾年前進入五軸加工中心，一開始就直接挑戰微米加工。直線電機甩開了傳統的導軌和絲槓，使得機械傳動轉向電氣驅動，這讓機牀更容易保持很好的穩定性。阿帕斯相信，中國五軸機牀的最大機會就在於直驅電機。它無需絲槓導軌，無需傳動磨損，就可以形成非常穩定的加工精度。五軸直驅在發展了30年之後，終於快要成為數控機牀的主流技術。而為了穩固這種地位，阿帕斯非常重視員工的知識傳承。它跟外部的大學合作，設立了阿帕斯學院，每個員工要修一定學分才能順利過關。

位於崑山的華辰精密，打出了“中國亞μ磨削技術的開創者”的旗號。它的磨削產品在航空航天、工程機械等領域，已經得到了廣泛應用。而對於製造，也採用了柔性自動化解決方案，並且採用了15噸托盤的大噸位交付系統。

浙江海德曼，也在宣稱是微米級，它也積極向自制零部件進軍。包括直驅電主軸、伺服液壓刀塔等。與此同時，也將國際標準從嚴處理。精度標準是在ISO的基礎之上，繼續壓縮50-80%作為企業標準。對於一個優秀企業而言，國際標準只是一個及格線，還遠遠不夠用。

江蘇博谷智能的創始人居然是90後，也生猛挺進車牀領域。博谷的超精密卧式硬車牀，也是1個微米的精度。這都是國外禁運產品。而年輕人則無所畏懼，挺胸進入“以車代銑”、超精密可以達到0.2μ的亞微米，真是後生可畏。

到處都是微米級加工的挑戰。這是一個精度時代的好開頭。

柔性島，最小單元、最柔產線

馬紮克的現場，提供了觀摩全球機牀巨頭設計理念的最好機會，它的柔性製造島是一個關鍵亮點。這種製造是介於標準機牀和大規模流水線之間的一種形式，集成了料倉、刀庫、裝卸台等。國際上這方面做的比較好的是芬蘭的法斯頓Fastems，現場沒有看到。而在國內這方面對標最好的是寧波偉立機器人公司，這家企業同樣採用了柔性製造的理念。

簡單説，柔性製造島其實不是一種裝備，而是一種理念。在這裏，每個零部件都進行了最大的優化，例如托盤的標準化是一個亮點。這個不起眼的托盤，實際上對於柔性島起到巨大的支撐作用。只有將機器人、桁架、托盤標準化和軟件都集成在一起，才構成了一個產線自動化的硬實力。這些精妙的機牀，如果自動化產線做不好，會被 “慢性子機器隊友”拖死累死。一台機牀的等待時間，往往是首件準備時間長。而首件準備時間50%由刀具造成，30%由夾具造成。因此，減少首件切換時間，減少工序等待意義重大。既要做好單機效率，也要做好 “無時間差的機器聯動”，才能迎來柔性自動化的春天。

而新的需求，正在湧來。當特斯拉的一體化壓鑄，正在普及的時候，也會帶來一站式工位島的新機會。要實現零庫存，柔性島是很重要的一種方式。在歐洲，意大利企業如何抵消昂貴的勞動力，那就是要通過這種柔性產線，即使在下班之後，機器依然在自行工作：柔性島的料件自動供給是關鍵的一點。

數字化工藝，洞察機牀黑洞

正向設計的理念正在普及。質量是造出來的，這種落後的理念依然在機牀界有市場。應該説，質量是設計出來的。這本來是汽車行業的共識。這並非高端理念，也絕非汽車行業專屬。但是到了機牀行業，似乎反而成為一種降維打擊。任何一種產業，最怕的就是低端的工業化思維。

機牀設計也有國家的風格。德國的風格是正向設計，這需要堅實的基礎知識和理論體系做支撐。而日本的風格是持續改善和快速反覆迭代，這需要嚴謹認真的工作習慣和精益求精的職業精神。二者現在基本也是殊途同歸。

與此同時是，所有環節都要建立測量手段。一切以數據為導向而形成閉環。日本一向以工藝傳承為傳統。這是一個很好的做法，但中國在延續繼承的同時，也要加大數據驅動的力量，從而可以縮短部分差距。

現場看到一家深圳吉蘭丁的機牀數字化工藝，深以為然。它將機牀的靜態、動態特性和熱應力特性，全部做出了數據庫，並且實時監控起來，甚至做到反向的自適應控制。吉蘭丁強調了兩點：一個是正向設計，要讓設計師心中有數；第二點是機牀的實時智能控制，這是一個“雙環最優”的概念：A環是採用正向設計，知識重用；而B環則是實時優化，智能監控。它的“天機算”系統就是充分利用機牀的各種數據，形成一種心電圖式的毫秒級診斷。它從子彈時間的角度，監控了刀具的每一刻變化。這給了人們理解機牀加工過程中那些數據隱藏的奧秘。天機算，可以看做是“天機可泄露，兩算知天命”。天機就是機器的數據黑洞，難以洞察的秘密都發生在其中，而“正向設計和實時優化“則是它的“兩算”核心技術。這種“實時深度工藝庫”，對中國機牀會有一個很大的提升，單純靠老師傅的口傳經驗和積累是很難追趕日本機牀的。

美國的機牀

美國哈挺機牀，目前依然佔據全球機牀第10名的位置。這是唯一一家進入Top10的企業，門檻是70億元人民幣。可惜，目前國內還沒有一家能夠進入其中。深圳創世紀的年收入近60億元，應該已經開始逼近山門了。哈斯其實在五年前，已經被一傢俬人基金公司收入囊中。它表現出積極的品牌矩陣策略，目前旗下已經有十個品牌。作為最早的經典車牀，哈挺現在已經進入了磨牀領域，排名僅次於德國的聯合磨削集團。

哈挺各個品牌各有特點，有的強調工藝，有的強化車牀與協作機器人合作。旗下的克林貝格採用模塊化的方式，通過共用平台來滿足用户多樣化的需求。

格里森正在變軟，它已經將收購的齒輪軟件，很好地整合到機牀內部。通過高級波紋度分析的軟件服務，已經可以對工序實現100％齒輪檢測。最重要的是，可以提供反饋修正的閉環系統。這是一個機牀擁有軟件的好處，北京精雕的軟件，也在發揮類似的巨大作用。

美國帕萊克PARLEC作為一個對刀儀公司，已經將旗下的測量儀分拆出來。並且，圍繞刀具管理、磨損和測量，建立了一個小的工業互聯網刀，圍繞刀具建立一個獨立王國，並且與機器與上層IT系統交互。圍繞機器性能和效率，建立專屬任務的工業互聯網島，恐怕這才是工業互聯網的最好出路。大而化之的工業互聯網平台，越來越變成一個可疑的問號。

温嶺機牀的進步

這次看到了温嶺機牀的進步，令人感受到了民營經濟的活力。温嶺位於浙江台州地區，這個地方沒有國家投資一分錢的機牀光地，最後居然形成了一個朝氣蓬勃的機牀產業集羣，真是令人讚歎。在貧瘠的工業土壤上，如何生產出高精度的工業母機？

原因有兩點，一個是這些企業主都對機牀本體非常精通，很多企業家就是修機牀出身；第二就是這裏的“以用養研”的供應鏈創新。温嶺是中國的汽配、泵與電機之鄉。在泵與電機領域，温嶺的產值達到700億。全國有6家上市公司，5家在温嶺。這些巨大的需求催生了那些二手機牀交易商的雄心。他們決定自行製造機牀，而這些機牀也有大部分都被本地消化。機器的可靠性是用户優化出來的結果。當生產廠家和用户緊緊在一起的時候，機牀使用缺陷被快速反映到製造商那裏，新的改善迭代馬上就可以完成。這也正是昔日日本機牀崛起的奧妙之一。

北平磨牀就是其中的佼佼者。最令人驚訝的是，北平磨牀具有高度的國際視野，這裏有很多來自德國、瑞士和台灣地區的專家。那些跨國公司的職業經理人，在這裏重新規劃了國際化的格局和工程體系。這使得北平磨牀最近幾年取得了巨大的進展。北平機牀的磨牀平均單台機牀價值50萬元左右，最高的單台達到250萬元。

對比一個數據，中國2022年出口機牀2000萬台，銷售不到100億美元。每台機牀只有500美元。而進口機牀的均價為10萬美元，相差200倍。

而東部數控則採用成本驅動戰略，以數量的優勢，建立了完善的質量體系。這家從個體維修機牀出身的廠家，深深瞭解用户的需求所在，它的車銑複合機牀也建立了良好的優勢。這些充滿活力的企業，很容易在通用的車牀市場上，毫不留情地從一些地方國企如瀋陽機牀手裏，奪走市場。它的市場渠道很靈活，在全國建立了70個直營店。這就類似美國主打低成本的美國哈斯自動化機牀公司，它開創了直銷機牀店HFO模式，跟用户保持緊密的接觸。這也是在美國機牀大敗退的年代，仍然能夠活下來的重要原因。

這種進化是同步的，它也直接帶動了上游的供應鏈。如温嶺美戈利研發的刀具，也攻破了“鋼軌銑磨車用長壽命銑刀”長期依賴進口的技術難點。

温嶺機牀模式就是：無中生有，用中生精。讓人會覺得民營企業會是機牀生力軍的主力兵團之一。

大當家的感受

通用技術看上去正在成為中國機牀界的扛鼎之軍。它應該有着國內企業最大的展館面積，1700多平的展台展出了旗下八家企業的17台機牀。

應該説這些展出品的確都是精品。例如中捷的五面體加工的龍門式五座標加工中心，可以對機牀牀體進行一次性加工，而改變以前幾台機牀分頭加工的局面。

齊二機推出的自動化鋪絲機，則很好地解決了機翼複合材料的加工工藝。在美國，儘管機牀品牌所剩不多，但依然剩下了類似Electroimpact這種自動碳纖維鋪絲機，為軍機和民機服務。人們正在翹首以盼等待C919，進入批量化生產的局面。產能一旦拉昇，這類設備將會有巨大的空間。

昆明機牀展出了精密鏜牀，向昔日的鏜牀老大瑞士迪西對標。這本來就是昔日的局面，這種高精度機牀都是放在恆温室使用，裏面有兩種機牀，一個是昆機，一個是迪西。但後來昆機的經營重點開始發散，迪西也被日本森精機買走了。

現場還展出了瀋陽機牀廠研製的面向動力電池銅鋁電極的摩擦焊和加工電動車的差速器球籠的倒立車機牀。這些昔日留下的資產，正在新能源汽車賽道里閃閃發光。

還能看到天津津機的高精度立式複合磨牀和大連機牀的卧式加工中心。這些昔日的十八羅漢們，正聚集在通用技術機牀集團的旗下。

如果真的能夠各司其職，各有所長，應該是一個好的佈局。然而這些市場的量都未必很大。是否能夠堅持走高端路線，還需要時間來觀望耐心。

自制零部件成為時尚

作為僅次於數控系統的第二大重要零部件，轉枱也代表了精密機械與控制的技術。豪邁自行製造轉枱，開始取消台灣地區的產品。

零部件的突破，開始變得遍地開花。很多企業都開始自行製造零部件。大連科德什麼都自己做，從數控系統、轉枱、電主軸，到液壓系統還有牀身。

精雕則強化了它在數控系統、CAM軟件的一體化優勢。而它的電主軸年出貨量也達到了1萬隻。有意思的是，對於這些牀身、立柱、橫樑等零部件，也是採用自家的機牀進行加工，徹頭徹尾地自己造自己的感覺。通過數控系統、CAM和測量的一體化集成，使得加工中心具有了更加精細的管理。這是極致機器的代表作。

很難説清楚，這種自給自足的方式，完全不顧分工的產業形態，是一種進步還是退步。但這些企業似乎非常熱衷於這種自我掌控精度的方式。存在即合理，在當下，企業之間的競爭依然依靠資深力量的競爭，公共品的供應鏈似乎還沒有完全成熟起來。

五軸機牀的春天

五軸機牀的春天正在來臨。隨着國產機牀廠家的湧現，價格正在下降。到處都是五軸機牀。既有老兵，也有很多新面孔。例如東莞埃弗米、中山鐵冀的小五軸機牀、江蘇博陽等。

瞄準高端發動機和葉片加工，已經是老面孔的大連科德進展比較深。他對於葉輪頂端曲線的加工有獨到之處，在航空航天的機加工領域佔據一席之地。

令人驚訝的新面孔來自山東的豪邁。這家企業最早做輪胎模具，佔領全球高端模具40%以上。作為世界輪胎三強米其林、普利司通和固特異的穩定供應商，它具有很強的機器製造能力。很早以來，它的機器自制率就超過60%。這是一種典型的隱形冠軍的做法，它往往採用深度製造的做法，自行製造機器來保證自己工藝的穩定性。在大量採購德國哈默、羅德斯和日本牧野機牀之後，豪邁公司決定自行製造機牀。憑藉對用户工藝的深刻理解，現在發展迅速，成為機牀行業的新鋭派。這也算是豪邁精神的延續，不斷定義企業邊界，然後抓住每個機會。

然而還有更多的新鮮血液，奇兵輩出。

東莞埃弗米的重型切削五軸聯動加工中心，簡潔的機身，能看出德國德瑪吉的影子。正如浙江海德曼的機身顏色，能看出日本馬紮克的設計理念一樣。這些企業的高管，都在這些企業浸淫多年，深得神韻。埃弗米精心設計機牀的機構，例如讓運動部件遠離切削加工區，有效降低運動部件的故障率。而主軸與搖籃轉枱，都是自行研製。

同樣，來自四川的威諾機牀，也在為吉林通用機械提供大量的五軸機牀。

新能源汽車正在產生新的需求。一台機牀一次裝夾，往往需要加工近300個尺寸。這需要複雜的五軸數控系統。特斯拉已經使得壓鑄一體化後座成為一種工藝時尚。雖然這種工藝下，只有一個零部件，但仍然有170個尺寸要進行加工。以前如果是三軸機牀需要三台，而現在一台五軸機牀就可以搞定。

而支撐這些五軸機牀國產化春天的，也有來自武漢華中數控系統的力量。華中數控正在與用户進行緊密的聯動，又見“灰度創新”式的供應鏈聯合創新。豪邁使用華中數控的系統給出了11個問題，全是硬核難點。這極大地激發了華中數控的鬥志。出得好問題，練得好武功。兩家企業形成了聯合攻關團隊，通過了兩個100工程（100人100天每天工作12個小時），實現了一個巨大的跳躍。兩一百工程，3月頂3年。豪邁五軸機牀對華中數控系統的反哺，正是中國當下機牀大力發展的新景象。

五軸加工中心，動輒就是400萬元。因為轉枱就要100萬，而數控系統CNC則需要五六十萬元。而現在，隨着轉枱變成自制部件，國產數控系統的日益完善，平民化的五軸機牀時代，正在拍馬趕到。

唯如此，五軸機牀才能邁進新時代。

小記：沸騰的季節

中國機牀正在迎來新的萬千氣象。當中國的機牀設計理念仍然存在許多漏洞的時候，一線現場的活力也在努力地向前追趕。而當用户的力量開始進行反哺的時候，將會是中國機牀爆發的最好時機。最好的用户就是最好的老師，很多用户需求正在向國產機牀打開了大門。這一次，中國機牀不能缺席。

（來源：知識自動化）