2026-06-23 09:13:19
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【编者按】CCMT2026（第十四届中国数控机床展览会）于4月21日至25日在上海圆满落幕，主办方中国机床工具工业协会组织各相关分会针对各类展品进行了专业评析，现部分内容予以发布，供行业参考。文中观点仅代表作者个人立场。
CCMT2026——这场汇聚全球行业精英、串联全产业链上下游的亚洲顶级机床工具盛会，为业界打造了一个高效交流与协同合作的优质平台，也为广大观众呈现了一个便于观摩和学习的高端技术与装备实物展示场。本届展会展品覆盖数控机床的各个领域，全面展现了技术装备的发展趋势及前沿应用。
一、附件行业迅速成长
在CCMT2026展会上，五轴机床“遍地开花”的繁荣景象背后，实际上是机床附件领域新技术、新产品的日新月异。随着主机厂商展出的五轴机床日益普遍，转台、刀架、摆头、刀库、夹具等附件的性能对机床的影响愈发突出，附件的性能和可靠性直接决定了机床的整体性能与可靠性，甚至成为五轴机床性能可靠性的“基石”。
自国家通过科技计划或专项方式加大基础制造装备研发投入以来，附件产品从机械向机电一体化的转型加速推进，而五轴机床的快速发展更促进了附件产品的功能融合与直驱附件产品的进步。
通用技术集团、科德数控、北京精雕等领先企业不再仅展示单一机型或功能部件，而是推出了从大型龙门五轴到小型精密五轴、从立式到卧式的全系列产品。特别是五轴车铣复合机床，成为航空、航发、新能源等领域复杂轴类零件的“利器”，直接加快了附件功能复合化的落地进程。
五轴机床的广泛推广与控制系统的技术进化密不可分。华中数控等系统厂商展示的“五轴+AI”方案，使机床具备了防碰撞、热误差补偿等“智能”功能；同样，复合机床由多种具有复合功能的附件构成，包括多轴转台、复合（回转换刀、动力输出、Y轴移动等）刀架、摆角头等，其中最显著的特征是附件已不再是早期功能单一的产品。通过功能复合或边界融合，转台、刀架、工件夹持等部分功能得以相互组合与融合，呈现为机电一体的展示，并回应了当前功能复合机床的发展需求。
二、直驱技术广泛应用
在五轴机床高速发展的直接推动下，附件领域最深刻的变化表现为直驱化与功能集成。
1. 附件直驱化应用日益广泛
五轴机床的爆发式增长正在促进附件行业的直驱转型，使得“直驱正逐渐成为五轴附件的门槛”。
传统机械传动结构的附件产品，由于存在机械传动链（如常见的齿轮传动、蜗杆副传动、凸轮传动等），无法避免传动链反向间隙（背隙）。在五轴加工叶轮、叶片等复杂曲面类零件或航天、航发等大型复杂零件时，任何传动背隙都会导致不可忽视的加工误差，无法满足五轴联动加工“无背隙”的硬性要求。
而直驱转台、直驱摆头、直驱刀架等，采用DD马达驱动，替代了传统的电机加传动链结构，配合高精度编码器，消除了传统结构的反向间隙，提升了传动精度和定位精度，满足了五轴联动机床进行高精加工的基本需求。
2. 附件轻质化需求
提升加工效率一直是主机厂商不断追求的目标之一，机床的移动和回转轴需具备较高的移动（或转动）速度和加速度。五轴机床需在一次装夹下完成多面、不同特征的高精度加工，加工面和移动方向的转换等必须在极短时间内完成，这意味着机床应具有较高的动态响应特性，部分应用场合甚至要求加速度超过2g，这倒逼附件产品不仅要具备充足的动力提供和结构刚性，还要满足高动态响应的轻质化要求。
轻质化需求促使附件行业选择缩短传动链长度、减少驱动电机数量等可行方案。随着直驱电机应用技术的不断成熟，转台、刀架、摆头等功能部件也都在朝这一方向转变。转台方面，由DD马达直接驱动回转台面替代了之前的伺服电机、减速齿轮、蜗轮蜗杆等传统机构，机械结构简化，重量大幅降低；电动刀架、伺服刀架以及动力刀架，通过DD马达直接驱动刀盘实现传动链缩短，取消了减速器、传动齿轮组，产品重量得以控制。
动力刀架方面，传统动力刀架的构成模式包括外置动力模块式和刀架中心轴传动式。外置动力模块式刀架以VDI刀夹安装方式常见，内置中心轴传动式动力刀架刀夹以BMT安装方式常见，两种产品在本届展会上均有较多实物展出。两种结构方式的动力刀架，刀盘的回转和刀具动力的输出分别由不同的伺服电机或主轴电机带动，两个电机的重量对机床移动轴的快速响应影响不可忽略。
随着DD马达的应用拓展，采用DD马达直接驱动的直驱式刀架问世，搭配从主轴内部传动的动力模块形成了新型直驱式动力刀架，相比之前的动力刀架，外观上已看不到刀架回转驱动电机。
目前，动力刀架从减重角度考虑，重点主要集中在回转电机与动力电机的合二为一。解决方向是：动力刀架的动力电机与刀架转位电机集中为一个，并置于动力刀盘内部，这样既能实现动力输出，又能通过简单的机械结构完成刀盘工位转换；关键问题在于电机，既要满足动力刀具的加工需求，又能通过离合转换驱动刀盘回转。
3. 智能附件成为趋势
在CCMT2026展会上，直驱架构已成为中高端装备的标配，众多机床厂商的展品将直驱转台（采用DD马达直接驱动的单轴或双轴转台）作为工作台，摆头、B轴刀架等装配于主轴，实现了五轴功能，并得到了应用验证。
在实际应用中，闭环控制一直是高精度机械加工采用的基本方法，直线移动和角度转动均有检测反馈，位置与角度等要素的“位移-测量-补偿”闭环成为高精度控制的必选项。而五轴机床为保证长期精度储备，不仅位置的闭环控制是必需的，温度变化导致的热胀冷缩等影响位置变化的因素也正作为必检项，温度传感器、应力应变传感器等用于采集温度变化及负荷后应力应变数据，也逐渐受到重视，主机厂商会要求在附件不同部位配置不同传感器以收集数据。
随着在机测头（工件尺寸测头、刀具测头、扭矩测头、振动测头、温度测头）与高精度温控系统等的全面装备，机床设备对变化的感知越来越全面，因而也变得越来越“智能”。
三、功能附件发展趋势探讨
高精度、高速度、高可靠性、复合化、智能化和绿色化一直是装备的发展方向。面对多品种、小批量、定制化生产模式的需求，机床在快速移动、快速换刀、多工艺复合能力等方面的功能需求，对转台、刀架等关键部件的需求方向也已基本确定，直接驱动、动态感知、轻量化、功能复合等成为基本要求。
随着五轴机床的发展与机床智能化要求的提出，对机床部件也提出了新的发展要求。例如：需做到轻量化、复合化、智能感知、预测维护等，由此也对部件生产厂家提出以下需关注的问题：
1.智能附件与传感器
五轴+智能是中高端数控机床的前进方向，这必须依靠附件传感器的辅助。五轴加工中复杂的动态特性（高速旋转/移动、多轴联动）需要通过传感器来“看见”（感知），包括：
（1）姿态感知：两轴/多轴摆头、单轴/双轴转台的角度变化，刀具的空间姿态、刀具的切削负载/扭矩等，传统的编码器、高精度光栅尺等反馈信号，无法完全满足实际运动、加工负载下的变形与振动感知要求。
（2）热变形：直驱（力矩电机，尤其是内置力矩电机）附件在高速启停中产生大量热量，导致转台/摆头、刀架热膨胀引起的线性变化量，会直接“吞噬”辛苦获得的加工精度。因此，温度传感器的必要性不言而喻。
（3）碰撞干涉：五轴机床可实现复杂曲面加工、空间复杂型腔加工，人工编程极易发生刀具与工件/夹具的干涉，传统机床只能在碰撞发生后报警（通常是电机被憋死后）。因此，在附件的适当位置设置不同类型的传感器，通过这些传感器采集数据，通过数控系统甄别计算，转化为具体控制指令。例如：防碰撞：转台/摆头的实时角度+主轴的电流/振动突变+夹具的应变数据，三者联动，实现姿态感知与碰撞干涉避免。系统在碰撞发生前毫秒级预测干涉风险，并立即停止运动或调整姿态避让。自适应：通过扭矩传感器、振动传感器等监测切削状态，AI算法自动调整进给率或转速，避免颤振，获得超高精度加工质量。预测性维护：通过对附件温度与振动数据的长期记录与趋势分析，根据检测数据的变化趋势可精准预测轴承或电机等的寿命，反馈维修维护建议信息。
2. 刚性与轻质化兼顾
随着精密加工、超精加工领域对加工设备要求的不断提高，设备高系统刚性要求设备构成的功能部件均需具备必要的刚性储备，以避免因刚性不足导致的定位误差，影响设备精度。
在机床加工过程中，部件以设定速度移动到指定位置，如果附件不同，必然会形成不同的动态响应状态，而附件变轻也可能导致其刚性降低，因此附件的轻质化优化必须以足够的刚性储备为前提，可采用结构优化与材料升级相结合的方式，做到刚性与轻质兼顾。
3. 部件功能复合化
部件功能复合化是当前制造业、电子、汽车及航空航天等领域减重、高速、提效、降本的技术发展趋势，其本质是将原本多个独立功能的部件，利用新技术、新材料、新工艺，复合集成于一个部件，例如集雕铣、钻、攻丝、磨、滚、夹持等功能于一体的动力刀架或B轴刀架。
复合附件的功能复合，不仅实现一机多能，还能控制成本、实现轻量化、优化机床性能、压缩空间占用。
总之，国内数控机床的发展已从本次展会得到充分印证，随着五轴机床的普及和AI智能机床概念的出现，国产机床围绕“智、联、复、精、绿”发展的宏伟蓝图已全面展开，对附件专业生产厂家也明确提出了复合、精密、智能的发展方向与需求，如何根据已有产品现状及时选择后续发展方向，成为赶上本次机床高速发展机遇的关键。
来源：协会机床附件分会 作者：吴培坚（烟台环球机床装备股份有限公司） 编辑整理：张芳丽
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