時(shí)間:2024-01-10 10:13:34
導(dǎo)言:作為寫(xiě)作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇數(shù)控機(jī)床行業(yè)前景,它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
The first class of the numerical control machine
Wang Yurong
【Abstract】The first lesson of the numerical control machine should be started from cultivating students’ interest, how to learn well the numerical control and the future foreground of the numerical control machine, elucidated the developing course of the numerical control machine and the wide use of the numerical controlling technology. Teachers should lead students to master the knowledge on the machine, know about the electric control technology, to be good at the operating skill, to do some simple programme and to apply the computer office technology. Collecting knowledge can prepare for learning well the numerical control machining and look into the future of it.
【Keywords】Numerical control machine Cultivating interest Future foreground
隨著我國(guó)機(jī)加工業(yè)向大規(guī)模集約化的發(fā)展,數(shù)控技術(shù)越來(lái)越多的運(yùn)用到機(jī)床,這樣就需要大批數(shù)控加工的技術(shù)人員、編程的技術(shù)人員以及數(shù)控機(jī)床的操作人員,技工學(xué)校就是培養(yǎng)這些技術(shù)人員的搖籃。
如何為技工學(xué)校的學(xué)生上好數(shù)控機(jī)床第一課?我從以下三個(gè)方面入手:
1.培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
1.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過(guò)程。什么是數(shù)控機(jī)床?數(shù)字控制機(jī)床(Numerical Control Machine Tools)簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控機(jī)床,這是一種將數(shù)字計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的控制技術(shù)。它把機(jī)械加工過(guò)程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示,通過(guò)信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào),控制機(jī)床的動(dòng)作,按圖紙要求的形狀和尺寸,自動(dòng)地將零件加工出來(lái)。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問(wèn)題,是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床,代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向,是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。
數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用了自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、微電子、精密測(cè)量和機(jī)床結(jié)構(gòu)等方面的最新成就。
從1952年至今,數(shù)控機(jī)床按照控制機(jī)的發(fā)展,已經(jīng)歷了五代。
1959年,由于在計(jì)算機(jī)行業(yè)中研制出晶體管元件,因而在數(shù)控系統(tǒng)中廣泛采用晶體管和印刷電路板,從而跨入了第二代。
1965年,出現(xiàn)小規(guī)模集成電路,由于它體積小、功耗低,使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步提高,數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。
以上三代系統(tǒng),都是采用專(zhuān)用控制計(jì)算機(jī)的硬接線數(shù)控系統(tǒng),我們稱(chēng)之為硬線系統(tǒng),統(tǒng)稱(chēng)為普通數(shù)控系統(tǒng)(NC)。
隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,小型計(jì)算機(jī)的價(jià)格急劇下降,激烈地沖擊著市場(chǎng)。數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家認(rèn)識(shí)到,采用小型計(jì)算機(jī)來(lái)取代專(zhuān)用控制計(jì)算機(jī),經(jīng)濟(jì)上是合算的,許多功能可以依靠編制專(zhuān)用程序存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中,構(gòu)成所謂控制軟件而加以實(shí)現(xiàn),提高了系統(tǒng)的可靠性和功能特色。這種數(shù)控系統(tǒng),稱(chēng)為第四代系統(tǒng),即計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展是日新月異的,就在1970年前后,美國(guó)英特爾(Intel)公司開(kāi)發(fā)和使用了四位微處理器,微處理芯片滲透到各個(gè)行業(yè),數(shù)控技術(shù)也不例外。我們把以微處理機(jī)技術(shù)為特征的數(shù)控系統(tǒng)稱(chēng)為第五代系統(tǒng)(MNC)。
1.2 數(shù)控技術(shù)的廣泛運(yùn)用。數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國(guó)信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資,不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。
數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù),數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化裝備,如數(shù)控機(jī)床等。其技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域:①機(jī)械制造技術(shù);②信息處理、加工、傳輸技術(shù);③自動(dòng)控制技術(shù);④伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù);⑥傳感器技術(shù);⑥軟件技術(shù)等。
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)國(guó)防、汽車(chē)等的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用,這些行業(yè)裝備數(shù)字化已是現(xiàn)展的大趨勢(shì),如:橋式三、五坐標(biāo)高速數(shù)控龍門(mén)銑床、龍門(mén)移動(dòng)式五座標(biāo)AC擺角數(shù)控龍門(mén)銑床、龍門(mén)移動(dòng)式三座標(biāo)數(shù)控龍門(mén)銑床等。
2.如何學(xué)好數(shù)控技術(shù)。數(shù)控專(zhuān)業(yè)是機(jī)械制造技術(shù)、電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合的專(zhuān)業(yè),培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)需要,德、智、體、美全面發(fā)展,具有較扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí),熟練掌握各種專(zhuān)業(yè)技能,職業(yè)素質(zhì)優(yōu)良,專(zhuān)業(yè)技術(shù)適用,實(shí)踐能力突出,能在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域面向數(shù)控加工、模具設(shè)計(jì)與制造、CAD/CAM技術(shù)等多個(gè)不同方向發(fā)展,在生產(chǎn)第一線從事數(shù)控設(shè)備的操作、編程維護(hù)以及生產(chǎn)組織和管理等方面工作的高等技術(shù)應(yīng)用型人才。
在學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床前,先積累一些必備的知識(shí),要求較系統(tǒng)地掌握本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的基本理論知識(shí),主要包括機(jī)械制圖、工程力學(xué)、機(jī)械基礎(chǔ)、車(chē)工工藝學(xué)、工件的裝夾與定位、機(jī)械設(shè)計(jì)理論與制造技術(shù)、電工電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)等學(xué)科的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用知識(shí)。
2.1 要掌握機(jī)加工知識(shí)。在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)初步掌握普通機(jī)床的加工工藝,裝夾、定位,加工工序的安排等。這樣對(duì)普通的技工學(xué)校學(xué)生要求就高了很多,要想學(xué)好數(shù)控機(jī)床的加工,在理論和實(shí)踐兩方面都要有大量的積累。建議同學(xué)先多了解數(shù)控機(jī)床的信息知識(shí),增加興趣。
2.2 要了解電氣控制技術(shù)。數(shù)控機(jī)床是電氣自動(dòng)化程度非常高的設(shè)備,如進(jìn)刀量、加工量等全部依靠的是編碼器控制,各種定位等主要依靠光、電、磁等各種傳感器控制。不掌握足夠的電氣控制技術(shù)不僅難以正確操作設(shè)備,就是一些簡(jiǎn)單的故障也難以排除,因此更談不上利用數(shù)控機(jī)床加工出合格的工件。
2.3 要熟練計(jì)算機(jī)操作技術(shù)。目前,最新的數(shù)控機(jī)床都是利用微型計(jì)算機(jī)控制和操作的。其操作系統(tǒng)使用的就是計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng),不掌握一定的計(jì)算機(jī)操作技術(shù)根本談不上去學(xué)習(xí)和使用數(shù)控機(jī)床。因此學(xué)習(xí)和使用數(shù)控機(jī)床首先必須具備的條件就是會(huì)熟練使用計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。
2.4 要會(huì)簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)編程。數(shù)控機(jī)床所加工的工件形狀和工件的加工步驟以及加工順序全部依靠給計(jì)算機(jī)輸入指令來(lái)進(jìn)行操作的,這些指令就是通過(guò)編寫(xiě)操作程序來(lái)完成的。因此學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床首先要熟記各種操作指令,然后根據(jù)加工工件的要求和加工的順序?qū)⒅噶罹帉?xiě)成操作程序,這些操作程序就是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)指揮機(jī)床進(jìn)行機(jī)加工作業(yè)的。不懂得指令的含義或不會(huì)把指令變成程序就無(wú)法指揮數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)加工。
2.5 要能運(yùn)用計(jì)算機(jī)辦公技術(shù)(CAD/CAM)。數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)主要是為了適應(yīng)越來(lái)越復(fù)雜的加工工件要求的,而目前很多工件用常規(guī)的人工設(shè)計(jì)已無(wú)法完成,即使設(shè)計(jì)出來(lái),它的圖紙也難以識(shí)別。如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、各種汽輪機(jī)等。這些復(fù)雜的工件都需要使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助加工(CAM)。如果不了解CAD/CAM等常規(guī)的知識(shí)也無(wú)法熟練操作數(shù)控機(jī)床。
3.數(shù)控加工未來(lái)前景。
3.1 人才缺乏,人才寶貴(我國(guó)材料科學(xué)研究領(lǐng)先,但機(jī)加工技術(shù)落后)。目前,我國(guó)制造業(yè)已開(kāi)始廣泛使用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù),但掌握數(shù)控技術(shù)的機(jī)電復(fù)臺(tái)型人才奇缺,其中僅數(shù)控機(jī)床的操作、編程、維修人員就短缺60多萬(wàn)人。我國(guó)數(shù)控技術(shù)人才不僅數(shù)量上奇缺,數(shù)控技術(shù)是集機(jī)械、電子、信息和管理等學(xué)科于一體的新興交叉學(xué)科,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展對(duì)人才的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)提出了新的要求,高起點(diǎn)地培養(yǎng)從事數(shù)控加工、模具制造、CAD/CAM技術(shù)的機(jī)電復(fù)合型人才,以滿(mǎn)足制造業(yè)發(fā)展對(duì)人才的需求。
3.2 未來(lái)普通機(jī)床逐步向數(shù)控機(jī)床發(fā)展。未來(lái)的機(jī)加工技術(shù)將越來(lái)越向高效、復(fù)雜化、高精度方向發(fā)展。普通機(jī)床已無(wú)法完成其加工要求,這樣一來(lái),普通機(jī)床將逐步被數(shù)控機(jī)床所取代。
數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比較,有以下優(yōu)點(diǎn):
①自動(dòng)化程度高,具有很高的生產(chǎn)效率,而且可以大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
②對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng),可以適合加工普通機(jī)床無(wú)法完成的復(fù)雜工件。
③加工精度高,質(zhì)量穩(wěn)定,不受操作工人的情緒影響,對(duì)人員的依賴(lài)性小。
④易于建立與計(jì)算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò),容易實(shí)現(xiàn)群控。
機(jī)床是裝備制造業(yè)中的基礎(chǔ)性產(chǎn)品。我國(guó)機(jī)床業(yè)技術(shù)附加值較低,尤其自主研發(fā)的高端數(shù)控機(jī)床成果寥寥,這與“中國(guó)制造”以往在國(guó)際分工中的低端定位有關(guān)。而近年來(lái),中國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)步伐加快,高端數(shù)控機(jī)床需求大增,但市場(chǎng)卻主要被進(jìn)口貨占據(jù),國(guó)產(chǎn)高端數(shù)控機(jī)床發(fā)展仍步履艱難。
種種跡象顯示,這與國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域高端技術(shù)人才缺失有關(guān)。數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)規(guī)模發(fā)展越快,人才短缺的瓶頸效應(yīng)越凸顯。對(duì)國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床行業(yè)而言,這仿佛是個(gè)難以自拔的尷尬境地。
發(fā)展陷入怪圈
在此次展會(huì)上,當(dāng)各展臺(tái)的業(yè)務(wù)人員都在熱切期待自己的客戶(hù)時(shí),記者卻在大連機(jī)床集團(tuán)展臺(tái)旁,看到一個(gè)小伙子和一位白發(fā)蒼蒼的老人為了機(jī)床行業(yè)人才缺失的問(wèn)題展開(kāi)熱烈的討論。小伙子就是張成,老者是中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)高級(jí)工程師、原高級(jí)顧問(wèn)陳循介。
“我國(guó)機(jī)床行業(yè)之所以會(huì)出現(xiàn)今天這個(gè)現(xiàn)狀,很重要的原因是人才缺失?!弊鳛槔弦惠厵C(jī)床專(zhuān)家,陳循介憂慮地對(duì)記者說(shuō),國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)的高端技術(shù)人才中,比他年輕一點(diǎn)的有不少,可再年輕點(diǎn)的就很少見(jiàn)了。機(jī)床行業(yè)在人才上出現(xiàn)了斷代。
張成也認(rèn)為,我國(guó)大量高端機(jī)床領(lǐng)域的技術(shù)人才流失,關(guān)鍵是用什么來(lái)吸引人才的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)還不能給高精尖人才提供一個(gè)良好的環(huán)境。
記者注意到,和其他裝備制造業(yè)一樣,目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)處于難得的戰(zhàn)略機(jī)遇期。傳統(tǒng)工業(yè),如汽車(chē)、機(jī)械、家電、紡織、農(nóng)機(jī)、環(huán)保等行業(yè)的技術(shù)改造,對(duì)數(shù)控機(jī)床的需求繼續(xù)攀升;電子信息、生物工程、新能源新材料等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又為精密、高效、專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床開(kāi)辟了新的需求市場(chǎng)。
另一方面,我國(guó)東部產(chǎn)業(yè)的升級(jí)、東北等老工業(yè)基地的振興和中西部開(kāi)發(fā)步伐的加快,為數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了潛力巨大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng);國(guó)際金融危機(jī)以來(lái),國(guó)際資本和產(chǎn)業(yè)向中國(guó)的轉(zhuǎn)移、國(guó)際技術(shù)和人才的交流,又為我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了外部環(huán)境。
有數(shù)據(jù)顯示,10年前國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量只有2萬(wàn)臺(tái)左右,如今已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)量20多萬(wàn)臺(tái);國(guó)產(chǎn)機(jī)床數(shù)控化率由“十五”末的35.5%,提高到“十一五”末的51.9%。然而,這些數(shù)據(jù)卻不能反映目前機(jī)床行業(yè)發(fā)展面臨的諸多深層次矛盾。
“大而不強(qiáng)、廣而不精是國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的通病,重點(diǎn)行業(yè)需要的高檔機(jī)床日前仍需靠進(jìn)口?!饼R齊哈爾二機(jī)床總工程師程鳳蘭說(shuō)。
武漢重型機(jī)床集團(tuán)有限公司(下稱(chēng)武重機(jī)床)總工藝師、副總工程師張文橋也指出:“我們采取的是先做大、再做強(qiáng)的策略。目前,機(jī)床的功能是達(dá)到了,可精度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?!?/p>
“從某種程度上說(shuō),機(jī)床業(yè)的發(fā)展陷入了一個(gè)怪圈?!焙辖芸藬?shù)控有限公司董事長(zhǎng)、湖南大學(xué)隨動(dòng)磨削研究所所長(zhǎng)胡惜時(shí)對(duì)記者說(shuō),機(jī)床業(yè)相當(dāng)于制造業(yè)中的“農(nóng)業(yè)”,利潤(rùn)低導(dǎo)致技術(shù)人才待遇低,待遇低又導(dǎo)致機(jī)床業(yè)人才缺失,人才缺失又影響產(chǎn)品的創(chuàng)新,這又進(jìn)一步制約了企業(yè)的利潤(rùn)空間。
人才待遇不高
杰克機(jī)床是杰克控股集團(tuán)旗下的第二大企業(yè),現(xiàn)在在浙江、江西和湖南擁有3家機(jī)床制造工廠=其在湖南工廠的高級(jí)技術(shù)員自加入企業(yè)第二年后就基本上能拿到3000多塊錢(qián)。雖然也有年薪十幾萬(wàn)的工程師,但公司對(duì)用人成本有嚴(yán)格控制,基本上不會(huì)超過(guò)總成本的15%。
胡惜時(shí)告訴記者,技術(shù)人才流失,跟這個(gè)行業(yè)的工資待遇不高確實(shí)有很大關(guān)系?!艾F(xiàn)在哪怕一個(gè)洗腳妹也能拿到3000塊錢(qián)工資。一個(gè)技術(shù)員才拿3000塊錢(qián),他就感覺(jué)吃虧了。”
加拿大的ICAM公司是數(shù)控機(jī)床行業(yè)的國(guó)際知名公司。該公司工程師李榮華向本刊記者介紹,跟中國(guó)比,該公司給技術(shù)人才的待遇確實(shí)要高出一大截,盡管中國(guó)一些機(jī)床企業(yè)已經(jīng)在給員工漲薪水。
然而,國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)目前還是無(wú)法滿(mǎn)足工程師們的迫切愿望。這其中的一個(gè)很重要原因是國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床賣(mài)不出好價(jià)錢(qián)。同樣型號(hào)的產(chǎn)品,國(guó)產(chǎn)的價(jià)錢(qián)要比國(guó)外企業(yè)的產(chǎn)品便宜很多,以至于業(yè)內(nèi)人士不看產(chǎn)品參數(shù),只看價(jià)錢(qián)就能判斷出是國(guó)產(chǎn)貨還是進(jìn)口貨。
另一方面,國(guó)內(nèi)企業(yè)管理層似乎沒(méi)有深刻意識(shí)到高端技術(shù)工程人員的重要性。工程師做銷(xiāo)售
張成在大連機(jī)床搞技術(shù)研發(fā)已經(jīng)5年。不過(guò),從今年開(kāi)始,他要開(kāi)始跑銷(xiāo)售。記者注意到,在CIMT2011展會(huì)上,很多“銷(xiāo)售經(jīng)理”名片的頭銜后面都跟著三個(gè)字――工程師。
對(duì)此現(xiàn)象,浙江天通吉成機(jī)器技術(shù)有限公司銷(xiāo)售二部部長(zhǎng)張亞寧解釋說(shuō):“我們國(guó)家的機(jī)床行業(yè)是市場(chǎng)導(dǎo)向性非常突出的行業(yè),只有市場(chǎng)需要的,機(jī)床企業(yè)才去研發(fā)生產(chǎn),市場(chǎng)不需要的就一定不會(huì)有哪家企業(yè)會(huì)去研發(fā)生產(chǎn)?!?/p>
武重機(jī)床是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)重型、超重型機(jī)床規(guī)格最大、品種最全的大型骨干企業(yè)。該公司總工藝師、副總工程師張文橋表示,從他們機(jī)床廠家來(lái)說(shuō),也想用國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng),但這最終還是取決于用戶(hù)的選擇,一般用戶(hù)不愿意使用國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。沈陽(yáng)機(jī)床黨委宣傳部的一位楊姓副部長(zhǎng)也曾向記者表示,如果企業(yè)一心研發(fā)新產(chǎn)品,到頭來(lái)卻賣(mài)不出去,那企業(yè)怎么生存?
來(lái)自中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示:2010年我國(guó)機(jī)床工具產(chǎn)品進(jìn)口總額為157.2億美元,同比增長(zhǎng)62.0%,超過(guò)歷史最高的2008年的27.8%。其中,普通機(jī)床超過(guò)90億美元,數(shù)控機(jī)床接近80億美元。
對(duì)此,有機(jī)床行業(yè)專(zhuān)家分析指出,進(jìn)口大幅增長(zhǎng)的原因,一方面是國(guó)家鼓勵(lì)先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)裝備進(jìn)口,進(jìn)一步擴(kuò)大高檔機(jī)床工具產(chǎn)品的進(jìn)口,另一方面也說(shuō)明,國(guó)產(chǎn)中、高檔機(jī)床工具與國(guó)外還有較明顯差距,還不能完全滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。
中國(guó)作為全球的制造業(yè)大國(guó),裝備制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有很大的比重。伴隨中國(guó)的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程,裝備工業(yè)有了迅猛發(fā)展,作為裝備制造業(yè)的核心和基礎(chǔ),機(jī)床行業(yè)備受重視,機(jī)床工業(yè)無(wú)論地位、產(chǎn)值、技術(shù)、市場(chǎng)等各個(gè)方面均有了飛速發(fā)展,但和國(guó)際機(jī)床行業(yè)強(qiáng)國(guó)德國(guó)、日本比較還有一定差距,伴隨我國(guó)科學(xué)、技術(shù)進(jìn)步和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的發(fā)展,機(jī)床行業(yè)具有光輝的發(fā)展前景。本文主要從中國(guó)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展規(guī)律及驅(qū)動(dòng)因素上分析機(jī)床工業(yè)的發(fā)展前景。
一、國(guó)際機(jī)床行業(yè)的發(fā)展規(guī)律和現(xiàn)狀
1、機(jī)床工業(yè)的生產(chǎn)狀況
全球28個(gè)主要機(jī)床生產(chǎn)國(guó)家和地區(qū)2012年產(chǎn)值為932億美元,中國(guó)約占30%,位居第一位。機(jī)床生產(chǎn)前8位國(guó)家和地區(qū)依次是中國(guó)、日本、德國(guó)、意大利、瑞士、美國(guó)、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣。進(jìn)入世界機(jī)床產(chǎn)值最大20家企業(yè)中,日本和德國(guó)最多,分別達(dá)6家,中國(guó)、美國(guó)和韓國(guó)排在其后,分別有2家,瑞士1家排在第6位。美、德 、日仍然是美、歐、亞三洲機(jī)床生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。
2、全球機(jī)床行業(yè)的消費(fèi)情況
中、德、日、美、意是世界機(jī)床重點(diǎn)消費(fèi)大國(guó),占全球消費(fèi)總量的73%。2013年中國(guó)機(jī)床消費(fèi)381億美元,漲幅近12%,占全球消費(fèi)量的30%,仍然居世界第一,其中中國(guó)金屬加工機(jī)床消費(fèi)則占據(jù)全球市場(chǎng)的45%。美國(guó)、德國(guó)、日本機(jī)床消費(fèi)增長(zhǎng)已成定勢(shì),而且以中高檔數(shù)控機(jī)床為消費(fèi)主流。以歐元計(jì)算,各地區(qū)占比基本未變,亞洲占全球機(jī)床產(chǎn)值的57.7%,歐洲占比為34.7%,美洲占比為7.6%。其中2012年前十位機(jī)床消費(fèi)國(guó)占全球市場(chǎng)80%。
3、全球機(jī)床行業(yè)的特點(diǎn)和分布格局
歐美機(jī)床企業(yè)集團(tuán)化趨勢(shì)加強(qiáng),控制著機(jī)床行業(yè)高端技術(shù)。美國(guó)企業(yè)重點(diǎn)發(fā)展高精尖機(jī)床技術(shù),生產(chǎn)飛機(jī)、宇航、汽車(chē)工業(yè)所需高精度、高效、高自動(dòng)化、高性能機(jī)床。德國(guó)企業(yè)對(duì)加工工藝研究投資不遺余力,尤以重型機(jī)床、大型精密機(jī)床著稱(chēng),精度及使用壽命最好。瑞士機(jī)床企業(yè)以中小精密機(jī)床技術(shù)著稱(chēng)于世,擅長(zhǎng)將現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床系統(tǒng)。意大利機(jī)床企業(yè)擅長(zhǎng)生產(chǎn)單臺(tái)定制,個(gè)性化顯著的機(jī)床,機(jī)床的柔性化程度高。韓國(guó)、日本、臺(tái)灣擅長(zhǎng)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)實(shí)用性較強(qiáng)的中高檔機(jī)床,其中日本企業(yè)對(duì)機(jī)床壽命設(shè)計(jì)有特別的獨(dú)到技術(shù)。
4、機(jī)床行業(yè)在全球進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)移
產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重要理論依據(jù)是比較優(yōu)勢(shì),由于各個(gè)國(guó)家的勞動(dòng)力成本、產(chǎn)業(yè)配套、法律法規(guī)、教育體系等各個(gè)方面的不同,同樣的產(chǎn)品在各個(gè)國(guó)家中成本有明顯差異,而發(fā)展中國(guó)家在制造業(yè)和一些低端產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢(shì),成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的理想目的地。發(fā)達(dá)國(guó)家將傳統(tǒng)成熟產(chǎn)業(yè)有計(jì)劃、有步驟地向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移。造船行業(yè)、港口機(jī)械、工程機(jī)械等勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)由于技術(shù)含量較低、運(yùn)輸成本高、環(huán)保壓力大等因素成為發(fā)達(dá)國(guó)家的主要轉(zhuǎn)移領(lǐng)域。中國(guó)機(jī)床行業(yè)由于中國(guó)的第一消費(fèi)大國(guó)地位和生產(chǎn)成本、人員工資、工業(yè)配套等因素成為機(jī)床產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的第一大國(guó)。高端制造主要集中在發(fā)達(dá)國(guó)家,高端裝備制造不但體現(xiàn)在技術(shù)檔次高、系統(tǒng)復(fù)雜成套、大型重型化、高速精密等科技水平和技術(shù)參數(shù),更體現(xiàn)在售后服務(wù)復(fù)雜和更新?lián)Q代快??傮w表現(xiàn)為:投入巨大、成套復(fù)雜,規(guī)模龐大、研發(fā)周期長(zhǎng)等方面。所以國(guó)內(nèi)在重型設(shè)備等方面進(jìn)步明顯,比如港口機(jī)械、船舶、發(fā)電設(shè)備等,而精密機(jī)械等方面突破較慢。
二、我國(guó)機(jī)床行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
在國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的拉動(dòng)和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)國(guó)際化促動(dòng)下,中國(guó)機(jī)床行業(yè)從2002年(入關(guān)后)起,機(jī)床消費(fèi)總量呈加速增長(zhǎng)趨勢(shì),“十五”以來(lái),我國(guó)市場(chǎng)機(jī)床消費(fèi)總額、進(jìn)口額已連續(xù)居世界第一,數(shù)控機(jī)床更是以?xún)晌粩?shù)以上的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展,成為排名第一的機(jī)床消費(fèi)大國(guó)。2012年機(jī)床全行業(yè)總產(chǎn)值為8000億元。預(yù)計(jì)2015年年消費(fèi)額將近8500億元左右。國(guó)內(nèi)機(jī)床消費(fèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際化,世界機(jī)床制造基地移地中國(guó)化成為大趨勢(shì),國(guó)家建立裝備制造業(yè)基地如上海、沈陽(yáng)、大連、浙江等。目前我國(guó)機(jī)床行業(yè)產(chǎn)品覆蓋國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,滿(mǎn)足各個(gè)行業(yè)的基本需求,在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中需要的裝備制造業(yè)機(jī)床,我國(guó)均能自行生產(chǎn),基本沒(méi)有空白。
1、我國(guó)機(jī)床工業(yè)的歷史發(fā)展規(guī)律
中國(guó)機(jī)床消費(fèi)總量呈加速增長(zhǎng)趨勢(shì),消費(fèi)的增長(zhǎng)導(dǎo)致了進(jìn)口的快速增長(zhǎng),消費(fèi)增長(zhǎng)主要是受到固定資產(chǎn)投資增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和跨國(guó)公司加大對(duì)中國(guó)投資建廠和合資生產(chǎn)的影響。這也是我國(guó)裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)的路線圖和升級(jí)進(jìn)化過(guò)程,作為制造業(yè)核心的機(jī)床也經(jīng)歷了同樣的發(fā)展歷程,隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展,機(jī)床行業(yè)形成了低端到高端的歷史發(fā)展進(jìn)程。
2、我國(guó)機(jī)床產(chǎn)業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題
國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)面臨的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理問(wèn)題突出。首先是粗加工機(jī)床占總產(chǎn)量的40%以上,機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率低(32.7%),其次,數(shù)控機(jī)床低檔產(chǎn)品所占比例高(75%),數(shù)控化水平與國(guó)際差距較大。國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床高、中、低檔比例為3:22:75。國(guó)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床基本滿(mǎn)足了國(guó)內(nèi)需求,中檔數(shù)控機(jī)床具備了一定的生產(chǎn)能力,小批量的國(guó)產(chǎn)高端數(shù)控機(jī)床已投入使用。
國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)存在的問(wèn)題是:機(jī)床精度普遍較低,缺少剛度實(shí)驗(yàn),很少采用軟件補(bǔ)償、溫度變形補(bǔ)償、高速主軸系統(tǒng)動(dòng)平衡技術(shù)等保證定位精度,僅有少數(shù)幾種產(chǎn)品可達(dá)歐洲標(biāo)準(zhǔn)定位精度;基礎(chǔ)材料性能弱,很少普及高強(qiáng)度密烘鑄鐵(樹(shù)脂砂技術(shù)),無(wú)重大新材料開(kāi)發(fā);機(jī)床結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)性能差,高速機(jī)床需要強(qiáng)化結(jié)構(gòu)剛性,減輕移動(dòng)件重量,機(jī)床整體結(jié)構(gòu)突破傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的能力差;技術(shù)差距大,國(guó)外普及的遠(yuǎn)程服務(wù)技術(shù)、交鑰匙工程、高速機(jī)床硬切削、干切削及其機(jī)理研究空白,基本無(wú)切削軟件包供應(yīng);關(guān)鍵配套件性能不足,電主軸、高速滾珠絲杠副、直線電機(jī)、高速高精度數(shù)控系統(tǒng),高精度位置檢測(cè)系統(tǒng)等普遍處于低水平狀態(tài)。
3、機(jī)床行業(yè)的市場(chǎng)分析
(1) 普通制造業(yè)。普通機(jī)械加工業(yè)中五金、電力設(shè)備、模具加工、礦山機(jī)械、冶金設(shè)備、建材設(shè)備、石油化工設(shè)備是帶動(dòng)機(jī)床消費(fèi)增長(zhǎng)的主要因素。
(2)汽車(chē)行業(yè)。汽車(chē)工業(yè)對(duì)機(jī)床裝備的需求具有多層次、寬領(lǐng)域、快節(jié)奏、高質(zhì)量、數(shù)量大的特點(diǎn),柔性加工生產(chǎn)線、各種數(shù)控專(zhuān)用機(jī)床將是日后國(guó)內(nèi)機(jī)床工業(yè)向汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域滲透的重點(diǎn)。中國(guó)汽車(chē)零部件配套行業(yè)的實(shí)力與主機(jī)廠的需求差距還相當(dāng)大,汽車(chē)配套企業(yè)必須擴(kuò)充、提高裝備能力,才能謀求其未來(lái)的生存發(fā)展。
(3)航空、航天、船舶、軍工行業(yè)。航空、航天、船舶、軍工產(chǎn)業(yè)是高端機(jī)床市場(chǎng)需求的大戶(hù)。隨著國(guó)家綜合國(guó)力的增強(qiáng)和國(guó)防現(xiàn)代化的升級(jí),國(guó)家將會(huì)加大對(duì)國(guó)防裝備的投入(預(yù)計(jì)由目前占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的2.5%提高到2025年的5%)。
(4)電子信息產(chǎn)業(yè)。電子信息產(chǎn)業(yè)是精密機(jī)床的主要市場(chǎng)。電子信息技術(shù)水平是國(guó)家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。我國(guó)電子信息行業(yè)近幾年固定資產(chǎn)投資規(guī)模以年均16%速度增長(zhǎng)。
4、數(shù)控機(jī)床是機(jī)床發(fā)展的主流
國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床可供品種超過(guò)1500余種,特別是五軸(及以上)聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成功開(kāi)發(fā),包括最關(guān)鍵的萬(wàn)能自動(dòng)鏜銑頭在內(nèi),只是精度、性能與國(guó)際水平還有差距。技術(shù)差距主要體現(xiàn)在整體加工精度、高速運(yùn)行穩(wěn)定性、持續(xù)無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間、后勤遠(yuǎn)程維護(hù)等與國(guó)外產(chǎn)品有較大差距。核心部件數(shù)控化率不高,自動(dòng)化程度低。數(shù)控機(jī)床的性能主要由關(guān)鍵功能件所決定,數(shù)控機(jī)床價(jià)值的60%由關(guān)鍵功能件所決定,國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床功能件產(chǎn)業(yè)規(guī)模小,集中度小,產(chǎn)品性能水平與國(guó)外差距較大。國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品剛開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口,中高檔機(jī)床用的數(shù)控系統(tǒng)、滾珠絲杠、高速電主軸、刀庫(kù)機(jī)械手、全功能數(shù)控刀架、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和高速防護(hù)裝置等,很多是以進(jìn)口為主。
三、機(jī)床行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素
1、國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策支持
機(jī)床工業(yè)是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)和核心,2010年10月,國(guó)務(wù)院出臺(tái)的《加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》也明確指出,要積極發(fā)展以數(shù)字化、柔性化及系統(tǒng)集成技術(shù)為核心的智能制造裝備,其中高檔數(shù)控機(jī)床成為了發(fā)展的重中之重。在“十二五”規(guī)劃中,明確提出要重點(diǎn)發(fā)展四大主機(jī)(金屬切削機(jī)床、金屬成型機(jī)床、鑄造機(jī)械、木工機(jī)床)。高端裝備制造業(yè)升級(jí)換代,和工業(yè)化、重工化的歷史發(fā)展機(jī)遇將在很大程度上推動(dòng)機(jī)床行業(yè)快速增長(zhǎng)。到2020年,航空航天、船舶、汽車(chē)、發(fā)電設(shè)備制造等相關(guān)行業(yè)所需要的高檔數(shù)控機(jī)床的大部分供應(yīng)將立足國(guó)內(nèi),未來(lái)我國(guó)機(jī)床行業(yè)發(fā)展空間十分廣闊。
2、隨著裝備制造業(yè)和工業(yè)化、信息化的興起,機(jī)床行業(yè)發(fā)展后勁十足,前景廣闊
經(jīng)過(guò)多年的積累和技術(shù)進(jìn)步,我國(guó)工業(yè)特備是裝備制造業(yè)獲得快速發(fā)展,中國(guó)目前已經(jīng)成為世界主要的機(jī)械裝備生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)家,技術(shù)含量和工藝水平大大提高,產(chǎn)品質(zhì)量?jī)H次于美國(guó)、日本和德國(guó),領(lǐng)先于意大利和英國(guó)。我國(guó)裝備制造業(yè)的快速發(fā)展和國(guó)家崛起,必然導(dǎo)致基礎(chǔ)工業(yè)機(jī)床行業(yè)的快速發(fā)展。
3、機(jī)床行業(yè)高速發(fā)展具有一定穩(wěn)定性
隨著高速、高效、高精度機(jī)床的技術(shù)成熟和大批量生產(chǎn),歐美、日本、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)機(jī)床更新?lián)Q代加速,中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展和世界制造業(yè)向中國(guó)的轉(zhuǎn)移,未來(lái)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品方向重點(diǎn)是高度數(shù)控化、高效、精密、大型化、功能復(fù)合化。預(yù)計(jì)十二五期間,國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床增長(zhǎng)率保持在30%以上,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到70%以上。中高檔數(shù)控機(jī)床將成為市場(chǎng)消費(fèi)的主流。機(jī)床行業(yè)的重點(diǎn)用戶(hù)分布在電力工業(yè)、航空、航天工業(yè)、造船工業(yè)、鐵路機(jī)車(chē)工業(yè)、國(guó)防工業(yè)、機(jī)械工業(yè)和汽車(chē)工業(yè)七大行業(yè)領(lǐng)域,隨著中高檔數(shù)控產(chǎn)量提高,該行業(yè)收益水平將進(jìn)一步提高。同時(shí)隨著機(jī)床行業(yè)體制改革和國(guó)家政策支持力度加大,行業(yè)贏利水平必將大幅度提高。同相關(guān)行業(yè)比較,機(jī)床行業(yè)的毛利率較高,尤其高于普通機(jī)械加工行業(yè)水平。隨著機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率的提高,該行業(yè)收益水平將進(jìn)一步提高,機(jī)床用戶(hù)分布廣泛,各個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展的差異化、各個(gè)行業(yè)發(fā)展的差異性、機(jī)床產(chǎn)品的差異性和技術(shù)更新的快速性,使得機(jī)床行業(yè)的發(fā)展保持較高的穩(wěn)定性。中國(guó)機(jī)床不會(huì)出現(xiàn)明顯的行業(yè)跟隨周期。目前約有30%機(jī)床提供給汽車(chē)、工程機(jī)械等相關(guān)行業(yè),20%供給軍工、輪船、IT等行業(yè),50%供給通用機(jī)械加工行業(yè)。機(jī)床用戶(hù)分布廣泛,各個(gè)行業(yè)發(fā)展的差異性和不均衡性將使得中國(guó)機(jī)床行業(yè)發(fā)展保持較高的穩(wěn)定性。
4、大規(guī)模的基本建設(shè)是機(jī)床工業(yè)高速發(fā)展的保證
中國(guó)大規(guī)模的港口建設(shè),特別是集裝箱港口建設(shè)推動(dòng)中國(guó)的集裝箱、集裝箱起重機(jī)行業(yè)快速崛起,并一舉奠定了全球行業(yè)的主導(dǎo)地位。目前國(guó)內(nèi)集裝箱港口吞吐量躍居全球首位。在十二五期間,中國(guó)國(guó)內(nèi)投資仍然非常旺盛,主要包括:高速公路、高速鐵路、城市軌道交通、機(jī)場(chǎng)、港口、場(chǎng)館、住宅建設(shè)仍將是全球最活躍的區(qū)域,工程項(xiàng)目難度大,相應(yīng)的消耗施工機(jī)械強(qiáng)度將保持穩(wěn)定。超高壓輸變電項(xiàng)目、鐵路提速、國(guó)油國(guó)運(yùn)、航空航天領(lǐng)域國(guó)家采購(gòu)等使得國(guó)內(nèi)需求仍構(gòu)成了全球需求中舉足輕重的部分。固定資產(chǎn)投資和汽車(chē)、航空航天、模具等工業(yè)的發(fā)展是刺激機(jī)床行業(yè)起飛的主要因素。我國(guó)固定資產(chǎn)每投入100億元,將會(huì)帶動(dòng)0.8―1.1億元的機(jī)床市場(chǎng)消費(fèi)額,轎車(chē)產(chǎn)量每增減1%,數(shù)控機(jī)床消費(fèi)量就變動(dòng)0.54%。發(fā)電設(shè)備、船舶、冶金等大型和重型工業(yè)也是機(jī)床的主要消費(fèi)者。
【參考文獻(xiàn)】
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引言
面對(duì)市場(chǎng)發(fā)生的變化、面對(duì)用戶(hù)對(duì)技術(shù)進(jìn)步要求的日益迫切形勢(shì),開(kāi)發(fā)新型數(shù)控產(chǎn)品來(lái)替代普通數(shù)控產(chǎn)品失去的市場(chǎng)份額已勢(shì)在必行。分析中國(guó)市場(chǎng)形勢(shì)高檔的數(shù)控產(chǎn)品因其價(jià)格昂貴,目前對(duì)于相當(dāng)多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、私人企業(yè)、以及不十分景氣的國(guó)有企業(yè)也是可望而不可及的。而對(duì)于國(guó)外市場(chǎng),由于我們的技術(shù)相對(duì)落后、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、生產(chǎn)能力、制造水平都存在較大差距,現(xiàn)在要開(kāi)發(fā)高檔產(chǎn)品與國(guó)外廠家競(jìng)爭(zhēng)顯然時(shí)機(jī)很不成熟。而大、中規(guī)格的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床盡管有關(guān)性能指標(biāo)不及高檔機(jī)床,但功能類(lèi)似、且價(jià)格低、操作方便使用可靠而受到廣大中國(guó)用戶(hù)歡迎。
1.龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)
龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)的主流裝備,是市場(chǎng)熱門(mén)商品。世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家美國(guó)、日本等西方國(guó)家把該類(lèi)產(chǎn)品作為戰(zhàn)略物質(zhì)。用于大型螺旋漿空間曲面加工的龍門(mén)式五軸聯(lián)動(dòng)銑床,曾引發(fā)轟動(dòng)一時(shí)的美-日制裁原蘇聯(lián)的“東芝事件”。上世紀(jì)末,美國(guó)國(guó)會(huì)因當(dāng)時(shí)我國(guó)進(jìn)口16臺(tái)用機(jī)制造的多軸聯(lián)動(dòng)舊機(jī)床,而炮制所謂要求制裁中國(guó)的考克斯報(bào)告。世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、意大利、西班牙等國(guó)家的龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床在中國(guó)銷(xiāo)售量很大,都為本國(guó)開(kāi)發(fā)、制造龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床制定了技術(shù)創(chuàng)新的環(huán)境與機(jī)制和數(shù)控機(jī)床業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略。其代表性產(chǎn)品所具備先進(jìn)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。
當(dāng)今世界龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床正快速向高速、高精、復(fù)合、智能、環(huán)保的方向發(fā)展。中國(guó)的龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品處于落后的地位,長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口。近年來(lái),我國(guó)每年進(jìn)口數(shù)控機(jī)床的總額中有42%是用于購(gòu)買(mǎi)龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床。我國(guó)為發(fā)展該類(lèi)產(chǎn)品通過(guò)購(gòu)買(mǎi)國(guó)外產(chǎn)品、合資合作引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),花費(fèi)了大量的資金。根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì),2004年我國(guó)機(jī)床消費(fèi)94.6億美元,消費(fèi)了世界機(jī)床產(chǎn)值的五分之一,居世界機(jī)床消費(fèi)的首位,其中進(jìn)口59.2億美元,居世界機(jī)床進(jìn)口的第一位,出口5.4億美元。我國(guó)龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的發(fā)展歷程是通過(guò)購(gòu)買(mǎi)國(guó)外產(chǎn)品和合資合作引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),如:北京航天與法國(guó)FOREST―LINE公司、北京第一機(jī)床廠與德國(guó)瓦特利西靠勃公司合作,與日本大隈公司合資等。目前,我國(guó)雖然在該類(lèi)型數(shù)控機(jī)床方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展,但與美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本、意大利、西班牙發(fā)達(dá)國(guó)家相比,最少有10年左右的差距。
龍門(mén)式數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的實(shí)施,將具有很好的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求前景,應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)殍F路、航空、航天、橋梁、汽車(chē)、軍工、造船、化工、印刷、建筑、能源、模具、機(jī)械、紡織等行業(yè)。地處東北老工業(yè)基地沈陽(yáng)的沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)是全國(guó)最大的機(jī)床制造商,對(duì)民族工業(yè)的振興肩負(fù)歷史重任,具有開(kāi)發(fā)此類(lèi)機(jī)床近20年的經(jīng)驗(yàn),開(kāi)發(fā)的GMB系列產(chǎn)品具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),填補(bǔ)了國(guó)家同類(lèi)產(chǎn)品的空白。
2.國(guó)內(nèi)外研究
(a)為動(dòng)工作臺(tái)、動(dòng)橫粱式加工中心;(b)為動(dòng)工作臺(tái),定橫粱式加工中心;(c)為定工作臺(tái)、高架橋式加工中心;(d)為定工作臺(tái)、動(dòng)龍門(mén)式加工中心
圖2.1框架結(jié)構(gòu)圖
隨著航天、航空、汽車(chē)、模具等行業(yè)的日益發(fā)展,龍門(mén)式加工中心已成為必不可少的設(shè)備之一。目前龍門(mén)式加工中心的種類(lèi)繁多,各類(lèi)型產(chǎn)品所適用的行業(yè)也不同。行業(yè)的不同導(dǎo)致了適用的龍門(mén)式加工中心的類(lèi)型也有所不同,因此在概念設(shè)計(jì)階段必須正確的把握不同類(lèi)型的龍門(mén)式加工中心都適用于哪些行業(yè)。
(符號(hào)注解:“”代表極好;“+”代表好;“o”代表一般;“-”代表差;“―”代表極差)
根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及對(duì)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平分析,龍門(mén)式加工中心根據(jù)框架結(jié)構(gòu)的不同大體上分為如圖2.1所示的4種類(lèi)型。龍門(mén)式加工中心適用的行業(yè)大致分為4種:
(1)普通行業(yè);
(2)汽車(chē)、模具行業(yè);
(3)航天、航空行業(yè);
(4)船用柴油機(jī)、汽輪機(jī)行業(yè)。
適用情況如表2-1所示。
通過(guò)表2-1我們看到一些行業(yè)會(huì)有多種類(lèi)型的龍門(mén)式加工中心適用于該行業(yè),但怎樣確定最適用于該行業(yè)的龍門(mén)式加工中心變得尤為重要,因此必須了解各類(lèi)型的龍門(mén)式加工中心在各性能指標(biāo)上的優(yōu)缺點(diǎn)。見(jiàn)表2-2。
對(duì)于適用于不同行業(yè)的龍門(mén)式加工中心在其性能指標(biāo)上的側(cè)重點(diǎn)也是不同的。
(1)普通行業(yè):加工的工件大多數(shù)精度要求不高、批量較大。適用的龍門(mén)式加工中心應(yīng)以成本較低、裝卸工件方便、易排屑為主。
(2)汽車(chē)、模具行業(yè):加工的工件要求精度高、效率高,但大多無(wú)復(fù)雜曲面。適用的龍門(mén)式加工中心應(yīng)以快移速度高、換刀時(shí)間短、裝卸工件方便、易排屑為主。
(3)航天、航空行業(yè):加工的工件多以細(xì)長(zhǎng)和復(fù)雜曲面為主,要求連續(xù)加工精度高。適用的龍門(mén)式加工中心應(yīng)以加速度高、CNC五軸加工為主。
(4)船用柴油機(jī)、汽輪機(jī)行業(yè):加工的工件體積大、重量大、高度較高,加工時(shí)切削量較大。適用的龍門(mén)式加工中心應(yīng)以剛性高、Z軸行程大或有W軸為主。
結(jié)論
(一)數(shù)控技術(shù)人才的需求分析
裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度,當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控等現(xiàn)代制造技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。改革、開(kāi)放的中國(guó)正逐漸成為世界制造業(yè)中心,重慶市在十中也明確規(guī)劃:將把重慶市建成國(guó)際制造業(yè)基地,走新型工業(yè)化道路,這些新形勢(shì)對(duì)技術(shù)技能型、知識(shí)技能型、復(fù)合技能型等新型的數(shù)控類(lèi)人才在數(shù)量與質(zhì)量上提出了新的要求。同時(shí),勞動(dòng)力市場(chǎng)也呈現(xiàn)出數(shù)控類(lèi)人才的大量短缺現(xiàn)象。
(二)數(shù)控人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)在處于生產(chǎn)一線的各種數(shù)控人才主要有二個(gè)來(lái)源:一是大學(xué)、高職和中職的機(jī)電一體化或數(shù)控技術(shù)應(yīng)用等專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生,他們都很年輕,具有不同程度的英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)械和電氣基礎(chǔ)理論知識(shí)和一定的動(dòng)手能力,容易接受新工作崗位的挑戰(zhàn)。他們最大的缺陷就是學(xué)校難以提供的工藝經(jīng)驗(yàn),同時(shí),由于學(xué)校教育的專(zhuān)業(yè)課程分工過(guò)窄,仍然難以滿(mǎn)足某些企業(yè)對(duì)加工和維修一體化的復(fù)合型人才的要求。
另一個(gè)來(lái)源就是從企業(yè)現(xiàn)有員工中挑選人員參加不同層次的數(shù)控技術(shù)中、短期培訓(xùn),以適應(yīng)企業(yè)對(duì)數(shù)控人才的急需。這些人員一般具有企業(yè)所需的工藝背景、比較豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),但是他們大部分是傳統(tǒng)的機(jī)類(lèi)或電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的各級(jí)畢業(yè)生,知識(shí)面較窄,特別是對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)不太了解。
對(duì)于數(shù)控人才,有以下三個(gè)需求層次,所需掌握的知識(shí)結(jié)構(gòu)也各不同:
1.藍(lán)領(lǐng)層
數(shù)控操作技工:精通機(jī)械加工和數(shù)控加工工藝知識(shí),熟練掌握數(shù)控機(jī)床的操作和手工編程,了解自動(dòng)編程和數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)單維護(hù)維修。適合中職學(xué)校組織培養(yǎng)。此類(lèi)人員市場(chǎng)需求量大,適合作為車(chē)間的數(shù)控機(jī)床操作技工。但由于其知識(shí)較單一,其工資待遇不會(huì)大高。
2.灰領(lǐng)層
(1)數(shù)控編程員:掌握數(shù)控加工工藝知識(shí)和數(shù)控機(jī)床的操作,掌握復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)和制造專(zhuān)業(yè)知識(shí),熟練掌握三維CAD/CAM軟件,如uc、ProE等;熟練掌握數(shù)控手工和自動(dòng)編程技術(shù);適合高職、本科學(xué)校組織培養(yǎng)。適合作為工廠設(shè)計(jì)處和工藝處的數(shù)控編程員。此類(lèi)人員需求量大,尤其在模具行業(yè)非常受歡迎;待遇也較高。
(2)數(shù)控機(jī)床維護(hù)、維修人員:掌握數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)電聯(lián)調(diào),掌握數(shù)控機(jī)床的操作與編程,熟悉各種數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)、軟硬件結(jié)構(gòu)、PLC和參數(shù) 設(shè)置。精通數(shù)控機(jī)床的機(jī)械和電氣的調(diào)試和維修。適合高職學(xué)校組織培養(yǎng)。適合作為工廠設(shè)備處工程技術(shù)人員。此類(lèi)人員需求量相對(duì)少一些,但培養(yǎng)此類(lèi)人員非常不易,知識(shí)結(jié)構(gòu)要求很廣,適應(yīng)與數(shù)控相關(guān)的工作能力強(qiáng),需要大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累,目前非常缺乏,其待遇也較高。
進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),中國(guó)機(jī)床工具市場(chǎng)取得很大的發(fā)展,尤其數(shù)控設(shè)備成果喜人,特別是2008年金融危機(jī)以來(lái),中國(guó)數(shù)控市場(chǎng)不冷反熱,各企業(yè)及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),產(chǎn)業(yè)升級(jí),新產(chǎn)品新技術(shù)層出不窮,中高檔產(chǎn)品已成主流,大多數(shù)企業(yè)迫切希望更好地掌握國(guó)際先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)用于機(jī)床改造。我從事數(shù)控技術(shù)工作多年,深有感觸,現(xiàn)就著重探討普通機(jī)床的數(shù)控改造方面的問(wèn)題。
一、歷史回顧及現(xiàn)狀
改革開(kāi)發(fā)以來(lái),中國(guó)大量的機(jī)械機(jī)床設(shè)備需要升級(jí)改造,機(jī)械加工領(lǐng)域的數(shù)控技術(shù)需要迫切,上世界80年代至今,德國(guó)西門(mén)子公司在北京等地建立工廠,著重推廣數(shù)控技術(shù)。數(shù)控機(jī)床的再制造開(kāi)始于20世紀(jì)90年代,作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè),正處在黃金時(shí)代。我國(guó)金屬加工業(yè)需求層次不同,從國(guó)防軍工、精密加工等高端需求到模具制造、汽車(chē)零件加工的中高端市場(chǎng),直至普通軸類(lèi)零件的中低端需求,都對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的改造提供了廣闊的空間。
二、數(shù)控改造的內(nèi)容
1.普通機(jī)床改造成數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的使用壽命一般是10―12年,而對(duì)于已經(jīng)到期的一些舊機(jī)床,尤其是一些進(jìn)口機(jī)床,其機(jī)械剛性有可能還好于新機(jī)床,所以,再制造的價(jià)值非常大。比如使用光柵的數(shù)顯鉆床改造成數(shù)控鉆床,一般用步進(jìn)電機(jī);舊的光顯鏜床改造成數(shù)控鏜床,一般用半閉環(huán)交流伺服系統(tǒng);普通車(chē)床的數(shù)控改造,等等。
2.原有的數(shù)控機(jī)床升級(jí)換代。隨著機(jī)場(chǎng)的需求功能不斷完善,尤其是車(chē)間信息化的發(fā)展,數(shù)控改造不只是針對(duì)單臺(tái)機(jī)床,而是要提高整體效率。比如我校數(shù)控實(shí)習(xí)車(chē)間原有三臺(tái)2000年前買(mǎi)的舊版華中數(shù)控系統(tǒng)立式銑床,電器系統(tǒng)已經(jīng)老化無(wú)法使用,2010年春學(xué)期我們就新購(gòu)了法拉克0i-C型系統(tǒng)加以全面改造,既鍛煉了老師和學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,又讓這三臺(tái)舊機(jī)床煥發(fā)了青春,為學(xué)校節(jié)約了很大的設(shè)備投入經(jīng)費(fèi),取得了良好的社會(huì)效果。少數(shù)情況機(jī)床價(jià)格較高,機(jī)械基礎(chǔ)較好,如大中型數(shù)控銑床、臥式加工中心、高精度數(shù)控磨床、數(shù)控曲軸加工機(jī)床、數(shù)控凸輪加工機(jī)床和刀具磨床等,制造周期長(zhǎng),技術(shù)含量高,機(jī)床原值高,但苦于數(shù)控系統(tǒng)老化,備件支持匱乏,電器維修成本高,或原系統(tǒng)市場(chǎng)已被淘汰,此時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行新數(shù)控系統(tǒng)的升級(jí)改造,如同時(shí)對(duì)機(jī)械項(xiàng)目進(jìn)行維修,其價(jià)值會(huì)更加可觀。
3.在現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)新的功能。機(jī)床保留基座主體,結(jié)構(gòu)有較大的進(jìn)步或改進(jìn),如龍門(mén)銑床或龍門(mén)刨床,采用直線電機(jī)或直線導(dǎo)軌,高速電主軸等新技術(shù),使其成為高速鐵路的導(dǎo)軌磨床;普通液壓靠模凸輪磨床的通過(guò)二次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),數(shù)控系統(tǒng)升級(jí),采用數(shù)控系統(tǒng)高精度輪廓控制,使之變?yōu)楦咚俑呔葦?shù)控凸輪磨床,數(shù)控車(chē)床通過(guò)局部結(jié)構(gòu)變化,安裝上帶動(dòng)力頭的數(shù)控刀架,并通過(guò)配置CS軸的分度定位功能,將其改造成數(shù)控車(chē)削中心;通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與采用數(shù)控系統(tǒng),將普通的車(chē)床再制造成為數(shù)控旋壓機(jī),等等。上述內(nèi)容多體現(xiàn)了如下特點(diǎn):需要融入結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和二次設(shè)計(jì),大量采用系統(tǒng)的新的功能新的技術(shù),缺點(diǎn)是技術(shù)門(mén)檻高,市場(chǎng)應(yīng)用面窄,社會(huì)需求量和供應(yīng)量不大。
三、數(shù)控改造的具體措施
我國(guó)中小型城市在上世紀(jì)90年代中期逐步開(kāi)展上述工作,一般機(jī)床的改裝非常普遍,這是由我國(guó)國(guó)情所決定的。改革開(kāi)發(fā)帶來(lái)的技術(shù)進(jìn)步,數(shù)控機(jī)床的高精度、高效益等優(yōu)點(diǎn)的不斷顯現(xiàn)和人們的新的認(rèn)識(shí),促使社會(huì)積極推進(jìn)數(shù)控化進(jìn)程,外國(guó)西門(mén)子、法拉克,國(guó)產(chǎn)廣數(shù)系統(tǒng)、華中系統(tǒng)等被大量采用,大多屬于普及型或經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)。其伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī),具體的改造措施一般有如下幾個(gè)方面:1.增加或更換滾珠絲杠。原滑臺(tái)如采用液壓的則拆除,選用新的滾珠絲杠及相應(yīng)的機(jī)械連接工藝設(shè)計(jì)。2.增加自動(dòng)刀庫(kù)。現(xiàn)在江蘇昆山產(chǎn)的臺(tái)灣盛鈺刀庫(kù)應(yīng)用較廣。3.主軸增加交流變頻器。4.PMC的應(yīng)用。這種改造已經(jīng)突破了原來(lái)設(shè)備的結(jié)構(gòu)限制,在不增加能源和消耗的前提下,節(jié)約了成本,為社會(huì)作出了貢獻(xiàn)。
數(shù)控改造的前提是如何真正實(shí)現(xiàn)有意義有價(jià)值的系統(tǒng)升級(jí),而不是簡(jiǎn)單地修理和更換電路元件,通過(guò)改造融入更多的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),將新技術(shù)用于數(shù)控改造,提高原機(jī)床的性能和精度,降低能耗。
四、數(shù)控改造的技術(shù)及人員要求
對(duì)企業(yè)或用戶(hù)來(lái)說(shuō),他們希望將先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)成功地應(yīng)用于終端設(shè)備上,使其發(fā)揮最大的效能,因此從事數(shù)控技術(shù)改造的人員來(lái)說(shuō)就必須具備以下要求:1.熟悉機(jī)床結(jié)構(gòu),對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)和設(shè)備的加工工藝有較深入的了解;2.熟悉機(jī)床的生產(chǎn)工藝流程,了解客戶(hù)的個(gè)性化需求;3.較強(qiáng)的就業(yè)和吃苦耐勞的精神;4.有豐富的維修經(jīng)驗(yàn),對(duì)機(jī)、電、液、工藝等方面有較強(qiáng)的理論與實(shí)踐能力,精通數(shù)控系統(tǒng)、相關(guān)機(jī)床參數(shù)及PMC程序等。具體操作方面應(yīng)注意如下幾方面:1.與用戶(hù)積極溝通,共同確定項(xiàng)目的解決方案;2.考慮方案成本提高性?xún)r(jià)比;3.應(yīng)考慮項(xiàng)目實(shí)施的可操作性;4.知識(shí)儲(chǔ)備多有經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蛘莆沼行У馁Y源與信息。例如,西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)床制造廠商和機(jī)床在制造人員來(lái)說(shuō)要求是比較高的。從事二次開(kāi)發(fā)的應(yīng)用人員,除要了解系統(tǒng)之外,更多的是要了解機(jī)床,這樣才能提供操作性能良好功能強(qiáng)大的數(shù)控機(jī)床。目前有些功能不是系統(tǒng)沒(méi)有提供,而是機(jī)床制造廠或開(kāi)發(fā)人員沒(méi)有挖掘出。西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)是一個(gè)大的平臺(tái),其對(duì)環(huán)境如溫度濕度和抗干擾等方面的要求較高,如果局限原來(lái)的走線、安裝不規(guī)范,使用者對(duì)系統(tǒng)缺乏理解,理論基礎(chǔ)不扎實(shí),就會(huì)增加偶發(fā)性故障。
系統(tǒng)改造完以后,進(jìn)行調(diào)試和確定合理的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),也是技術(shù)準(zhǔn)備工作的重要一環(huán)。調(diào)試工作涉及機(jī)械、液壓、電氣、光學(xué)、控制、傳感等,因此必須由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人進(jìn)行,其他人員配合。調(diào)試步驟可從簡(jiǎn)到繁、從小到大、從外到里進(jìn)行,也可先局部后全局、先子系統(tǒng)后整系統(tǒng)進(jìn)行。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)新系統(tǒng)的考核,過(guò)高或過(guò)低的標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)對(duì)改造工作產(chǎn)生負(fù)面影響。標(biāo)準(zhǔn)一旦確定下來(lái),不能隨便修改,因?yàn)樗鼱可娴秸麄€(gè)改造工作的各個(gè)環(huán)節(jié)。
五、前景展望
低成本是推動(dòng)數(shù)控改造市場(chǎng)迅速膨脹的關(guān)鍵因素,現(xiàn)在不少大企業(yè)原先進(jìn)口的機(jī)床已經(jīng)遠(yuǎn)超過(guò)了“服役期”,但這些設(shè)備價(jià)值不菲,單價(jià)在幾百萬(wàn)元甚至上千萬(wàn)元,而且機(jī)械部分還可以使用,因此急需進(jìn)行改造。只要正確有效地將CNC、伺服系統(tǒng)、機(jī)床電氣系統(tǒng)和機(jī)械部分集成于一體,就能最終交給用戶(hù)一臺(tái)經(jīng)過(guò)改造或等于再制造的具有個(gè)性特色的專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床,使企業(yè)從中獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益,使資產(chǎn)獲得有效的增值。因此該行業(yè)的前景十分遠(yuǎn)大光明。
總之,數(shù)控機(jī)床改造具有很好的發(fā)展前途,但它對(duì)數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機(jī)床改造者均提出較高的要求。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè)也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè),是個(gè)“永恒”的課題,必將生機(jī)盎然。
參考文獻(xiàn):
1 數(shù)控機(jī)床技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,使人們的生活水平得到了顯著提高,而對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量也有了更高要求。為了滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求,提高產(chǎn)品的質(zhì)量,許多企業(yè)開(kāi)始使用數(shù)控技術(shù)來(lái)輔助產(chǎn)品的生產(chǎn)與制造。與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)關(guān)于數(shù)控機(jī)床技術(shù)的研究時(shí)間較短,技術(shù)也相對(duì)落后,對(duì)于數(shù)控機(jī)床技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用還處在初級(jí)階段,無(wú)法徹底的將數(shù)控機(jī)床技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái),在實(shí)際的使用當(dāng)中也存在一些問(wèn)題,對(duì)我國(guó)制造業(yè)企業(yè)的發(fā)展造成了不利影響。
1.1 數(shù)控機(jī)床技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀
從我國(guó)目前的情況來(lái)看,制造業(yè)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,企業(yè)除了在質(zhì)量上要滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求以外,在生產(chǎn)數(shù)量上也要滿(mǎn)足市場(chǎng)的需要,否則就會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求的尷尬局面,影響企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益的最大化。因此,數(shù)控機(jī)床技術(shù)便被應(yīng)用于制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中。由于產(chǎn)品加工數(shù)量的不斷增多,對(duì)于產(chǎn)品加工工藝的要求也越來(lái)越多,對(duì)于數(shù)控加工設(shè)備的依賴(lài)也就越來(lái)越嚴(yán)重。具有關(guān)數(shù)據(jù)表明,當(dāng)前我國(guó)的制造業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,有90%以上的零件都是采用數(shù)控技術(shù)來(lái)進(jìn)行加工的,甚至有的零件數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)的使用率達(dá)到了100%。尤其是在數(shù)控機(jī)床技術(shù)逐漸被人們所熟知的今天,該項(xiàng)技術(shù)的使用率越來(lái)越高,有效的提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率。
1.2 數(shù)控機(jī)床技術(shù)在發(fā)展中存在的問(wèn)題
1.2.1 存在著“三缺”的問(wèn)題
所謂的“三缺”是指:在數(shù)控機(jī)床技術(shù)在使用的過(guò)程中,缺乏相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù);在實(shí)踐的過(guò)程中,缺乏足夠的理論指導(dǎo);在技術(shù)創(chuàng)新的過(guò)程中,缺乏研究發(fā)展的平臺(tái);相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)的缺乏,使得我國(guó)在使用數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)制造的過(guò)程中,無(wú)法對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行更加深入的了解,無(wú)法將其的優(yōu)勢(shì)完全發(fā)揮出來(lái),產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)效果有限,無(wú)法最大限度的提高企業(yè)的生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)收益。數(shù)控機(jī)床技術(shù)作為一項(xiàng)高科技技術(shù),需要擁有強(qiáng)大數(shù)據(jù)庫(kù)做支持。以我國(guó)目前的情況來(lái)看,數(shù)控機(jī)床加工數(shù)據(jù)庫(kù)的建立還有待于完善。因此,對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的使用范圍也是十分的有限,制約了我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展。
1.2.2 存在著“一低”的現(xiàn)象
所謂的“一低”指的是數(shù)控加工技術(shù)的總體效率較低,產(chǎn)品加工生產(chǎn)的質(zhì)量關(guān)系到消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的購(gòu)買(mǎi)意向,產(chǎn)品加工生產(chǎn)的效率,則關(guān)系到企業(yè)能否最大限度的實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控機(jī)床技術(shù)中“一低”的現(xiàn)象,嚴(yán)重影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前,國(guó)家已經(jīng)針對(duì)該現(xiàn)象展開(kāi)了專(zhuān)項(xiàng)研究,并取得了一定的成果。在數(shù)控機(jī)床技術(shù)未來(lái)的發(fā)展中,必將起到良好的促進(jìn)作用,進(jìn)一步提升我國(guó)制造業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。
2 我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)問(wèn)題對(duì)策
2.1 重視數(shù)控機(jī)床理論探索
由于數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的時(shí)間比較短,相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)人才也比較短缺,使得機(jī)床技術(shù)的研究理論成果比較少,試驗(yàn)的環(huán)境不夠完善。針對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)理論上的落后,我們必須提高這方面的投入,特別是人才的培養(yǎng),在高校中設(shè)置這門(mén)學(xué)科,培養(yǎng)該學(xué)科的實(shí)踐能力,并能夠從實(shí)踐中總結(jié)出理論經(jīng)驗(yàn),在實(shí)際的工作中,能夠利用有限的理論資源來(lái)提高生產(chǎn)效率,建立一定規(guī)模的研究機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床技術(shù)各個(gè)方面的理論探索。
2.2 提高數(shù)控機(jī)床開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)能力
數(shù)控機(jī)床是集電機(jī)、電子、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科為一體的高科技設(shè)備,當(dāng)前我國(guó)在數(shù)控機(jī)床自主研發(fā)、設(shè)計(jì)方面還有很大的差距,主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)沒(méi)有對(duì)相關(guān)零部件進(jìn)行整合、以靜態(tài)設(shè)計(jì)模式為主、設(shè)計(jì)沒(méi)有充分的論證僅僅依靠以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定型化設(shè)計(jì)等。這種設(shè)計(jì)往往導(dǎo)致零件加工同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重,缺乏創(chuàng)新,有關(guān)零件細(xì)分產(chǎn)品較少很難滿(mǎn)足現(xiàn)代市場(chǎng)的需求。因此,在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注重探索數(shù)控技術(shù)設(shè)計(jì)理論,提高機(jī)床性能和功能的創(chuàng)新意識(shí),不斷優(yōu)化在數(shù)控機(jī)床方面的探究和應(yīng)用,逐漸實(shí)現(xiàn)油靜態(tài)設(shè)計(jì)到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)模式的轉(zhuǎn)化。
2.3 加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床可靠性探究
數(shù)控機(jī)床工作性能是判定機(jī)床質(zhì)量的重要指標(biāo),是用戶(hù)比較關(guān)心的重要內(nèi)容。數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定性一般使用平均故障時(shí)間間隔來(lái)判定,該參數(shù)不但描述了產(chǎn)品質(zhì)量時(shí)間度量值,而且還綜合反映了機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)的綜合實(shí)力。因此,應(yīng)加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床可靠性方面的研究,建立和完善機(jī)床可靠性評(píng)價(jià)體系,熟悉機(jī)床故障發(fā)生的模式,在設(shè)計(jì)時(shí)采用相關(guān)措施加以避免,全面提高數(shù)控機(jī)床的可靠性能。
3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)
隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的依賴(lài)程度越來(lái)越大,以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的飛速發(fā)展為數(shù)控機(jī)床功能的擴(kuò)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐,使數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,而且逐漸向智能化、高精度化以及網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。數(shù)控技術(shù)控制智能化主要通過(guò)執(zhí)行相關(guān)算法對(duì)加工的產(chǎn)品進(jìn)行識(shí)別,從而選擇合理的加工參數(shù)。智能化功能的實(shí)現(xiàn)極大的提高零件加工的精讀,提高機(jī)床的工作效率。因此,能夠在同條件下完成多個(gè)零件的加工。數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化是未來(lái)發(fā)展的主要特點(diǎn)之一,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠保證加工參數(shù)在各個(gè)車(chē)間進(jìn)行傳遞,既能達(dá)到數(shù)據(jù)之間的共享還能對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,因此大大提高了機(jī)床的操作效率。
4 總結(jié)
綜上所述,數(shù)控機(jī)床技術(shù)在我國(guó)具有較大的應(yīng)用市場(chǎng),在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中,必將成為制造業(yè)企業(yè)不可獲取的技術(shù)之一。雖然,數(shù)控機(jī)床技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中,還存在著一系列的問(wèn)題有待于完善。但是,數(shù)控機(jī)床技術(shù)對(duì)于制造業(yè)企業(yè)的重要性是不言而喻的。因此,我們要抓住世界經(jīng)濟(jì)一體化的機(jī)遇,學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)理論,并將其應(yīng)用到我國(guó)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新中來(lái),促進(jìn)我國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展,使我國(guó)不僅能成在制造數(shù)量上達(dá)到世界先進(jìn)水平,在制造技術(shù)和質(zhì)量上也達(dá)到世界先進(jìn)的水平。
就最近幾年的發(fā)展情況看,在機(jī)床工業(yè)的下游產(chǎn)業(yè)中,船舶、工程機(jī)械、重型機(jī)械、軍工是發(fā)展最快的行業(yè),這些行業(yè)的企業(yè)在從產(chǎn)能閑置發(fā)展到滿(mǎn)產(chǎn)超產(chǎn)的過(guò)程中,對(duì)機(jī)床設(shè)備的更新?lián)Q代和小規(guī)模添置需求帶動(dòng)了機(jī)床工業(yè)穩(wěn)定中速增長(zhǎng);當(dāng)前各大造船公司、工程機(jī)械公司的產(chǎn)能利用率基本都在100%以上,尤其是造船行業(yè),手持訂單遠(yuǎn)超當(dāng)前產(chǎn)能。生產(chǎn)任務(wù)已經(jīng)排到了2011年,擴(kuò)大產(chǎn)能已成為必然,擴(kuò)產(chǎn)必須的生產(chǎn)設(shè)備尤其是機(jī)床設(shè)備的需求量將迎來(lái)加速增長(zhǎng),其他如汽車(chē)、電力設(shè)備的需求也將維持穩(wěn)定增長(zhǎng)。
二、各機(jī)械子行業(yè)交替推動(dòng)機(jī)床工業(yè)發(fā)展。大型重型機(jī)床速度遠(yuǎn)快于中小型機(jī)床
機(jī)床是制造機(jī)器的機(jī)器,為汽車(chē)、船舶、軍工、工程機(jī)械等各個(gè)裝備制造產(chǎn)業(yè)提供裝備,因此與宏觀經(jīng)濟(jì)、特別是制造領(lǐng)域的固定資產(chǎn)投資密切相關(guān)。同時(shí)機(jī)床行業(yè)的直接下游是機(jī)械制造,因此機(jī)床行業(yè)與機(jī)械制造業(yè)的關(guān)系更為密切。機(jī)床工業(yè)給其下游多個(gè)機(jī)械制造子行業(yè)提品,因此不同時(shí)期,各裝備制造子行業(yè)有繁榮,有衰退,而機(jī)床工業(yè)發(fā)展比其下游行業(yè)要相對(duì)穩(wěn)健。在各個(gè)不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段,各個(gè)子行業(yè)交替成為推動(dòng)機(jī)床行業(yè)發(fā)展的主動(dòng)力,機(jī)床行業(yè)將跟隨發(fā)展最快的子行業(yè)增長(zhǎng)。
在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段,船舶、工程機(jī)械,重型機(jī)械、石化生產(chǎn)設(shè)備等重型設(shè)備是發(fā)展最快和增長(zhǎng)前景最為明確的下游行業(yè),汽車(chē)工業(yè)雖然整體盈利水平增長(zhǎng)跟不上產(chǎn)量增長(zhǎng),但產(chǎn)銷(xiāo)量的增長(zhǎng)還是比較明朗的,因此汽車(chē)工業(yè)對(duì)機(jī)床的需求仍將穩(wěn)定增長(zhǎng)。
重型工業(yè)發(fā)展是此輪中國(guó)經(jīng)濟(jì)繁榮的主要增長(zhǎng)點(diǎn),成為拉動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的重要力量,中國(guó)目前正處于重型機(jī)械、重化工業(yè)發(fā)展階段的中段,這一階段還將持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,重型機(jī)械行業(yè)發(fā)展應(yīng)該快于輕型、中型機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展,相對(duì)應(yīng)地其所推動(dòng)的大型、重型機(jī)床行業(yè)的發(fā)展速度將遠(yuǎn)快于中小型機(jī)床,因此我們更看好大型、重型機(jī)床行業(yè)的發(fā)展前景。
三、高精密機(jī)床壁壘很高
機(jī)床行業(yè)作為精密機(jī)械制造業(yè),發(fā)展特點(diǎn)是循序漸進(jìn),逐步累積,產(chǎn)品性能很難在短時(shí)間內(nèi)取得爆發(fā)式進(jìn)展。如同其它制造業(yè)一樣,基于亞洲國(guó)家的成本優(yōu)勢(shì),近年來(lái)機(jī)床工業(yè)有向亞洲新興國(guó)家轉(zhuǎn)移的趨勢(shì),但這種趨勢(shì)發(fā)展的速度比較緩慢,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其它類(lèi)機(jī)械設(shè)備制造業(yè),這主要也是因?yàn)闄C(jī)床工業(yè)技術(shù)和工藝提高的難度很高。當(dāng)然我們認(rèn)為這種轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)。
高精機(jī)床是先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯的行業(yè),技術(shù)與工藝非常嚴(yán)苛,每提高一步都需要很豐富的技術(shù)、工藝上的沉淀和艱苦的努力。對(duì)于后發(fā)的國(guó)家和企業(yè)來(lái)說(shuō)很難彌補(bǔ),這也是我國(guó)機(jī)床工業(yè)長(zhǎng)期落后,貿(mào)易逆差居高不下的重要原因。這與我國(guó)其他行業(yè)特別是其他機(jī)械子行業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn),產(chǎn)品開(kāi)始大規(guī)模出口的形勢(shì)形成了鮮明對(duì)比。相對(duì)于其他機(jī)械行業(yè)來(lái)說(shuō),我國(guó)管理部門(mén)對(duì)機(jī)床行業(yè)的重視和扶持力度是相當(dāng)大的,但是機(jī)床行業(yè)的逆差水平是所有機(jī)械類(lèi)子行業(yè)中最高的,這充分說(shuō)明了高精機(jī)床提高的難度。
正因?yàn)楦呔珯C(jī)床行業(yè)提高難度大,所以機(jī)床行業(yè)先進(jìn)國(guó)家對(duì)本國(guó)機(jī)床企業(yè)保護(hù)的力度也比其他行業(yè)要大,西方國(guó)家對(duì)我國(guó)機(jī)床業(yè)不僅在技術(shù)上嚴(yán)格限制轉(zhuǎn)讓?zhuān)一谡卧蛟诟呔珯C(jī)床產(chǎn)品上也對(duì)我國(guó)實(shí)施限制和禁運(yùn)。高精機(jī)床是當(dāng)前為數(shù)不多的西方國(guó)家對(duì)我國(guó)采取限制和禁運(yùn)措施的產(chǎn)品。
當(dāng)然機(jī)床行業(yè)這種高壁壘特點(diǎn)確實(shí)給國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)發(fā)展制造了障礙,但這也成為國(guó)內(nèi)高精機(jī)床行業(yè)龍頭企業(yè)的保護(hù)墻和后發(fā)企業(yè)的進(jìn)入壁壘,龍頭機(jī)床企業(yè)相對(duì)國(guó)內(nèi)后發(fā)企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)會(huì)維持很長(zhǎng)一段時(shí)期。
四、中國(guó)機(jī)床工業(yè)取得很大進(jìn)步
機(jī)床是裝備工業(yè)的基礎(chǔ),生產(chǎn)裝備的裝備,機(jī)床工業(yè)是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)的基礎(chǔ)工業(yè)和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),在發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)一不重視機(jī)床工業(yè)。我國(guó)機(jī)床工業(yè)經(jīng)過(guò)多年艱苦努力,建立起較大的規(guī)模和較完整的體系,奠定了有利的技術(shù)基礎(chǔ),具備相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)實(shí)力。整體上說(shuō),我國(guó)機(jī)床工業(yè)已跨入世界行列的第一方陣。2000年以來(lái),世界機(jī)床工業(yè)由歐洲向亞洲新興國(guó)家轉(zhuǎn)移趨勢(shì),雖然緩慢但難以逆轉(zhuǎn)。
“十五”以來(lái),我國(guó)機(jī)床消費(fèi)連創(chuàng)紀(jì)錄,大陸市場(chǎng)機(jī)床消費(fèi)總額(國(guó)內(nèi)產(chǎn)品銷(xiāo)售產(chǎn)值十進(jìn)口額一出口額)和進(jìn)口額已連續(xù)5年居世界第一,成為令全球矚目的機(jī)床消費(fèi)大國(guó)。2006年中國(guó)大陸市場(chǎng)機(jī)床消費(fèi)額達(dá)131.1億美元,同比增長(zhǎng)約20%;機(jī)床進(jìn)口72.4億美元,同比增長(zhǎng)11.55%,增幅比上年同期提高1.7個(gè)百分點(diǎn)。中國(guó)機(jī)床消費(fèi)額占全球機(jī)床銷(xiāo)售總額的比重已達(dá)到20%以上,為機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了難得的市場(chǎng)機(jī)遇。世界機(jī)床消費(fèi)位列二、三、四名的日本約占15%,美國(guó)約占11.6%,德國(guó)約占10.6%。
作為一個(gè)世界上發(fā)揮重要作用的大國(guó),我國(guó)必須從各個(gè)方面確保國(guó)家的獨(dú)立自主地位。我國(guó)機(jī)床行業(yè)產(chǎn)品種類(lèi)齊全,可生產(chǎn)品種已經(jīng)超過(guò)3600種,基本已經(jīng)無(wú)空白領(lǐng)域,大部分滿(mǎn)足了我國(guó)裝備制造業(yè)對(duì)機(jī)床的需求。
近年來(lái),我國(guó)機(jī)床市場(chǎng)需求非常旺盛,2003年至2006年之間,銷(xiāo)售收入增長(zhǎng)率分別為21%、21%、17%,27%,而數(shù)控機(jī)床更是以50%以上的速度增長(zhǎng)。機(jī)床工具行業(yè)整體銷(xiāo)售收入連年以20%以上的復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng),從目前的情況來(lái)看,國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)需求旺盛趨勢(shì)還將延續(xù)。在技術(shù)含量較高的金屬切削機(jī)床方面,機(jī)床產(chǎn)量連年上升,年復(fù)合增長(zhǎng)率22%以上,數(shù)控金屬切削機(jī)床產(chǎn)量上升幅度更快,數(shù)控金切機(jī)床比例穩(wěn)步增長(zhǎng),2001年中國(guó)數(shù)控金切機(jī)床比例只有9%,到2007年上半年已經(jīng)達(dá)到了20%。由于我國(guó)目前正處于工業(yè)化初期,很多金屬加工產(chǎn)品要求的精度并不要求很高,加上我國(guó)勞動(dòng)力成本低廉,因此低端普通機(jī)床仍然有一定的市場(chǎng)銷(xiāo)路。
五、國(guó)產(chǎn)機(jī)床數(shù)控化率逐年提高
數(shù)控機(jī)床的工作原理就是將加工過(guò)程所需的各種操作(如主軸變速、工件的松開(kāi)與夾緊、進(jìn)刀與退刀、開(kāi)車(chē)與停車(chē)、自動(dòng)關(guān)停冷卻液)和步驟以及工件的形狀尺寸用數(shù)字化的代碼表示,通過(guò)控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置,數(shù)控裝置對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算,發(fā)出各種控制信號(hào),控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他驅(qū)動(dòng)元件,使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件。所以,數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取,即數(shù)控編程。
數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比有很多
無(wú)可比擬優(yōu)點(diǎn):1、適合于復(fù)雜異形零件的加工;2、加工精度高;3、加工穩(wěn)定可靠;4、高柔性,加工對(duì)象改變時(shí),一般只需要更改數(shù)控程序,體現(xiàn)出很好的適應(yīng)性,5、高生產(chǎn)率;6、勞動(dòng)條件好,機(jī)床自動(dòng)化程度高,操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低,工作環(huán)境較好。
缺點(diǎn)是:1、投資大,使用費(fèi)用高;2、生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜;3、維修困難,數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品,技術(shù)含量高,對(duì)維修人員的技術(shù)要求很高。歐洲、美國(guó)、日本的機(jī)床業(yè)都很重視數(shù)控化,目前歐美日的金屬切削機(jī)床的產(chǎn)值數(shù)控化率均在80%以上,數(shù)量數(shù)控化率也在60%以上。
我國(guó)數(shù)控機(jī)床開(kāi)發(fā)晚,起點(diǎn)低,前期發(fā)展緩慢。數(shù)控系統(tǒng)裝置是數(shù)控機(jī)床的神經(jīng)中樞,是長(zhǎng)期阻礙中國(guó)數(shù)控領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?!熬盼濉币院髧?guó)家有關(guān)部門(mén)明確發(fā)展以PC為平臺(tái)的數(shù)控系統(tǒng),通過(guò)“九五”的攻關(guān),現(xiàn)在框架上已初步完成。解決了多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的技術(shù)難題。從過(guò)去的三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)達(dá)到了最多可達(dá)入坐標(biāo)聯(lián)動(dòng),打破了國(guó)外對(duì)我國(guó)的技術(shù)“限制”。同時(shí),我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)已具備批量生產(chǎn)能力,市場(chǎng)品牌也在逐步樹(shù)立,正在改變國(guó)際強(qiáng)手在中國(guó)市場(chǎng)上奇貨可居的壟斷局面。
經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展的我國(guó)數(shù)控機(jī)床已經(jīng)取得了很大進(jìn)步,遠(yuǎn)高于普通機(jī)床的發(fā)展速度,2002年國(guó)產(chǎn)數(shù)控金屬切削機(jī)床24803臺(tái),06年達(dá)到了82024臺(tái),數(shù)量數(shù)控化率從9%提高到了20%,產(chǎn)值數(shù)控化率為44%。
但是總體來(lái)說(shuō)我國(guó)數(shù)控金切機(jī)床還是相對(duì)比較落后,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率低,基本依賴(lài)進(jìn)口,這是導(dǎo)致我國(guó)金屬加工、金屬切削機(jī)床的貿(mào)易逆差連年上升的重要原因。我國(guó)數(shù)控金切機(jī)床消費(fèi)對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的依存度長(zhǎng)期維持在70%以上,如何發(fā)展我國(guó)數(shù)控金切機(jī)床,是我國(guó)機(jī)床業(yè)界的重要任務(wù),同時(shí)也是我國(guó)機(jī)床擴(kuò)張和增長(zhǎng)的重大機(jī)會(huì)。
六、對(duì)進(jìn)口機(jī)床依存度仍然很高
長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)機(jī)床工業(yè)取得了很大發(fā)展,但是相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)床工業(yè)我們?nèi)匀宦浜螅饕诩庸ぞ?、穩(wěn)定性、無(wú)故障時(shí)間上與國(guó)外產(chǎn)品有較大差距,而且數(shù)控化率偏低,雖然我國(guó)大陸機(jī)床主機(jī)的銷(xiāo)售收入增長(zhǎng)很快,但進(jìn)口增長(zhǎng)也很快,進(jìn)出口逆差有逐年擴(kuò)大趨勢(shì),只是在07年上半年,進(jìn)出口逆差有稍稍縮小的跡象,總體而言,我國(guó)對(duì)進(jìn)口機(jī)床的依存度較高,一直維持在50%以上。這其中,數(shù)控金切機(jī)床對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的依存度很高是重要原因。我國(guó)數(shù)控金切機(jī)床對(duì)進(jìn)口存度達(dá)到了70%,可以說(shuō)基本依賴(lài)進(jìn)口。
造成這種局面的主要原因是我國(guó)機(jī)床產(chǎn)品,尤其是高精機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的性能、質(zhì)量、穩(wěn)定性落后,而且提高速度緩慢;另一個(gè)原因是國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)床行業(yè)的保護(hù)力度還不到位。前些年為了吸引外資,對(duì)外商直接投資企業(yè)購(gòu)買(mǎi)外國(guó)設(shè)備免稅。近年來(lái),政府已經(jīng)對(duì)這些政策進(jìn)行了修改,外商投資企業(yè)進(jìn)口機(jī)床的免稅條款已經(jīng)廢除,而且國(guó)內(nèi)企業(yè)的固定資產(chǎn)投資購(gòu)買(mǎi)國(guó)產(chǎn)設(shè)備可以抵稅。這些措施有力地支持了國(guó)產(chǎn)機(jī)床業(yè)的發(fā)展。
數(shù)控技術(shù)也叫做計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù),是利計(jì)算機(jī)技術(shù)利用一種數(shù)字程序來(lái)控制機(jī)械設(shè)備的技術(shù),是當(dāng)今建筑行業(yè)中一個(gè)非常重要的使用裝備,也是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中重要的產(chǎn)業(yè)。一個(gè)國(guó)家要想發(fā)展好工業(yè),就必須要用先進(jìn)的技術(shù)作為支撐,剛好數(shù)控機(jī)床就是先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)中的其中一種,數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品,是一種裝有程序由計(jì)算機(jī)技術(shù)控制的自動(dòng)化高效能機(jī)床,代表了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)控制機(jī)械機(jī)床的發(fā)展方向。
一、我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)日的功能越來(lái)越強(qiáng)大,已經(jīng)成為數(shù)控技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)方面,我國(guó)處于相對(duì)落后的狀態(tài),先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)卻為我國(guó)原本落后的數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好的契機(jī)。我國(guó)是數(shù)控技術(shù)在經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)掌握了自己的裝備,取得了比較大的進(jìn)步。此外,還建立了數(shù)控開(kāi)發(fā)技術(shù),數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)基地,培養(yǎng)了專(zhuān)業(yè)的數(shù)控人才,形成了自己專(zhuān)有的數(shù)控產(chǎn)業(yè)。雖然我國(guó)的數(shù)控機(jī)床多是用舊機(jī)床進(jìn)行改造的,但是就目前來(lái)說(shuō),我國(guó)在現(xiàn)代化數(shù)控技術(shù)上飛快的發(fā)展速度充分說(shuō)明了這些年我國(guó)在數(shù)控行業(yè)中的整體實(shí)力的壯大,改變了中國(guó)依賴(lài)傳統(tǒng)機(jī)床的的局面。
二、數(shù)控技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用
(一)數(shù)控技術(shù)的功能
在先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)的發(fā)展下,數(shù)控技術(shù)是不僅給建筑行業(yè)的機(jī)械加工帶來(lái)了便利,也給其他行業(yè)在機(jī)械加工方面帶來(lái)了很大的幫助。數(shù)控技術(shù)是計(jì)算機(jī)程序?qū)C(jī)械設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的方法,它包含了傳統(tǒng)的制造技術(shù)、感應(yīng)檢測(cè)技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等,同時(shí)它還擁有利用編好的程序?qū)?shù)控機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制功能,提高了機(jī)械設(shè)備的靈活性和工作效率。在先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)下,數(shù)控機(jī)械設(shè)備在不同行業(yè)的領(lǐng)域下得到了不同的發(fā)展需求。
(二)數(shù)控機(jī)械對(duì)施工的概念
在建筑行業(yè)的生產(chǎn)中,數(shù)控加工技術(shù)主要是在機(jī)器設(shè)備的生產(chǎn)線上工作。數(shù)控技術(shù)機(jī)械化施工是指利用三維設(shè)計(jì)圖數(shù)據(jù)的模型、建筑工地的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)械控制系統(tǒng)等多個(gè)平臺(tái),通過(guò)建筑工地的信息資源來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工地的施工機(jī)械管理、控制的施工模式。數(shù)控加工技術(shù)主要是代替工作人員完成那些細(xì)密的焊接加工任務(wù),這樣在提高了生產(chǎn)效率的同時(shí)又保了生產(chǎn)的質(zhì)量,同時(shí)又節(jié)省了勞動(dòng)力,用低成本實(shí)現(xiàn)了高效率。如果機(jī)械設(shè)備在運(yùn)作的時(shí)候出現(xiàn)了故障,數(shù)控加工技術(shù)會(huì)通過(guò)自帶的檢測(cè)系統(tǒng)將設(shè)備在工作時(shí)發(fā)生故障的信息發(fā)送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng),并且會(huì)自動(dòng)停止機(jī)械設(shè)備相應(yīng)的工作,減少了企業(yè)不必要的損失。
(三)數(shù)控技術(shù)機(jī)械化的施工原理
數(shù)控機(jī)械化施工采用的是智能機(jī)器人一樣的動(dòng)態(tài)定位技術(shù)或者GPS監(jiān)測(cè)技術(shù),通過(guò)監(jiān)測(cè)技術(shù)和傳感器發(fā)來(lái)的信號(hào),用圖像或者聲音來(lái)指引操作員自動(dòng)控制鏟刀等機(jī)械準(zhǔn)確施工。
三、數(shù)控機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用
(一)數(shù)控技術(shù)在建筑業(yè)中的應(yīng)用
數(shù)控控制技術(shù)在機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中有著非常重要的作用,它是現(xiàn)在化機(jī)電一體化重要組成的部分,能夠進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)工作效率。機(jī)械機(jī)床會(huì)執(zhí)行計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)發(fā)出的指令,因?yàn)閿?shù)控技術(shù)利用數(shù)字化信息技術(shù)把數(shù)控機(jī)床工作時(shí)所要用的全部工件的信息以及工藝信息都進(jìn)行了數(shù)字化處理,實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程加工引導(dǎo),讓數(shù)控機(jī)床等機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的功能,給建筑業(yè)帶來(lái)了先進(jìn)的技術(shù)。數(shù)控機(jī)床最大的特點(diǎn)也是最大的優(yōu)勢(shì)就是不需要重新調(diào)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)的位置,而是操作人員只需要將控制機(jī)床的程序輸入到系統(tǒng)中,就可以讓數(shù)控機(jī)床自動(dòng)工作,從而解決了建筑行業(yè)復(fù)雜的加工問(wèn)題。
(二)數(shù)控技術(shù)加工系統(tǒng)的應(yīng)用
如今,數(shù)控技術(shù)被各行各業(yè)廣泛的使用,其裝備的性能也在不斷的被提高,與其相應(yīng)的設(shè)備也發(fā)生了改變。數(shù)控機(jī)床的外殼在毛坯制造的時(shí)候開(kāi)始引進(jìn)焊件,采用數(shù)控氣割解決了諸多容易發(fā)生安全事故的問(wèn)題,并且數(shù)控技術(shù)系統(tǒng)利用切削加工滿(mǎn)足了滿(mǎn)足了機(jī)床在生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)的精度需求和質(zhì)量要求。
四、改造數(shù)控機(jī)床對(duì)建筑行業(yè)的意義
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)控技術(shù)發(fā)展的速度也越來(lái)越快,廣泛使用數(shù)控技術(shù)是建筑行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志,而當(dāng)前傳統(tǒng)的機(jī)床已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足企業(yè)的生產(chǎn)需求,但我國(guó)有一些中小型的建筑企業(yè)在機(jī)床這方面沒(méi)有過(guò)多的了解,對(duì)此給企業(yè)造成了生產(chǎn)成本的不斷增高,嚴(yán)重影響了中小型建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而數(shù)控機(jī)床的改造恰恰解決了建筑業(yè)的這個(gè)問(wèn)題,數(shù)控機(jī)床的改造不但有利于推動(dòng)數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)代化整體水平,還以高精密度和智能化的優(yōu)勢(shì)為中小型建筑企業(yè)提高了生產(chǎn)效率,減低運(yùn)作成本,機(jī)床的性能也更加穩(wěn)定,同時(shí)還解決了傳統(tǒng)機(jī)床在作業(yè)中所遇到的困難,給作業(yè)人員減輕了工作負(fù)擔(dān)。對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造,其實(shí)就是利用先進(jìn)的機(jī)損件技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床里面的元件的功能進(jìn)行數(shù)字化信息處理,讓其實(shí)現(xiàn)可以自動(dòng)化生產(chǎn),將其原來(lái)的性能達(dá)到像新購(gòu)置的數(shù)控機(jī)床功能一樣的效果。
五、結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前數(shù)控機(jī)床在我國(guó)建筑行業(yè)中有很大的市場(chǎng)需求,能夠滿(mǎn)足我國(guó)建筑行業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床等設(shè)備需求的唯一辦法利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)將傳統(tǒng)的普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化的改造,對(duì)其建立相應(yīng)的工作體系。舊機(jī)床的改造具有很大的意義,它將帶來(lái)及巨大的市場(chǎng)效益,對(duì)中小型建筑行業(yè)的流動(dòng)資金和降低生產(chǎn)成本有較大的幫助。不僅數(shù)控機(jī)床對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展有著重要的作用,數(shù)控技術(shù)還奠定了我國(guó)數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)和數(shù)控機(jī)械設(shè)備制造業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展,因此,大力發(fā)展先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為了國(guó)家加快速度發(fā)展經(jīng)濟(jì)、提高綜合國(guó)力和數(shù)控地位的重要途徑。
參考文獻(xiàn):
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2數(shù)控加工虛擬仿真在實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用
基于虛擬仿真技術(shù)的數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法改變了以往僅在數(shù)控機(jī)床前對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)的單一形式,通過(guò)加入虛擬仿真技術(shù)可以讓學(xué)生通過(guò)仿真軟件和三維模型深化對(duì)數(shù)控機(jī)床的學(xué)習(xí),并讓學(xué)生從多角度、全方位對(duì)數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造及各組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)。此外,在工件加工前學(xué)生可以對(duì)數(shù)控機(jī)床的整個(gè)操作和加工過(guò)程進(jìn)行仿真和模擬。在學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床知識(shí)有一定了解后,向?qū)W生演示對(duì)刀及簡(jiǎn)單的操作加工。學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床及數(shù)控加工過(guò)程有一定認(rèn)識(shí)之后,學(xué)生就可通過(guò)數(shù)控虛擬仿真軟件學(xué)習(xí)和練習(xí)數(shù)控機(jī)床的開(kāi)關(guān)機(jī)、換刀、對(duì)刀、工件旋轉(zhuǎn)、簡(jiǎn)單的工件加工等操作過(guò)程,同時(shí)可以學(xué)習(xí)操作面板上各個(gè)功能鍵和輸入鍵的用法和作用,在學(xué)習(xí)過(guò)程中。如若學(xué)生操作錯(cuò)誤或是虛擬機(jī)床停止運(yùn)行,學(xué)生可以隨時(shí)返回操作或是重啟軟件,減少了實(shí)際中因誤操作引起的設(shè)備損壞和人員傷亡。在學(xué)生熟練數(shù)控加工的操作流程后,讓學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床的加工原理及數(shù)控編程方法。數(shù)控編程的學(xué)習(xí)之所以放在學(xué)生熟悉數(shù)控機(jī)床之后,是因?yàn)檫@樣學(xué)生更容易學(xué)習(xí)數(shù)控編程的邏輯思維、程序代碼意義及各段編程的作用。在學(xué)習(xí)編程的過(guò)程中將工件加工的工藝分析和路徑分析貫穿其中,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)例形象地學(xué)習(xí)數(shù)控編程。為了檢驗(yàn)編程是否正確、合理,學(xué)生可以將所編程序輸入數(shù)控虛擬仿真軟件,通過(guò)仿真軟件對(duì)工件加工時(shí)的走刀路徑和加工后的效果進(jìn)行模擬分析,從而檢驗(yàn)編寫(xiě)的程序是否準(zhǔn)確、合理。最后,在學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床的操作過(guò)程、程序的編寫(xiě)方法、工件加工的工藝分析等知識(shí)充分學(xué)習(xí)后,指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立上機(jī)操作,將前期所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)在真實(shí)數(shù)控機(jī)床環(huán)境下進(jìn)行演練。通過(guò)這種數(shù)控機(jī)床與數(shù)控虛擬仿真軟件的交互學(xué)習(xí),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)控加工流程的認(rèn)識(shí),調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控加工的積極性,讓學(xué)生有充足的時(shí)間和機(jī)會(huì),通過(guò)多種途徑深入學(xué)習(xí)數(shù)控加工技術(shù)。
3數(shù)控加工虛擬仿真在實(shí)訓(xùn)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)
3.1增強(qiáng)了學(xué)生數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)效果,提高了學(xué)生動(dòng)手操作能力數(shù)控加工虛擬仿真運(yùn)用到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的各個(gè)部件及輔助工具進(jìn)行立體演示,擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)中通過(guò)平面圖或是觀察數(shù)控設(shè)備外觀進(jìn)行想象。同時(shí),數(shù)控加工虛擬仿真軟件可以模擬出現(xiàn)實(shí)環(huán)境中數(shù)控操作和工件加工過(guò)程,能夠?qū)斎氲臄?shù)控程序進(jìn)行識(shí)別和檢驗(yàn),其操作面板、運(yùn)行系統(tǒng)等都可以按實(shí)際需求進(jìn)行修改,學(xué)生像在真實(shí)環(huán)境下進(jìn)行各項(xiàng)功能操作,給初學(xué)者提供大量的練習(xí)操作時(shí)間,為后續(xù)的上機(jī)實(shí)訓(xùn)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ),有效提高學(xué)生的數(shù)控加工操作能力。3.2提高了數(shù)控機(jī)床的有效利用率,降低了實(shí)訓(xùn)耗材的浪費(fèi)各高校在開(kāi)設(shè)數(shù)控加工課程時(shí),由于數(shù)控設(shè)備數(shù)量及數(shù)控教學(xué)老師人員數(shù)量有限,數(shù)控加工教學(xué)模式一般是數(shù)十位學(xué)生集中在一臺(tái)數(shù)控設(shè)備周?chē)鷮W(xué)習(xí)。由于開(kāi)設(shè)數(shù)控加工的課時(shí)是固定的,所以在學(xué)習(xí)數(shù)控操作過(guò)程中,每個(gè)學(xué)生的實(shí)際上機(jī)操作時(shí)間較少、操作能力難以得到快速提高。將數(shù)控加工虛擬仿真運(yùn)用到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中可以讓學(xué)生在數(shù)控加工虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室內(nèi)學(xué)習(xí)基本的數(shù)控機(jī)床操作知識(shí),反復(fù)鍛煉學(xué)生的數(shù)控操作能力,在學(xué)生具備數(shù)控操作能力后再分批次、分階段進(jìn)行真實(shí)環(huán)境下的上機(jī)操作,最大程度實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的利用效率,同時(shí)減少學(xué)生在初學(xué)過(guò)程中對(duì)加工耗材不合理使用,降低了實(shí)訓(xùn)過(guò)程中耗材浪費(fèi)。3.3增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)訓(xùn)安全性、降低了數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生率數(shù)控加工虛擬仿真運(yùn)用到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,合理地將學(xué)生的初學(xué)操作過(guò)程放到虛擬環(huán)境下,減少學(xué)生在實(shí)際初學(xué)過(guò)程中因誤操作造成的人員傷害及機(jī)床損壞,在提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)訓(xùn)的安全性。同時(shí),由于數(shù)控程序調(diào)試過(guò)程是在虛擬環(huán)境下先行完成,所以在后期上機(jī)過(guò)程中縮短了程序調(diào)試時(shí)間,降低了數(shù)控設(shè)備的消耗,在加工一些復(fù)雜零件時(shí),有效降低了程序出錯(cuò)的可能性,減少刀具損害及工件破壞的幾率,從而降低數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的概率。3.4拓寬了學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)面、提高了學(xué)生創(chuàng)新能力虛擬制造和智能加工已經(jīng)成為制造業(yè)發(fā)展的目標(biāo)和方向,虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到智能加工在行業(yè)應(yīng)用中的前景,促進(jìn)學(xué)生對(duì)未來(lái)就業(yè)方向的正確把握。同時(shí),數(shù)控虛擬仿真軟件給學(xué)生提供了一個(gè)生動(dòng)、逼真的數(shù)控操作學(xué)習(xí)環(huán)境,讓學(xué)生成為虛擬環(huán)境的參與者,變被動(dòng)的傳授為主動(dòng)的交互學(xué)習(xí),無(wú)形中培養(yǎng)了學(xué)生在智能加工行業(yè)的創(chuàng)新意識(shí),提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。
4結(jié)語(yǔ)
將數(shù)控加工虛擬仿真運(yùn)用到實(shí)訓(xùn)中是對(duì)實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法的探索與改進(jìn),它通過(guò)合理地安排數(shù)控加工教學(xué)內(nèi)容和授課方式來(lái)提高學(xué)生對(duì)數(shù)控加工的學(xué)習(xí)效果,為學(xué)生提供了足夠的學(xué)習(xí)時(shí)間和操作空間,從而有效提升了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí),為學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)營(yíng)造了良好的學(xué)習(xí)氛圍。這種探索與改進(jìn)對(duì)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果和質(zhì)量提升有很大的促進(jìn)作用,對(duì)“新工科”背景下培養(yǎng)高技術(shù)綜合性人才具有重要意義。
【參考文獻(xiàn)】
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