国产数控机床的发展现状及发展趋势

发布时间:2019-06-10  发布者:禹创重工机械
20世纪80年代初,国内先后从日本、美国等国引进了一些CNC装置及主轴、伺服系统的生产技术,并陆续投入了批量生产,从而结束了数控机床发展徘徊不前的局面,推动了数控机床的发展。到20世纪90年代初,国内的数控机床及数控系统的生产具有了一定的规模,但前进中的数控机床产业正面临十分严峻的形势。进入WTO后,中 国 将进入日趋完善的国内外相统一的大市场,大量数控机床及数控系统进口,将对发展中的数控产业造成巨大的冲击。2003年开始,中 国 已成为较大的机床消费国,也是世界上较大的数控机床进口国。随着,“数字制造”这一新理念被引入中 国 制造业,有必要对国内数控机床产业的现状及趋势做些探讨。
1数控机床的概念
数控机床就是在数字控制下,能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。
2国产数控机床的发展现状
数控机床是当代机械制造业的主流装备,国产数控机床的发展经历了30年跌宕起伏,已经由成长期进入了成熟期,可提供市场1500种数控机床,覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技犬机床等领域,产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。其中,五轴(坐标)联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。
它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体,应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工,是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。五轴联动数控机床的应用,其加工效率相当于2台三轴机床,甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资,大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。国产五轴联动数控机床品种日趋增多,国际强手对中 国 限制的五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣锁床等均在国内研制成功,改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面。
3国内数控机床的发展趋势
新一代数控机床为提高生产效率,向超高速方向发展,采用新型功能部件(如电主轴、直线电机)主轴转速达15000r/min以上。计算机技术及其软件控制技术在机床产品技术中占的比重越来越大,计算机系统及其应用软件的复杂化,带来了机床系统及其硬件结构的简化,数控机床的智能化程度日趋提高。
绿色设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下,系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响,从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响较小,资源利用率较高。数控机床在设计时要考虑:绿色材料设计;可拆卸性设计;节能性设计;可回收性设计;模块化设计;绿色包装设计等。
绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式,通过绿色生产过程生产出绿色产品。数控机床在制造时要考虑:节约资源的工艺设计;节约能源的工艺设计;环保型工艺设计等。随着世界经济的迅速发展,尤其是国内改革开放以来工业化程度的加快,所带来的环境污染问题越来越严重,环境保护的呼声越来越高,环保问题已经成为各国经济可持续发展的制约因素之一。数控机床作为装备制造业的核心。能否顺应环保趋势,加大绿色设计与制造的研制,将是影响经济发展的重要要素之一。
工件一次装夹,能进行多种工序复合加工,可大大地提高生产效率和加工精度,是机床一贯追求的。由于产品开发周期愈来愈短,对制造速度的要求也相应提高,机床也朝高效能发展。机床已逐渐发展成为系统化产品,用一台电脑控制一条生产线的作业。产品对外观曲线要求的提高,机床五轴加工、六轴加工已日益普及,机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。
专用机床是一种专门适用于特定零件和特定工序加工的机床,是组成自动生产线式生产制造系统中,不可缺的机床品种。组合机床是专用机床的一种,它以标准化部件为基础,配以少量的专用部件组成。由于专用机床是一种《量体裁衣》产品,具有高效自动化的优点,是大批量生产企业的理想装备。随着装备制造技术的进步,数控技术的普及,专用机床的数控化发展也很快,专用机床在生产实践中占有一定的比重。
专用机床及其自动化生产线的制造,与大量生产汽车等性质不一样,也与普通机床的制造性质不一样,它具有两个极其鲜明的特征:一是集成性。用户订购专用机床都是要求交钥匙工程,它集加工工艺(含工艺方法及工艺参数),机床、夹具、工具(包含辅助)的开发设计与选择,检验测量(包括进入机床前的毛坯检验、加工中及成品的检验测量)物流的输送,切屑和冷却液的防护与处理等于一体。它不仅仅解决其中的某一问题,而是要解决好涉及较宽的技术领域可能遇到的每一个问题。二是单一性。专用机床几乎都是单台性生产,要根据用户提出的要求,进行一次性开发,一次性制造,而且还要保证一次性成功。
根据专用机床及其自动生产线开发制造的特性,可归纳为以下几个特点:
一是技术难度大。由于它是集加工工艺、机床、夹具、辅具、刀具、检验测量、物流等于一体,实现交钥匙工程,从而涉及技术领域宽且复杂,又是一次性制造,要保证一次成功,所以技术难度大。
二是经营风险率高。专用机床(或自动线)根据用户订单“量体裁衣”制造的,不可能有试制探索过程,要确保一次成功,有相当大的技术风险。由于技术方案不当,造成局部或整体报废的情况屡见不鲜;由于一次性制造,在制造调试过程中难保不出现问题,解决这些总是需要时间,从而按期交货也有一定的风险;由于装备是专门为某一用户订做的,当该用户因种种原因不能如期付款、甚至无力付款时,势必造成制造企业的损失;产品无法转让他人,故经营风险率高
三是协作困难大。由于是一次性制造,它不像汽车零部件那样大量生产,也不像通用设备那样批量生产,毛坯的组织,单一件的采购,找协作厂家很困难。所以企业应具备很强的装备,保证一次性制造出合格的产品。
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