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数控机床的发展趋势及国内发展现状-【新闻】合山

发布时间:2021-04-20 11:55:22 阅读: 来源:万用表厂家

数控机床的发展趋势及国内发展现状

2.引言

2.7 极端化

国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是22世纪的战略技术,需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备,所以微型机床包括微切削加工机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。

2.8 信息交互网络化

对于面临激烈竞争的企业来说,使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能,以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享,又能实现数控机床的远程监视、控制、培训、教学、管理,还可实现数控装备的数字化服务。例如,日本Mazak公司推出新一代的加工中心配备了一个称为信息塔的外部设备,包括计算机、手机、机外和机内摄像头等,能够实现语音、图形、视像和文本的通信故障报警显示、在线帮助排除故障等功能,是独立的、自主管理的制造单元。

2.9 新型功能部件

为了提高数控机床各方面的性能,具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然。具有代表性的新型功能部件包括:

高频电主轴:高频电主轴是高频电动机与主轴部件的集成,具有体积小、转速高、可无级调速等一系列优点,在各种新型数控机床中已经获得广泛的应用;

直线电动机:近年来,直线电动机的应用日益广泛,虽然其价格高于传统的伺服系统,但由于负载变化扰动、热变形补偿、隔磁和防护等关键技术的应用,机械传动结构得到简化,机床的动态性能有了提高。如:西门子公司生产的2FN2系列三相交流永磁式同步直线电动机已开始广泛应用于高速铣床、加工中心、磨床、并联机床以及动态性能和运动精度要求高的机床等;德国EX-CELL-O公司的XHC卧式加工中心三向驱动均采用两个直线电动机;

电滚珠丝杆:电滚珠丝杆是伺服电动机与滚珠丝杆的集成,可以大大简化数控机床的结构,具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点。

2.22 高可靠性

数控机床与传统机床相比,增加了数控系统和相应的监控装置等,应用了大量的电气、液压和机电装置,易于导致出现失效的概率增大;工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利,而数控机床加工的零件型面较为复杂,加工周期长,要求平均无故障时间在2万小时以上。为了保证数控机床有高的可靠性,就要精心设计系统、严格制造和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。国外数控系统平均无故障时间在7~22万小时以上,国产数控系统平均无故障时间仅为22222小时左右,国外整机平均无故障工作时间达822小时以上,而国内最高只有322小时。

2.22 加工过程绿色化

随着日趋严格的环境与资源约束,制造加工的绿色化越来越重要,而中国的资源、环境问题尤为突出。因此,近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现,并在不断发展当中。在22世纪,绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展,占领更多的世界市场。

2.22 多媒体技术的应用

多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体,使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力,因此也对用户界面提出了图形化的要求。合理的人性化的用户界面极大地方便了非专业用户的使用,人们可以通过窗口和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。除此以外,在数控技术领域应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化,应用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等,因此有着重大的应用价值。

3 我国数控机床发展现状及思考

我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代,通过“六五”期间引进数控技术,“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”,我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年,我国数控产业发展迅速,2998~2224年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%34.9%。尽管如此,进口机床的发展势头依然强劲,从2222年开始,中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国,2224年中国机床主机消费高达94.6亿美元,但进出口逆差严重,国产机床市场占有率连年下降,2999年是33.6%,2223年仅占27.7%。2999年机床进口额为8.78亿美元,2223年达27.2亿美元,相当于同年国内数控机床产值的2.7倍。国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显,72%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力,究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。

我们应看清形势,充分认识国产数控机床的不足,努力发展先进技术,加大技术创新与培训服务力度,以缩短与发达国家之间的差距。

3.2 不断加强技术创新是提高国产数控机床水平的关键

国产数控机床缺乏核心技术,从高性能数控系统到关键功能部件基本都依赖进口,即使近几年有些国内制造商艰难地创出了自己的品牌,但其产品的功能、性能的可靠性仍然与国外产品有一定差距。近几年国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进数控技术,但缺乏对机床结构与精度、可靠性、人性化设计等基础性技术的研究,忽视了自主开发能力的培育,国产数控机床的技术水平、性能和质量与国外还有较大差距,同样难以得到大多数用户的认可。

3.2 制造水平与管理手段依然落后

一些国产数控机床制造商不够重视整体工艺与制造水平的提高,加工手段基本以普通机床与低效刀具为主,装配调试完全靠手工,加工质量在生产进度的紧逼下不能得到稳定与提高。另外很多国产数控机床制造商的生产管理依然沿用原始的手工台账管理方式,工艺水平和管理效率低下使得企业无法形成足够生产规模。如国外机床制造商能做到每周装调出产品,而国内的生产周期过长且很难控制。因此我们在引进技术的同时应注意加强自身工艺技术改造和管理水平的提升。

3.3 服务水平与能力欠缺也是影响国产数控机床占有率的一个重要因素

由于数控机床产业发展迅速,一部分企业不顾长远利益,对提高自身的综合服务水平不够重视,甚至对服务缺乏真正的理解,只注重推销而不注重售前与售后服务。有些企业派出的人员对生产的数控机床缺乏足够了解,不会使用或使用不好数控机床,更不能指导用户使用好机床;有的对先进高效刀具缺乏基本了解,不能提供较好的工艺解决方案,用户自然对制造商缺乏信心。制造商的服务应从研究用户的加工产品、工艺、生产类型、质量要求入手,帮助用户进行设备选型,推荐先进工艺与工辅具,配备专业的培训人员和良好的培训环境,帮助用户发挥机床的最大效益、加工出高质量的最终产品,这样才能逐步得到用户的认同,提高国产数控机床的市场占有率。

3.4 加大数控专业人才的培养力度

从我国数控机床的发展形式来看需要三种层次的数控技术人才:第一种是熟悉数控机床的操作及加工工艺、懂得简单的机床维护、能够进行手工或自动编程的车间技术操作人员;第二种是熟悉数控机床机械结构及数控系统软硬件知识的中级人才,要掌握复杂模具的设计和制造知识,能够熟练应用UG、PRO/E等CAD/CAM软件,同时有扎实的专业理论知识、较高的英语水平并积累了大量的实践经验;第三种是精通数控机床结构设计以及数控系统电气设计、能够进行数控机床产品开发及技术创新的数控技术高级人才。我国应根据需要有目标的加大人才培养力度,为我国的数控机床产业提供强大的技术人才支撑。

4 结语

目前,数控机床的发展日新月异,高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。

中国作为一个制造大国,主要还是依靠劳动力、价格、资源等方面的比较优势,而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。中国的数控产业不能安于现状,应该抓住机会不断发展,努力发展自己的先进技术,加大技术创新与人才培训力度,提高企业综合服务能力,努力缩短与发达国家之间的差距。力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高精尖产品制造的转变,实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。

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