ITALY 05意大利铣床、加工中心的谱系

进口铣床与 OMO（1900—1945 年）

1909 年，汽车工厂的铣床来自美国和德国

1909 年 5 月，美国商务劳工部的官员考察了 Torino 的汽车厂家 Itala（约 800 人，机床 480 台）。铣床有美国 Brown & Sharpe 的卧式铣床和立式铣床、Cincinnati 的卧式铣床和万能铣床、Becker-Brainard 的立式和卧式铣床，以及德国 Loewe、Reinecker、Deutsche Niles 的机床。报告列举的意大利制造机床是切齿机以及工厂自制的磨床、镗床等，其中没有铣床^[1]。

万能铣床是能使工作台回转、与分度头配合，连螺旋槽和齿轮都能加工的铣床。它属于被称为升降台式的形式，在可上下移动的升降台上叠放滑鞍和工作台，用丝杠向 3 个方向进给。对加工汽车零件的槽、平面、键槽不可缺少的这种机床，意大利的汽车工厂首先靠进口来配齐（美国铣床的发展见美国铣床、加工中心的谱系）。

在 Roma 的陆军精密工厂，铣床以 Loewe 和 Wanderer（Chemnitz）为主，还有刚到货的 Loewe。意大利制造的则使用 Lago Maggiore 的 Züst 的车床和铣床。这家工厂的分度刻度盘机床和立式仿形装置都是自行设计制造的^[1]。在 Umbria 大区 Terni 的步枪工厂，最近购买的美国 Garvin 铣床颇受好评，此外还有 Becker 的 No.1 立式铣床（5,500 里拉）和 Becker-Brainard 的 No.2 立式铣床（每台 3,000 里拉）。机床 1,400 台中美国制造的只有 10 台，其余是 1880 年代从英国引进的机床和德国机床^[1]。1911 年的 Torino 世界博览会上，FIAT 展出了自家工厂制造的车床、钻床、铣床和龙门刨床^[2]。

Olivetti 的 OMO 与 Mandelli 的起步

Ivrea 的打字机厂家 Olivetti 于 1926 年创办了机床公司 OMO（Officina Meccanica Olivetti），制造自家工厂使用的压力机、车床、铣床、磨床和龙门刨床。英国 Engineering 杂志 1957 年报道说，Olivetti 工厂的机床全部是 OMO 制造，铸件也从 1922 年起自己生产^[3]。要大量加工打字机的小零件，需要很多钻孔、平面、槽加工用的近乎专用的机床。通过自己制造，OMO 在公司内部掌握了铣床的设计与制造技术。

后来成为加工中心和 FMS 厂家的 Piacenza 的 Mandelli，于 1932 年由 Renato Mandelli 作为精密加工机械零件的个人工厂创办^[4]。起初它是使用机床的一方，也就是加工零件的小工厂。

车间里发生了什么变化？20 世纪前半的意大利，铣床是昂贵的进口机床，量产工厂用美国的万能铣床和德国的机床加工槽和平面。像 Olivetti 这样由零件工厂自己制造机床开始，国产铣床的技术逐渐成长起来。

龙门铣床、仿形铣床与数控的起步（1945—1973 年）

Olivetti 的龙门铣床 FP4

龙门铣床（铣刨床，fresatrice-pialla）是像龙门刨床那样让长工作台在门形立柱之间往复运动，并以旋转的铣头代替刨刀的机床。可以一次加工长零件的平面。Olivetti 内部刊物 1953 年 1—6 月号介绍了 OMO 新的龙门铣床 FP4。最初的 FP0 由创始人 Camillo Olivetti 设计，与其大型版 FP2 一起各生产了数百台，销往意大利、法国、英国和南美^[7]。

FP4 的结构反映了这一时代铣床的课题。铣头 1—3 个，工作台行程 500、1,000、1,800mm。用粗大的丝杠驱动工作台，并能自动消除丝杠与螺母之间的间隙（反向间隙），因此可以顺铣（刀具旋转方向与进给方向相同的切削方式），运转安静，表面光洁度好，刀具寿命也长。机床具有能承受负前角硬质合金刀具的刚性；把返回时的快速移动换成再一次加工循环，就能在工作台一侧装夹下一个零件的同时，在另一侧进行切削^[7]。要发挥硬质合金刀具的威力，机床必须有刚性和无间隙的进给——这是从量产工厂一方出发制造的铣床。同一期还刊登了 Olivetti 用于雕刻印花（布料染色）辊筒的光电式缩放仪 MR 3。它用光读取图案、驱动刀具，是仿形的一种^[7]。

Rambaudi 的仿形铣床

汽车车身冲压模具、锻模这类立体模具，要先制作模型，再把其形状复制到金属上进行切削。仿形铣床就是为此而用的机床，触针（仿形触头）接触模型移动时，液压或电气机构会使铣刀作同样的移动。1940 年代在 Torino 诞生的 Rambaudi ^[5]，后来成为这类机床的专业厂家。英国行业杂志 Machinery 在 1967 年上半年介绍了三维仿形铣床 Ramcop-3D，1969 年下半年介绍了液压仿形的 Ramcop 3D-1000 和床身式的 Ram-Mill，1972 年介绍了床身式立式铣床 Ram-Matic^[8][12][14]。

在 1968 年 10 月第 6 届 BI-MU（Milano 机床双年展，展品 730 件）的报纸广告中，Rambaudi 列出了“工具车间用铣床、液压仿形铣床、电子仿形铣床、数控铣床”^[10]。这是仿形机构从液压走向电子、再走向数控的过渡时期的产品阵容。在同一届 BI-MU 上，荷兰的 Philips 把自家的数控装置装在 Rambaudi、Mecof、Bragonzi、Icma 等意大利机床上展示^[10]，Pirelli 集团的 T.E.O.M.R. 展出了切削轮胎模具的连续控制数控双联铣床 Fresadue^[11]。即使没有模型，只要用数字指令形状就能切削——对模具工厂来说，数控是作为仿形之后的下一代工具进入的。

Olivetti 的数控与加工中心

Olivetti 于 1960 年代设立数控部（Divisione Controllo Numerico），在制造数控装置、用数字显示机床位置的装置 RQ 和测量机 Inspector 的同时，还制造了搭载自家数控的加工中心。根据 1967 年 9 月 La Stampa 的整版广告，立式主轴的 Auctor 以点到点定位（移动到坐标点后停下、在该处加工的方式）完成钻孔、攻丝、镗孔、铣削，Auctor Multiplex 能从 12 把刀具中自动选取所需刀具，新的卧式 Horizon 最多可装 31 把刀具。还参展了这一年 9 月 Hannover 的欧洲机床展^[9]。

刀具能够自动更换，钻孔、镗孔、铣削就能在 1 台机床上、一次装夹连续完成。广告写道，它能“使从事中小批量工作的机械工业的竞争力成倍提高”^[9]。1969 年 3 月，Olivetti 的 Elio Pagella 和 Carlo Guerci 申请了一种装置的专利：用步进电机由数控直接驱动装在主轴上旋转的刀架的径向进给。其目的是让以前靠齿轮或行星齿轮进给、启动时还需人手的端面切削和切槽，在数控的 1 个循环内完成（美国专利 3,710,659，1973 年授权）^[13]。

Mandelli 的 EGO 与 REGENT

Piacenza 的 Mandelli 于 1960 年与儿子们组成合名公司，1965 年制造出第一批机床 POSITIV、MEDAL、THEMA。接着制造了被该公司沿革称为“具备加工中心基本特征的第一台机床”的 EGO，并改组为股份公司（年份在 1965—70 年之间）。1970 年推出可以组合进更大装置的模块化机床 REGENT，也开始承接航空钛材的加工^[4]。

车间里发生了什么变化？在模具工厂，用仿形铣床“制作模型再复制”的工作普及开来，1960 年代末，用数字代替模型指令形状的数控进入了工厂。在零件工厂，借助自动换刀的加工中心，原本要在钻床、铣床、镗床之间辗转的零件，在 1 台机床上就能完成。现在的数控编程方法见数控编程，CAD/CAM 见 CAD/CAM 页面。

加工中心、五轴、FMS（1974—1993 年）

Fidia：为切削模具而生的数控

1974 年，两位毕业于 Politecnico di Torino 的年轻技术人员在 Torino 创办了 Fidia。这家公司利用当时新兴的小型计算机，制造用铣削加工模型和模具自由曲面（雕塑般的曲面）的数控装置。创始人之一 Giuseppe Morfino 的公司名，取自制作 Athenai（雅典）Parthenon 神庙雕刻的古希腊雕塑家 Phidias^[15][16]。用计算机的曲面计算取代仿形铣床“描摹模型”的工作，这就是 Fidia 的目标。

Mandelli 的 FMS 与 QUASAR

Mandelli 于 1975 年制造了第一套 FMS，并在德国（Wiesbaden）和法国（Paris 近郊）设立了销售与服务子公司。据该公司沿革，1980 年与日本的 Amada（天田）签订了生产许可合同，还开发了自家的数控装置 Plasma（未能在 Amada 方面的资料中确认）。1980—81 年的加工中心 QUASAR 由以 Olivetti 打字机和计算机设计闻名的 Ettore Sottsass 和 Matteo Thun 设计^[4][20]。1987 年，与美国的 GE 一起获得了英国 Molins 的 FMS 专利许可^[22]。1989 年 12 月在 Milano 证券交易所上市，并与 IBM Italia 成立了应用研究合资企业 Spring^[4]。

MCM：托盘与 FMS 的卧式加工中心

1978 年在 Piacenza 诞生的 MCM（Machining Centers Manufacturing）于 1979 年推出带转盘式（在旋转圆盘上排列刀具）换刀装置的卧式加工中心 PROGRESS。1982 年的 CONNECTION 是把 4 块托盘与把刀具排成同心两圈的刀库合为一体的卧式加工中心。只要在托盘上预先装夹好下一个工件，加工一结束就能立即交换，让机床不停地运转。1985 年向英国制动器公司 Lucas Girling 交付了第一套 FMS^[17]。

Jobs：五轴移动立柱式与龙门式

1978 年作为工厂自动化设备公司诞生的 Piacenza 的 Jobs，于 1981 年推出主轴转速 18,000 转的五轴移动立柱式铣床 Jomach 16。这是不移动重型工件、而移动立柱一侧的形式。1982 年的 Jomach 25 是加工外观设计模型和航空零件的高速五轴移动龙门式机床，1985 年的 Jomach 35 是加工范围约 40m³ 的移动横梁式机床^[18]。五轴机床可以让刀具倾斜贴合曲面，因此汽车外观模型、模具和航空零件的曲面，无需多次重新装夹就能加工。

大型龙门铣床：Carnaghi

立式车床厂家 Pietro Carnaghi 于 1981 年在 Villa Cortese 创办加工工厂 ISPA，开始制造大型龙门（gantry）铣床。这就是后来以 UNIMILL 之名为人所知的机床^[21]。龙门式是用 2 根立柱和横梁构成门形、让主轴头沿横梁移动的形式，大而重的工件放在工作台上不动就能加工大面积。与立式车床一样，这是为发电机、工程机械、航空的大件零件而造的机床（立式车床见第 4 章）。

1988 年，超过美国

据 1991 年联合国工业发展组织（UNIDO）的报告，意大利从 1978 年起成为世界第 5 大机床生产国，1988 年产值超过美国，约占世界的 7.5%。与日本一样，在中小企业对柔性设备需求的带动下，数控机床的生产不断增长，意大利成为欧洲第二大数控机床生产国^[23]。1988 年的机床销售额，FIAT 集团的 Comau（意大利和欧洲最大）为 3.8 亿美元，Mandelli 为 1.1 亿美元^[23]（Comau 的 FMS 在第 3 章中介绍）。同一报告还指出，意大利机床厂家（对约 450 家中 300 家的调查）中有 72% 是不足 50 人的公司，工业的 71% 集中在 Lombardia 大区和 Piemonte 大区^[23]。与公司平均规模为意大利 5 倍的德国（据同一报告）不同，由小公司各自专攻某类机型，是意大利的形态。

车间里发生了什么变化？加工中心配上托盘和输送装置、成为 FMS 后，机床在夜间也能无人连续加工零件。五轴移动立柱式、龙门式机床，使大型工件不移动就能加工曲面。意大利的加工中心厂家逐渐擅长配合汽车、航空、模具的大型复杂工作、接近订制的机床和系统。

★高速、五轴与重组（1990 年起）

Fidia 的高速铣床

数控装置厂家 Fidia 从 1990 年前后开始在 San Mauro Torinese 制造自有品牌的铣床，进而转向高速铣削（HSM）机床。1994 年约有 180 人，在 Frankfurt、Zürich、Detroit、Bilbao、Paris、北京设有子公司，在北京还与中国的 2 家机构成立了合资企业^[15][16]。高速铣削是让主轴高速旋转、以小切深快速进给，把模具曲面一直加工到精加工的方法。可以减少手工抛光的工夫，因此在模具工厂中普及开来。既能造数控装置又能造机床的公司很少，Fidia 就是其中之一^[15]。2000 年在 Milano 证券交易所上市^[26][27]。

铣头更换与直线电机

Jobs 于 1990 年推出配备 37kW 主轴和自动换铣头的 Jomach 245，1995 年推出 B.U.S.S.（自动更换铣头、一次装夹完成粗加工、半精加工和精加工的系统）。2000 年的 LinX Compact 是用直线电机直接驱动各轴的大型高速铣床^[18]。据 2002 年美国的行业杂志，LinX 有 Blitz、Compact、Design 等型号，主轴为可换式，Jobs 的五轴机床在世界上已安装约 650 台^[25]。

MCM 也于 1993 年推出高速主轴、快速换刀的 CLOCK HP，1997 年推出直线电机的 FORERUNNER，2001 年推出摆头式五轴加工中心和用直线电机加工航空结构件的 Jet Five，1995 年向 Dassault Aviation 交付了由 4 个五轴单元组成的 FMS^[17]。直线电机不是把滚珠丝杠的旋转转换成直线运动，而是用磁力直接驱动工作台或主轴头。没有丝杠间隙和磨损，加速快，适合反复进行细微进给的曲面精加工。

Mandelli 的危机与 SPARK

受 1993 年全球性不景气的影响，Mandelli 陷入困境，国家于 1994 年 1 月将 Mandelli industriale、3 月将 Mandelli S.p.A. 置于大型企业特别管理之下^[24]。同年，公司由意大利的企业家团体接手，在 1995 年 5 月的 EMO Milano 上展出了中、大型加工中心 STORM 和 ROCK^[4]。2002 年作为 Riello 集团的一员，制造五轴的 THUNDER 等^[25]。

2005 年的 SPARK X 是把 3 个直线轴全部放在刀具一侧、工件放在固定于床身的回转工作台上的卧式五轴加工中心。重型工件不在 X、Y、Z 方向移动，因此运动部件轻，能快速而准确地移动。2008 年接到了加工 Boeing 787 长 6m 钛零件的五轴机床 RUMBLE 生产线的订单^[4]。

重组：Sachman、FFG、RIFA、Nidec

仿形铣床厂家 Rambaudi 于 2002 年 7 月停止营业（Rivoli 的 186 人），9 月由 Reggio Emilia 的铣床、加工中心厂家 Sachman 收购^[6][5]。2009 年 Jobs 吸收合并 Sachman，2012 年又取得立式加工中心厂家 Sigma（Vigevano）的过半数股份，组建了统合 Jobs、Sachman、Rambaudi、Sigma 的 FFG Europe（台湾友嘉集团 Fair Friend 旗下）。2014—15 年生产集中到 Piacenza^[18]。MCM 于 2014 年归入 RIFA 集团旗下^[17]，Mandelli 于 2021 年加入 Allied International 集团^[4]。

Fidia 在 2012 年时，还在中国的子公司制造和销售 Fidia 设计的数控装置和铣床^[28]，但从 2019 年起陷入资金困难，2020 年 11 月申请公司重整程序（concordato），2022 年 6 月获得法院批准^[29]。2023 年 2 月，日本的 Nidec 取得了 1926 年在 Verona 诞生、现总部设在 Rovereto 的卧式镗铣床厂家 PAMA（约 430 人）的全部股份^[30]。PAMA 和 Innse 的大型卧式镗铣床的历史，在第 8 章《其他机床》中介绍。

车间里发生了什么变化？从 1990 年代开始，借助高速主轴、铣头自动更换和直线电机，模具和航空零件变成了“从粗加工到精加工，1 台机床、一次装夹”完成。手工抛光的时间减少，加工程序（CAM）开始决定加工质量。意大利的加工中心厂家，如今多数在台湾、日本、意大利的集团之中，作为大型、五轴、航空领域的专业厂家存续下来。

与日本的关联

已核实的关联有 3 项。第 1 项是 Mandelli 沿革中所载的 1980 年与 Amada 签订的生产许可合同。是哪一方获得制造哪种机床的许可，沿革中没有写，在 Amada 方面的资料中也未能确认^[4]。第 2 项是 2023 年 Nidec 收购 PAMA。PAMA 现在作为 Nidec 旗下的公司，除自家的卧式镗铣床和加工中心外，还经营 Nidec Machine Tool 的加工中心（MVR-HX 系列）^[30][31]。

第 3 项是国际机构的报告所看到的日本与意大利的相似之处。1991 年 UNIDO 的报告把意大利数控机床生产增长的原因，归于“与日本一样”的中小企业对柔性设备的需求，并且写道，意大利和日本都拥有庞大而灵活的分包网络，这似乎与数控机床的高普及率相关^[23]。同一报告还写道，数控机床台数最多的是美国，但在已安装机床中数控机床所占的比例，估计以意大利为最高^[23]。日本加工中心的发展见国产机床档案第 2 章的年表，日本的五轴、车铣复合加工机见第 7 章。

常见问题

意大利第一台加工中心是哪一台？

目前没有找到能下定论的资料。Mandelli 在沿革中把 1960 年代后半期的 EGO 写作“第一台具备加工中心基本特征的机床”。Olivetti 在 1967 年 9 月的报纸广告中，把能从 12 把刀具中自动选刀的 Auctor Multiplex 和最多可容纳 31 把刀具的卧式 Horizon 作为“加工中心”来宣传。哪一台更早，未能核实。

为什么 Piacenza 有那么多加工中心厂家？

Mandelli（1932 年）、MCM（1978 年）、Jobs（1978 年）都是 Piacenza 的公司，FFG Europe 旗下 Sachman、Rambaudi、Sigma 的生产也于 2014—15 年集中到了 Piacenza。不过，这次没有找到直接说明为什么会集中在 Piacenza 的资料。1991 年 UNIDO 的报告称，意大利机床工业的 71% 位于 Lombardia 大区和 Piemonte 大区（Piacenza 是与这两个大区相邻的 Emilia-Romagna 大区的城市）。

Fidia 是一家什么样的公司？

1974 年在 Torino 创立，是一家制造用于切削模具曲面的数控系统的公司。1990 年前后开始制造自家的铣床，成为高速铣床厂家。它是少数能自己做出数控系统、机床和软件的公司之一，但在 2020 年申请了重整程序，2022 年获得批准。

意大利的铣床、加工中心厂家与日本有关系吗？

Mandelli 的沿革中记有 1980 年与 Amada（天田）签订的生产许可合同（未在天田一方的资料中核实）。2023 年日本的 Nidec 收购了卧式镗铣床厂家 PAMA，PAMA 也经销 Nidec Machine Tool 的加工中心。