我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀綜述

1、我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀綜述1301111 36 肖雯寶摘要:簡述數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程, 歸納目前數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨 勢, 分析我國數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀, 并提出要從戰(zhàn)略 高度上重視數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)和數(shù)控功能部件的發(fā)展。 關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù);數(shù)控系統(tǒng);發(fā)展趨勢一、我國數(shù)控機(jī)床取得了一定成績 1、產(chǎn)業(yè)規(guī)模日益擴(kuò)大 近年來，國內(nèi)功能部件企業(yè)紛紛知難而上、苦練內(nèi)功，并取得了良好的效果。2001 年，我國機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值已進(jìn)入世界第5 名。2001 年國內(nèi)數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量已達(dá)1.8 萬臺，比上年增長28.5%。金切機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值數(shù)控化率從2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。 分析表明, 中國機(jī)床市場目

2、前仍分為中低端和高端兩個(gè)領(lǐng)域。眾多中國企業(yè), 通常是國有企業(yè)占據(jù)低端市場, “低端混戰(zhàn)”愈演愈烈, 但高端市場則主要由外國制造商, 特別是被歐洲、日本的制造商壟斷。我國汽車、航空和航天、發(fā)電、船舶, 特別是軍工等行業(yè)急需的高技術(shù)數(shù)控機(jī)床75%甚至100%依賴進(jìn)口。部分高檔數(shù)控機(jī)床仍然被作為戰(zhàn)略物資在國際市場上受到禁運(yùn)限制 1 。這種局面成為我國機(jī)床工業(yè)揮之不去的“隱痛”。“低端混戰(zhàn)” 、“高端失守”是近年來中國機(jī)床工業(yè)現(xiàn)狀的真實(shí)寫照, 而造成中國機(jī)床工業(yè)這種現(xiàn)狀的根源就在于本土企業(yè)缺乏核心技術(shù)和自有品牌, 缺乏具有競爭力的商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)鏈。2、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷進(jìn)步, 應(yīng)用

3、領(lǐng)域已不僅局限于傳統(tǒng)制造業(yè), 應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大, 對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)( IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用。目前世界上數(shù)控技術(shù)主要向以下幾個(gè)方面發(fā)展。 2. 1數(shù)控技術(shù)向高速高精度方向發(fā)展 速度和精度是數(shù)控系統(tǒng)的2個(gè)重要技術(shù)指標(biāo), 直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。近年來, 高速數(shù)控加工已成為國際制造業(yè)最熱門的話題之一。據(jù)有關(guān)資料介紹, 國外高檔數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速最高已達(dá)100000r /m in , 快速進(jìn)給最快已達(dá)200m /m in, 進(jìn)給速度達(dá)到60 m /m in, 加速度達(dá)0. 5 2g, 換刀時(shí)間為0. 6 1 s;在精度方面, 普通數(shù)控機(jī)床的加工精度已由0.01m

4、m 提高到0. 005mm, 超精度加工已達(dá)0. 01m , 進(jìn)入到納米級。國產(chǎn)高速數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速大都在10000 r /m in以上,最高達(dá)到40000 r /m in, 換刀時(shí)間為1. 5s;在精度方面, 普通數(shù)控機(jī)床已達(dá)到0. 01mm, 超精密加工也進(jìn)入到納米級, 如:北京機(jī)床研究所生產(chǎn)的NAM - 800 納米型數(shù)控車床, 分辨率為5nm, 尺寸精度已達(dá)10nm。 2. 2向多軸聯(lián)動(dòng)和功能復(fù)合方向發(fā)展 在零件加工過程中, 大量的時(shí)間消耗在工件搬運(yùn)、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升降速上, 為盡可能的降低這些無用時(shí)間, 人們將不同的加工功能整合在同1 臺機(jī)床上, 這樣, 數(shù)控系統(tǒng)就向

5、功能復(fù)合方向發(fā)展。一機(jī)多功能的數(shù)控系統(tǒng), 可以最大限度的提高設(shè)備利用率, 加工精度和效率。同時(shí), 數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動(dòng)方向發(fā)展。多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防尖端科技的主要設(shè)備, 通常被作為戰(zhàn)略物資。目前, 國外已經(jīng)在研究6 軸以上聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床;我國也已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)5軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床。 2. 3智能化 數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用高科技的重要目標(biāo)就是智能化。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:在數(shù)控系統(tǒng)中引入自適應(yīng)控制(AdaptiveCon tro l)技術(shù), 多種參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)測量, 使得在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下, 加工成本最低或生產(chǎn)率最高;附加人機(jī)對話和自動(dòng)編程功能;增設(shè)設(shè)備故障自診斷功能;引進(jìn)模式識別技

6、術(shù), 應(yīng)用圖像識別和聲控技術(shù), 使機(jī)器自己識別圖樣, 按照自然語音命令加工。 2. 4提高可靠性 數(shù)控系統(tǒng)比較貴重, 為了滿足長時(shí)間無人操作的需要, 要求數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控裝置必須有較高的可靠性。國外, 數(shù)控系統(tǒng)的M TBF已在30000h以上, 最高已達(dá)到80000h ;國內(nèi), 數(shù)控系統(tǒng)的M TBF大都在10000h以上。 2. 5小型化 蓬勃發(fā)展的機(jī)電一體化設(shè)備, 對數(shù)控系統(tǒng)提出了小型化的要求。數(shù)控系統(tǒng)小型化, 將極大的縮小系統(tǒng)的占用空間, 這樣, 就能方便的將機(jī)電裝置揉合為一體。 2. 6向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近幾年國際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)

7、線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求, 也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。數(shù)控技術(shù)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展, 使得制造業(yè)可以利用廣泛分布的Inte rne t網(wǎng)絡(luò), 將分散在不同地理位置, 具有不同制造資源的企業(yè)動(dòng)態(tài)連接起來, 從而不受距離和時(shí)間的限制, 完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與加工。2、 發(fā)展思路與發(fā)展戰(zhàn)略 1、國內(nèi)機(jī)床裝備制造企業(yè)市場意識的強(qiáng)化與核心技術(shù)的發(fā)展, 只能通過進(jìn)一步開放市場來解決, 在競爭中培育成長。開放式自主發(fā)展既是促進(jìn)自身快速成長的必要途徑, 又是打造高端品牌的戰(zhàn)略選擇。企業(yè)也要從主觀上重視開發(fā)投入。但提高開發(fā)能力并非易事。就數(shù)控系統(tǒng)來說, 現(xiàn)在西方大的公司對

8、我們采取封鎖加傾銷的市場戰(zhàn)略。先是封鎖, 封鎖不成就傾銷。將數(shù)控系統(tǒng)在中國市場以十分昂貴的價(jià)格出售, 獲取高額利潤。一旦中國企業(yè)開發(fā)出同樣產(chǎn)品, 他們就立即大幅降價(jià), 甚至降到中國企業(yè)的成本價(jià)以下。在這種情況下, 國家就更要給國內(nèi)企業(yè)以扶持, 就像當(dāng)初美、德、日等扶持本國企業(yè)那樣 。 2、我國機(jī)床產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)問題, 就是主機(jī)廠多, 關(guān)鍵功能部件專業(yè)生產(chǎn)廠少且弱。以數(shù)控系統(tǒng)來說, 我們的數(shù)控系統(tǒng)80%以上是進(jìn)口的。不僅價(jià)格高, 進(jìn)口周期也不能滿足主機(jī)廠的要求。而且使用進(jìn)口的東西組裝起來的機(jī)床, 可靠性和質(zhì)量也會(huì)受到影響。國家要扶持建立完善的數(shù)控機(jī)床配套服務(wù)體系。 3、扶持中國數(shù)控機(jī)床的龍頭企

9、業(yè)通過跨國并購實(shí)現(xiàn)高端突破, 走出國門。三、如何加快我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 我國發(fā)展機(jī)床業(yè)有得天獨(dú)厚的市場空間。特別是未來幾年，汽車、信息和高新技術(shù)等產(chǎn)業(yè)在我國將會(huì)強(qiáng)勁發(fā)展。以汽車工業(yè)為代表的機(jī)電裝備工業(yè)對機(jī)床工業(yè)提出了更高的要求。據(jù)三大汽車和九個(gè)骨干廠的統(tǒng)計(jì)，2003年投入技術(shù)改造資金261億元，而汽車零部件的技術(shù)改造投入也將近73億元，其中與機(jī)床工具工業(yè)有關(guān)的有42 億元。專家指出，以我國目前高檔數(shù)控機(jī)床和成套成線設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)能力，在品種、質(zhì)量和數(shù)量上還不能適應(yīng)市場需要，必須加快我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。 1、生產(chǎn)專業(yè)化 由于歷史原因，我國機(jī)床工具行業(yè)千余家企業(yè)在國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)布局趨同，導(dǎo)致生產(chǎn)總量

10、不小，低水平重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重：“大而全”、“小而全”普遍存在，規(guī)模效益難以釋放; 企業(yè)內(nèi)部自我配套意識濃厚，生產(chǎn)周期過長; 成本居高不下，整機(jī)性能及可靠性無法保證; 對市場需求反應(yīng)遲鈍，競爭乏力。以西部某省機(jī)床工具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)布局為例：該省現(xiàn)有機(jī)床企業(yè)12家，分布在省內(nèi)4個(gè)地級城市，資產(chǎn)存量較大，近20億元，從業(yè)人員超過二萬人，生產(chǎn)產(chǎn)品門類齊全。包括車床、鏜床、剪切機(jī)床、滾齒機(jī)、磨齒機(jī)、電火花加工機(jī)床、外圓磨、內(nèi)圓磨、平面磨、工具磨以及各種金屬切削工具、鑄件等。從全省范圍看，各廠產(chǎn)品雖然相互競爭度低，互補(bǔ)性強(qiáng)，但工藝裝備趨同，各廠幾乎都有鑄造、熱處理、機(jī)加工、裝配能力?！叭粚！?，“專而不精”、“

11、散、亂、小”的產(chǎn)業(yè)劣勢一覽無余，其中只有兩家企業(yè)的主營銷售收入達(dá)到2億元。由此可以看出，該省每一個(gè)企業(yè)在國內(nèi)機(jī)床市場上（不用說在國際市場上）占有份額很小，影響甚微，根本談不上競爭優(yōu)勢，無法與國外同行相抗衡。 2、提高新產(chǎn)品研發(fā)能力 當(dāng)前需要特別注意的是，必須快速提高數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的自主開發(fā)、制造能力。為此，要建立有效的數(shù)控技術(shù)開發(fā)中心，加強(qiáng)對重點(diǎn)工藝的研究、試驗(yàn)，形成成套開發(fā)能力。實(shí)踐證明，聯(lián)合研發(fā)是提高我國新產(chǎn)品研發(fā)能力的有效途徑，不僅能解決關(guān)鍵技術(shù)，保證所研發(fā)的產(chǎn)品在技術(shù)性能上滿足生產(chǎn)的實(shí)際需求，而且能為用戶提供商品化的產(chǎn)品和服務(wù)。要做到自主開發(fā)與引進(jìn)國外技術(shù)相結(jié)合，這樣不僅技術(shù)起點(diǎn)高，而且

12、開發(fā)周期大大縮短。如大連大森公司抓住機(jī)遇，采取數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)國際化，器件選購全球化，組裝生產(chǎn)社會(huì)化，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，一舉改變了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)可靠性差的形象。2002 年，大連大森公司共銷售數(shù)控系統(tǒng)2200 多臺。 3、加快技術(shù)引進(jìn)與合作 為了更快得到最新技術(shù)，企業(yè)可直接與國內(nèi)外科研院所“聯(lián)姻”，通過國際合作生產(chǎn)、合資經(jīng)營，實(shí)現(xiàn)主流產(chǎn)品生產(chǎn)的高起點(diǎn)、成批量、專業(yè)化。2003年10 月，北一大隈（北京）有限責(zé)任公司在北京林河工業(yè)正式投產(chǎn)。作為一個(gè)國家裝備制造業(yè)水平標(biāo)志的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)基地，這家總投資達(dá)3.3億元人民幣的中日合資企業(yè)，通過引進(jìn)世界先進(jìn)的五面加工機(jī)、臥式加工中心柔性生產(chǎn)線及立臥加工中心構(gòu)成一個(gè)全柔性的加工系統(tǒng)，形成年產(chǎn)1000臺數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)能力，將成為中國規(guī)模最大的數(shù)控機(jī)床制造基地。 結(jié)語 現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)將機(jī)械制造技術(shù), 計(jì)算機(jī)技術(shù), 成組技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù), 傳感檢測技術(shù), 信息處理技術(shù), 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),液壓氣動(dòng)技術(shù), 光機(jī)電技術(shù)集于一體的技術(shù), 是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ),其水平的先進(jìn)與否直接關(guān)系到國家的戰(zhàn)略地位和綜合國力水平。近十幾年來, 由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及其它數(shù)控相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步,推動(dòng)了數(shù)控技術(shù)向多個(gè)方向發(fā)展。因此,