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1、前言
进入21世纪,我国的经济逐渐走进了全球经济一体化的舞台,进入了一个崭新的时代。我国机床制造业社会工业化进程中大规模需要的发展机遇,同时也遭受到了来自国外制造业的强势竞争压力,加速技术的引进和自主研发是解决机床制造业快速腾飞的关键。随着计算机技术和现代微电子技术的发展,数控机床的应用范围还在不断的扩大,因此,其发展前景十分广阔。本文简要分析了数控机床的现状,并指出了未来的发展趋势。
2、我国数控机床发展现状
改革开放后,我国数控技术得到了发展机遇。在80年代初,我国先后从美国、德国等发达国家引进了一些数控系统和伺服技术,填补了我国在这方面的空白。然后陆续研发了那个时代的的数控系统,通过不断的完善,这些系统的可靠性得到了用户的肯定,总而结束了我国数控技术在这一阶段的瓶颈,这个时期的数控机床技术我国还是主要以借鉴国外先进技术为主,对一些知识进行消化吸收。在90年代,我国的数控机床技术已经有了质的飞跃。在这个阶段国家针对实际情况,先后安排了“柔性制造系统技术(FMS)开发研究”、“计算机集成制造系统(CIMS工程)的研究”等一系列重大的科研项目,大力推动我国数控技术的自主研发进程。这样我国数控机床的数控系统和伺服驱动系统,也由进口发展到了自主研发的阶段。目前我国已有数十家的研究所和企业可以从事各类数控系统的研发和生产。其中比较知名的有北京的KND系统、南京的华兴系统、成都的广泰系统等。
但是由于我国数控机床的技术水平和工业基础的起步比较晚,在一些领域的研究还是很存在差距。导致在数控机床的性能和可靠性方面与发达国家相比还是存在着距离。目前在推动数控机床发展的工业化和产业化的过程中,我国的数控行业还存在着很多的问题。如:缺乏核心技术、技术创新能力不足、缺乏有效的管理机制、在与国际企业竞争时缺乏实力等问题。
3、数控机床未来的发展趋势
3.1 高速化和高精度化
尽管很多年前就已经提出了数控机床的高速化和高精度发展的目标,但是在科学探索的路上是没有尽头的。而且目前对高精度、高速度的内涵和需求也在不断的变化。保障工作的效率和产品的质量是数控机床一直的追求。更高的速度和更精准的加工技术可以提高产品的质量和生产效率,缩短生产周期和提高企业在市场上的竞争力。
3.2 智能化
21世纪的数控技术的主要发展方向将一定是智能化。目前,智能化的理念已经渗透到了数控机床的各个部分。如加工过程的对工艺的自调节控制,工艺参数自动检测显示。还为了提高驱动方便的各种人性化设计,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等。在故障诊断方面也摆脱了原始的人工检修,已经有智能诊断、智能监控程序和感应装置,方便系统在出现问题时及时进行反馈和维护,减少了查找故障的时间,为数控产业的规模化发展提供了机会。
3.3驱动并联化
并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷,在机床主轴(一般为动平台)与机座(一般为静平台)之间采用多杆并联联接机构驱动,通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动,可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能,更能满足复杂特种零件的加工,具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。
3.4 网络化
现在国外已经开始尝试对数控机床联网技术的研究和试验。就是利用网络技术将各个机床进行连接,可以实现机床的统一管理和在线监测功能,同时也方便对机床程序的修改。目前数控机床联网要具备以下几个方面的能力:一是可以将程序从监测室可靠的传输到每台机床,然后对其运行情况实现实时监控;二是可以随时采集到每台机床的数据参数进行查看和备份;三是可以将不同机床间的程序进行相互交换,确保系统的稳定性;四是可以在线提取到每台数控机床的刀具磨损情况和估计刀具的使用寿命,然后电脑实现和监控换刀程序的执行。
4、结语
目前,数控机床的发展日新月异,高速化、高精度化、智能化、并联驱动化、网络化、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,数控产品的核心技术研发方面还是与国际同行存在着很多的不足。中国的数控产业在引进先进技术的同时应该重视对国内技术人才的培养,努力打造具有自主品牌的核心产品。力争早日摆脱目前在高精端设备上依赖进口的局面,为把我国从一个制造大国发展成为一个研发大国而奋斗。
参考文献
[1]秦宏伟.我国数控机床发展现状及方向[M].机械制造与研究,2007.
[2]贾亚洲,杨兆军.数控机床可靠性国内外现状与技术发展策略[J].中国制造业信息化,2008,4.
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数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,它是传统机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术等于一体的现代制造业基础技术,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。数控技术水平高低和装备拥有量的多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。现对国内外数控机床产业现状进行介绍,并对产业竞争力和战略发展进行研究。
1 国外数控机床产业现状及发展趋势
从世界范围来看,数控机床发展的强国首推德国和日本。德国的数控机床精度高,稳定性好,自动化程度高,出口遍及世界。而日本十分重视发展批量生产自动化,并大力发展中小批柔性生产自动化的数控机床。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,主要体现几个方面。
1.1 智能、高速、高精度化
随科学技术的发展,计算机系统及其应用软件的复杂化,使得机床系统及其硬件结构简化,数控机床的智能化程度日趋提高。如果重复定位精度能达到0.005 mm,为高精度机床,在0.005 mm以下,是超高精度机床。高精度的机床,要有最好的轴承、丝杠。随着电脑辅助制造(CAM)系统的发展,精密度已达到微米级。
1.2 设计、制造绿色化
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最小,资源利用率最高。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。
1.3 复合化与系统化
根据数控机床具有数字化控制机床运动的这一特点,可实现工件一次装夹,完成多种工序复合加工,从而大大提高生产效率和加工精度。产品开发周期的缩短,制造速度也得到相应提高。而且随着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。
2 国内数控机床产业现状及发展趋势
1958年我国研制出第一台数控机床,随后经历五个发展阶段,直至21世纪,数控机床发展速度远高于机床工具工业平均发展速度,我国数控机床实现了超高速、飞速发展。
当今世界机床制造业的水平集中表现在数控机床的开发、生产能力上,数控机床已成为制造业的主流设备,一个国家所拥有的数控机床多少、水平高低已成为衡量一个国家综合实力的重要标志。要实现我国从一个机床大国转变为机床生产强国的目标,必须加快调整步伐,加大新产品开发力度,必须关注机床产业相关的新技术及发展趋势。
随着信息技术的日新月异,高新技术日趋成熟并广泛应用到机床上,高速、高效、高精度、复合加工、环保是今后机床产品发展的主流。数控机床替代普通机床,机床技术的复合化、智能化生产的日趋成熟,极大提高生产效率和机床生产的自动化水平,缩短交货周期,降低生产成本,并且能够快速反应市场。例如:在产品复合技术方面,具有代表性的德国WFL公司研制的MILLTURNS系列车铣复合加工中心,该机床可完成车、铣、钻、镗、攻丝、滚齿、磨削等多道工序加工。德国TBT公司的MULTI.CRANK,最多有十个控制轴,可完成复杂曲轴类零件的复合加工。
3 我国数控机床产业的战略选择与实施
虽然目前市场对高档和大型机床需求量很大,但是中小型和普通机床已出现库存迹象。因此对于这两种供需矛盾的突出问题,必须通过加快调整产品结构来解决。企业要针对市场需求和本企业特色、产品特色进行产品结构调整。逐步增加大型重型以及多轴控制,高柔性、高自动化程度机床制造能力和市场占有比重,同时不断完善内部管理机制,培养人才,提高劳动生产率,重视产品质量和服务,在提高产品的稳定性和可靠性上下功夫;同时,完善管理机制,提高管理水平也是企业增强竞争力的必备条件。
目前国内排名在前列的主要机床制造企业均为国有企业,如沈阳机床集团,大连机床集团,北京第一机床等等。这些国有大型企业机床产量占据国内机床总产值的70%以上,处于绝对主导地位。并且这些企业占有国家更多的资源,容易得到国家扶植。在这些企业的国有企业股权结构中,国有股比重过高。股权过于集中,不利于股权分散和公司产权独立化,不利于投资主体多元化和形成多元产权主体制衡机制。因此,合理配置股权,优化股权结构是完善国有企业治理结构的关键环节。
从2009年至今,中国机床产值已稳居世界第一,但其中经济型数控机床占比相当大,高档数控机床与国外仍有很大差距。因此,必须提高开发能力,发展高档数控机床。而且我国重型机床行业虽然取得了可喜的成就,但是与工业发达国家相比,还存在不小差距。目前,国产重型机床与世界一流水平的差距主要是可靠性和制造工艺等方面,要加速缩小与国外的差距,不断提高国产重型机床的水平,就要不断提高自主创新能力,开发自己的核心技术。
目前,我国龙头机床制造商已经形成了并正在扩大自己产业集群。如大连机床在大连高新区构建其产业集群等等,并积极引入国际高端机床零部件制造企业及机床配套供应企业,提高产品供应效率,与供应商共同合作增强企业研发能力,最终达到增强产业链条,提高综合竞争实力的目的。
4 结论
数控机床作为实现机械制造自动化的关键,直接影响到一个国家的经济发展和综合国力,关系到一个国家的战略地位。机床行业要进一步深化改革,适应市场需求,积极调整产业和产品结构,转变经济增长方式,加速数控机床产业化步伐,增强自主创新能力,加快高档数控机床和大型重型机床及其功能部件的研发和市场开拓,从而提高市场竞争力,在国家的政策和措施的支持下,机床产业竞争力将会得到迅速的提升。
参考文献
[1] 中国社会经济调查研究中心.2008年数控机床行业分析报告[R].5-22.
[2] 曹伟.我国数控机床的发展现状与对策[J].现代经济信息,2008(4).
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什么是数控技术?简单一点来说就是通过数字来控制和操控某项指令的技术,简称数控,是指利用数字化的代码构成的程序对控制对象的工作过程实现自动控制的一种方法。我们通常说的数控系统其实就是通过数字控制技术形成的自动控制这样的系统为数控系统。所以现在我们可以知道了什么是数控机床,那么顾名思义他就是在机床上安装了数控系统的设备,便于对机床的控制,我们把这样的机床叫做数控机床。
职业高中《数控加工技术》课程教学内容是比较新的教学内容,其根据科学技术的发展变化和更新也是非常快的,但是我们在教学中学生学习的方式是根深蒂固的,传统的学习方式也是一直影响着我们,教学方式和方法的创新,教学模式的构建都影响着教学效果,所以,我们在进行该课程教学之前一定要了解数控技术的优点和其发展进程,这样有助于我们更好地完成教学内容和提升学生的学习水平。
一、当前数控机床技术具有的优点
1.灵活性比较强。对于CNC(数控机床技术)系统,因其具有较大的修改和变更空间,我们在改变控制能力的时候只需要调整控制程序即可,这样就能够达到我们想要的控制效果,因此我们说数控机床技术能够灵活地完成我们的工作任务,其具有良好的灵活性。
2.准确性和可靠性高。我们把预定的程序一次性添加到我们的应用存储器中,通过软件的整合,同时又有硬件设备的强大功能性,我们就可以设定我们想要的工作结果,这里只要我们的程序指令没有问题,我们的操作结果就是准确的和可靠的,从而避免出现故障和错误率。
3.易于实现多功能复杂程序控制。
4.具有自诊断功能。我们在输入既定的程序以后,在设备工作的过程中,如果一旦出现错误指令,系统会自动提示和自我调整,从而起到自我诊断功能。
二、数控技工技术的发展
1952年美国帕森斯和麻省理工学院共同合作,研制出了第一台三坐标直线插补连续控制的立式数控铣床。从此数控机床进行了前所未有的变革。
1.机床加工的尺度特征向极端方向发展
随着科学技术的发展,微电子技术的进入,我们的数控技术的加工精密度也发生了前所有的变化,出现了更为高水平的重要指标。这种精度的体现已经从原来的尺度上来比较了,而是从形状精度和表面的粗糙程度来比较的,这种体现更多的体现在微结构的加工技术方面。这样我们就可以总结出这样的结论,机床加工的精准度已经在二方面有了更大的变化:一方面,我们体现再物件的形状尺度向精准方向发展;另一方面,是整体形状向我们想要的大尺寸方向进攻,取得了良好的研究成果和应用价值。
当今的科技发展的速度是非常快的,我们工业生产在科技创新的带动和驱动下,大量需要精准和带有微结构的加工零件是必需在数控机床技术下才能够完成的,因此新的加工要求就是精密机床设备的研发和应用。我们知道现在微结构零件在生活的各个方面应用的非常广泛和有更高的利用价值。所以我们说微结构的出现将把数控机床技术引领到一个新的工业领域。与此同时,新的研发的光学技术的加入,使微加工技术更能够准确无误。比如纳米压印复制工艺技术就得到了非常好的发展应用。
2.机床设备向智能制造要求发展方向努力
科学技术的发展必然使技术更新达到日新月异,智能化技术的发展是一个较大的发展空间,这就要求机床的数控技术必须符合智能化制造技术的要求。目前从国际和国内的职能制造技术的发展情况来分析,其主要标准是要求必须具备各种配置的高可高性能,这是作为智能制造加工的最基本的组成部分,也就是说机床性能在更高环境的标准必须体现出其更大的要求标准。这样才能完成更加精准的部件加工。以前的智能制造系统能够工作72小时,随着技术的变革,现在智能制造系统在连续工作的性能上能够达到可以连续720小时运行,这种长时间的不间断的工作大大提高了效率,因此,能够长时间不间断高可靠性运行的机床设备成为另外一个发展趋势。随着我们生活的需要和科技术的发展,数控技术的发展会越来越好,越来越先进,越来越能适应我们人类的生活需要,比如多功能复合化趋势、可重构趋势、低能耗环保趋势等。
教育与科学技术的发展是分不开的,两者是相辅相成的,教育能够更好把先进的技术带给学生们同时又能研发出需要的技术标准。我们在探讨数控机床的技术革新问题上有了重大的突破,实现了数控技术的实践应用性能,这一点十分重要。因此也会对数控技术的研发起到人才的推动作用,相信在今后的电子时代,数控技术会发挥它的重要价值和社会影响力。
参考文献:
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从20世纪中叶数控技术出现以来,数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点:加工柔性好,加工精度高,生产率高,减轻操作者劳动强度、改善劳动条件,有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品,
适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
1.我国数控机床的现状
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,1998--2004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2002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,2004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,1999年是33.6%,2003年仅占27.7%。1999年机床进口额为8.78亿美元(7624台),2003年达27.1亿美元(23320台),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,70%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。
2.数控机床发展趋势
2.1智能、高速、高精度化
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、LM直线滚动系统等)主轴转速达15,000r/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,数控机床的智能化度日趋提高。一台机床的重复定位精度如果能达到0.005 mm(ISO 标准、统计法),就是一台高精度机床,在0.005mm(ISO 标准、统计法)以下,就是超高精度机床。高精度的机床,要有最好的轴承、丝杠。随着电脑辅助制造(CAM)系统的发展,精密度已达到微米级。
2.2 功能复合化
复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合――加工中心、车铣复合――车削中心、铣镗钻车复合――复合加工中心等;工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工,减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差,提高了零件加工精度,缩短了产品制造周期,提高了生产效率和制造商的市场反应能力,相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。加工过程的复合化也导致了机床向模块化、多轴化发展。德国Index公司最新推出的车削加工中心是模块化结构,该加工中心能够完成车削、铣削、钻削、滚齿、磨削、激光热处理等多种工序,可完成复杂零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高,大量的多轴联动数控机床越来越受到各大企业的欢迎。
2.3设计、制造绿色化
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随着我国制造业的迅速发展,数控装备被大量的使用,涉及数控机床、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)等一大批高科技的产品。数控装备给企业提供了强大的加工手段和技术支持,提高了生产效率和加工精度。在使用数控设备的过程中,由于使用不恰当、维护不好而造成故障频频发生,且维修又不及时很容易造成设备停机,损失巨大。另一方面,大量企业对数控设备的维护和维修能力偏低,缺乏专业数控维修人员。因此,加强数控设备的维修和管理直接关系到发挥数控设备优势,关系到企业的经济效益。因此数控维修人员培养问题迫在眉睫,完备的数控维修人才培养模式应该具备有数控维修经验的教师团队,有配套的教材、教学方法、教学手段、考核方法和政策支持,有配套的数控维修实训设备和校内外实训基地。但是,目前用于数控维修人员学习、培训的专业实训设备不多。即使有,也价格也是非常昂贵的,而且也并不一定适合现阶段各个企业和职业院校的需要。
2、数控维修实验台的基本组成
数控维修实验台是以数控机床为基础,并能充分揭示数控机床各部分功能的实验设备。
3、国内外现状
现代企业随着社会的发展,数控设备以及数控设备的工作状态都直接关系到企业的进步和发展。由此数控设备的维护和修理工作就显得尤为重要了。所以说在现代企业中不公需要会操作数控设备的高科技人员,同时维修数控设备的操作工作也是同样需要。而传统企业维修人员的培养模式都是师傅带徒弟的模式,这样都是远远不能满足现代企业发展的需求的。为了适应企业需要,现在有很多职业院校,都开设〈数控机床维修〉这门课程,注入大量的师资力量,来培养专业人才。尽管目前各个学校级别上还存在一定的差距,但是要想培养出合格的数控设备操作和维修人员,必须理论结合实际。
通过对于市场的调查显示,用于数据维修的国外系统的实验台比较少,这种国外系统价格较贵,并且这些系统也不符合我国现阶段的发展要求;而国内有华中数控模拟实验台、广数数控原理机、成都天川教学仪器、南京巨森自动化设备等实验台。据调查研究分析,证实这些实验数控台在用于培养维修人才时有以下缺点:
1)现有数控设备维修实验台, 价格却比数控机床还要贵, 且故障模式相对固定,只适合简单的出厂检测,与真正意义的综合维修测试水平还有比较大的差距。
2)没有设备故障的讲解和展示,一些常见的机械和电器故障发生的原因、位置、处理都没有让培训人员了解透彻。
3)无总线配置故障诊断功能。
4)在计算机技术使用上存在不足,只起到简单的辅助功能,未发挥计算机技术的优势。
4、发展趋势
随着数控机床的高速发展,网络化、智能化、综合性等功能的不断增强,这些都影响了数控维修技术的发展,受这些因素影响,数控机床故障诊断维修实验台走向网络化、集成化就成为一种趋势,且在不久的将来,数控机床故障维修实验台将会出现出以下特点:
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(1)高速化近年来,随着我国机械制造业的飞速发展,需求也在不断增强,而作为工业制造的必备的设备,我国机床行业每年以两位数的速度增长,迎来快速发展时期,数控机床已成为我国机床消费的主流。不同行业对于数控机床有着不同的需求,航空领域需要的是高速、精密以及多轴联动的产品;电力行业需要的是高刚性、大扭矩的数控产品;而汽车工业需要的是大量生产线的专用机床。(2)高精度化随着国内制造业转型升级步伐的加快,数控化加工是机械加工行业朝高质量,高精度,高成品率,高效率发展的趋势。我国对高端精密加工设备的需求与日俱增,用户对于高端机床产品的需求也越来越大。数控机床的高精度化发展,现在更专注于运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿研究,以求能够达到数控机床最佳精度状态。总的来看,市场对机床工具产品的需求已经过渡到中高端领域,普通机床产品的市场空间将越来越小。(3)控制智能化当今的市场充分证明,现在数控机床的智能化已经成为市场的热门需求和话题,智能化是机床行业发展趋势,个性化定制、系统解决方案,以技术为依托为客户提供智能输送整体解决方案,正在逐步变成现实。数控技术的智能化主要包括加工过程自适应控制技术、加工参数的智能优化与选择、智能故障自诊断与自修复技术、智能故障回放和故障仿真技术、智能化交流伺服驱动装置、智能4M数控系统等。(4)极端化(大型化和微型化)随着我国高精密产业的发展,数控机床越来越凸显出其自身优势,其能够适应我国大型机械化发展趋势,不仅可以满足大型装备的功能性要求,还满足了其精度要求。目前,航空航天、半导体、光学部件、超精密轴承等零件加工,引入了超精密加工技术、纳米级技术,该技术要求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,而数控机床与传统机床球体磨床相比,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,使失效的概率大幅度降低。(5)网络化数控机床主要着眼于以数字化和网络化为支持的智能化生产,网络化是其必然的发展趋势。数控机床的网络化发展,能够实现数据参数的有效流通、共享,便于对数控机床的远程监控。(6)加工过程绿色化环境问题是全球性问题,特别是对于我国来说,环境问题目前已经成为中国社会经济发展面临的严重挑战之一,这一问题的日益突出和扩大,已经影响到区域的生态安全和可持续发展。数控机床的生产过程中需要大量资源,随着人们环保意识的增强,资源和环境问题得到了广泛的重视,近年来环保车床不断涌现,环保节能已成为工程机械产品升级的基本特征,绿色制造代表了未来全球发展的方向,环保节能机床的加速发展会使企业在市场上保持竞争优势和领先地位。
3本零件的设计分析
3.1加工难点及处理方案
分析图纸可知,此零件表面由圆柱、顺圆弧、逆圆弧、圆锥、槽、螺纹等组成,对平面度的要求很高,为提高零件的质量,需要根据零件的形状、尺寸大小和形位公差要求选择合理的加工方案:(1)结合加工零件的形状和材料等条件,选用CJK6032数控机床。(2)对图样上给定的几个精度要求较高的尺寸,编程时采用中间值。(3)加工工序为:预备加工—车端面—粗车右端轮廓—精车右端轮廓—切槽—工件调头—车端面—粗车左端轮廓—精车左端轮廓—切退刀槽—粗车螺纹—精车螺纹。
3.2零件设备的选择
根据轴类零件的特点,既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,该零件的加工对于技术要求更为严格,而普通车床加工设备很明显不具备该优势。而数控车床加工精度高,能做直线和圆弧插补,且刚性良好,能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿,可以保障其加工的尺寸精度和表面质量。根据零件的工艺要求,可以选择经济型数控车床,本文选用CJK6032数控机床加工该零件。该机床采用的是步进电动机形式半闭环伺服系统,设置三爪自定心卡盘、普通尾座或数控液压尾座,适合车削较长的轴类零件,且机构简单,价格相对较低。
3.3刀具与切削用量的选择
影响数控车床切削效率的因素有很多,主要有人为因素、环境因素及刀具和切削用量的选择,这些都制约着数控车床的工作状态,尤其是对于刀具的合理选择,能够加快数控车床的工作效率,保证零件加工质量。刀具的选择标准是刀具复杂程度、制造和磨刀成本。相对于普通机床而言,数控加工对刀具在刚性、精度、耐用度上有着更为严格的要求,同时,还要求所选择的道具尺寸稳定、便于安装调试。工件材料的切削加工性能是很复杂的,强度、硬度、塑性、提供冷切削加工、机械性能都跟工件的材料有关。经过研究图纸发现,该轴零件加工中,刀具与工件之间的切削力较大,所以选择45钢为该轴类零件的材料。
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二、我国数控系统产业市场的现状
(一)数控系统产业的市场细分
我国数控系统分为三种型级,即经济型、普及型和高级型。这是根据我国当前市场需求的实际情况,按技术应用不同领域和复杂程度进行的阶段性标准来划分的。
在经济型数控系统中,国产经济型数控系统由于适应我国用户的实际使用水平和机床制造企业数控技术配套要求,得到了广大用户的认同,已形成了规模优势,目前约占到我国整个数控系统市场的60%左右。
国产普及型数控系统市场占有率不断提高,但外国品牌依然占领国内市场。进入20世纪90年代以来,我国逐步形成了以航天数控集团、机电集团、华中数控、蓝天数控等以生产普及型数控系统为主的国有企业,以及北京-法那科、西门子数控(南京)有限公司等合资企业的基本力量。从技术水平上比较,国产普及型数控系统的功能、性能并不差,价格和服务方面还有较大优势,可靠性与国外系统的差距也已显著缩小,但依然是国产数控系统最难开拓的市场领域。
在高档数控系统领域,国产数控系统与国外相比,确实还存在比较大的差距。虽然国产五轴联动数控系统技术上已经取得了一定突破,但功能还不够完善,在实际应用中验证还不全面。国产高档数控系统的差距,还表现在产品的系列化不全,如伺服电机、伺服驱动从小到大各种规格,国外都有,而我们的规格有限;在高速(快速进给速度40米/分以上)、高精(分辨率0.1微米以下)、多通道数控系统的功能、性能上,国产系统与国外系统有较大差距。我国进口的数控系统基本为德国西门子(SIMENS)和日本法那科(FANUC)两家公司所垄断,这两家公司在世界市场的占有率超过80%。在国内尚无自主知识产权高端数控系统替代的前提下,西门子和发那科拥有绝对的价格优势。加上高性能数控系统具有超越经济价值的战略意义,发达国家对出口我国的数控系统始终有所限制,甚至像五轴联动以上的高性能数控系统产品绝对禁止向我国出口。
(二)我国数控系统产业的发展目标
国家“十二五”期间的目标是:建立起比较完备的数控系统自主创新体系,具有自主设计、开发和成套生产能力,使我国高档数控系统总体技术达到国际先进水平。创建国产自主品牌产品,普及型数控系统市场占有率达70%以上,具有较强的国际竞争能力;国产高档系统市场占有率达到50%以上,主要品种基本实现自给,推动装备制造业现代化。
结合我国数控系统市场与数控系统产业的发展目标,不难看出,经济型数控系统市场已趋于饱和,且竞争相当激烈,由于技术水平相差不大,因此多为价格竞争。在普及型数控系统市场已逐步形成几家大企业的垄断现象,并且国外数控系统已在市场上占统治地位,很难进入。而在国内,高档数控系统目前只占整个数控系统的约2%,市场前景相当广阔,虽然目前大部分的高档数控系统是国外产品,但依然有大片市场等待开发。竞争机会是平等的,并且有国家政策的支持与鼓励,数控系统厂商只有抓住这一契机,才能不断发展自己的技术,扩大市场,为国家高档数控系统的发展做出贡献。
三、高档数控系统市场需求分析
(一)高档数控系统的市场应用
高档数控系统可以应用于数控机床的生产,也可以对原有的数控机床或非数控机床进行系统升级、改造。其具体的应用市场为机电行业,包括机械、电子、汽车、航空、航天、轻工、纺织、冶金、煤炭、邮电、船舶等。另外,航空航天、船舶制造、大型电站设备、石化和冶金设备、汽车制造等都是我国机床业的下游产业,都离不开高档机床,为机床业的发展提供了广阔的空间。
(二)数控机床市场的现状
数控机床是利用硬件和软件相结合,是以电子控制为主的机电一体化机床,充分利用了微电子、计算机技术等高端技术。我国数控机床生产厂共有100多家,其中能批量生产的企业有42家(国有企业30家,民营企业5家,合资、独资企业7家),平均年产量40-50台,几家重点企业年产量可达400-700台。
1、国内市场需求。我国数控机床20世纪80年代以来有了迅速发展,平均年产量增长20%以上;数控机床市场消费量从1990年的2588台增长至1996年的18000台;目前已是世界数控机床第三进口大国。进入90年代以来,我国数控机床生产企业都经历了结构调整、转变机制的艰苦磨砺过程。由于市场结构的变化,使得1997年数控机床市场消费量下降到14329台。同时由于进口减少,国产数控机床市场占有率上升到45.9%;正是由于结构的变化,才有可能形成产量下降、市场占有率提高的局面。近期,国家为扩大内需,通过加大技改投资和基础设施建设投资的措施来拉动国内市场消费。在各个主要市场看,轿车、重型汽车等重要车型的销售量从东向西逐步扩展,轿车个人购买已成为主流。这些行业的发展带动了机床工具的需求。其次是军工等需求稳步上升,在航空、兵器等领域,改造将继续增加,设备需求将进一步深化和扩大。民营企业将进一步渗透到制造业和轻工业,其技术水平和加工能力的提高依赖于装备的改善。处于“十一五”执行期的高峰,国家重点项目、重点工程、重点任务全面铺开,市场需求呈现出较高的增长,进一步拉动企业的技术改造和设备更新。近年启动和续建的重大工程有:三峡右岸的发电机组的制造,西气东输中段的全面开工及沿线各省、市的引进工程,南水北调工程,北京、上海、武汉、天津、重庆、长沙等大、中城市的地铁、轻轨工程、大化肥、大空分、西电东送等工程都会对相关产业带来市场的需求,而这些产业直接或间接都会使机床工具行业的市场增加份额和力度,为我国数控产业发展带来新的市场机遇。
2、国际市场需求。从近几年我国机床出口统计数据来看,数控机床的出口量和出口平均单价逐年上升,国际机床市场的消费主流是数控机床,目前世界数控机床消费趋势已从初期以数控电加工机床、数控车床、数控铣床为主转向以加工中心、专用数控机床、成套设备为主,这正是我国机床行业的弱项。“八五”期间,我国机床工具产品出口开始向全方位、多元化发展。近几年机床出口多元化发展趋势更加明显,由于受东南亚金融危机的影响,1998年我国东南亚出口额大幅降低,但同时开始向南美、中东、荷兰扩展,对英国、加拿大出口额也较1996年大幅度提高。美、欧、亚是目前我国机床产品出口的主要市场,占我国出口份额依次为1/4、1/5、1/6。在2005年的世界十大机床消费国(地区)中,只有我国台湾和意大利的机床消费额是负增长和零增长,其余都是正增长。2005年我国的机床消费额高达109亿美元,高出第2位的日本33.7亿美元,连续四年名列世界首位。世界机床市场整体消费的增加同时预示了数控机床市场的市场容量不断增加,为高档数控系统提供了广阔的市场投放空间。
四、市场规模预算
由于机床下游行业固定资产投资连续几年快速增长,国内机电产品市场需求年均增长30%,根据数控机床市场的预计,未来5年我国数控机床需求的年均增速在30%以上。
虽然国内市场对数控机床的需求很大,但对高档数控机床的生产和消费需求依然处于低水平,从2004年的数据看,高档数控系统占整个数控系统的产量比例为1.5%,比2002年上升了1个百分点。
另外,由于技术等方面的原因,国产高档数控系统的市场占有率非常小,2006年,国外公司在我国销售高档数控系统约占市场份额的99.5%。这就要求国产高档数控系统厂商必须生产质量可靠,价格适中的高档数控系统,才能与强劲的外国企业竞争.根据市场分析,可以做出未来五年我国高档数控系统市场规模预测如表1所示。
五、结论与建议
随着市场需求的不断扩大,科学技术的迅猛发展,21世纪将成为我国发展数控系统产业的绝佳时期,提高我国数控系统的技术性和竞争力将大力推动我国制造业的发展,这将是政府与企业共同努力的结果。
在政府政策方面,应充分利用国防军工行业与机床制造行业的合作平台,率先在军工行业推广使用自主化的高档数控系统。优先立项支持选用国产数控系统的首台首套高端数控机床装备的研制,并在项目中分配专门经费支持所配套的高档数控系统的研发,推动自主研发的高档数控系统的应用验证和市场推广。在使用财政性资金采购数控机床的项目中,标书中不要指定国外系统,给国产数控系统产品建立公平的市场竞争机制。在满足同等的条件下,应优先选用国产数控系统产品。同时,支持数控系统厂、数控机床厂和职业院校建立“数控技术培训与服务中心”,为数控机床生产者培训操作使用、工艺编程、维护维修人员。另外,政府也可以在技术改革、税收和金融政策等方面给予扶持,增强高档数控系统企业综合实力。
在企业自身方面,应加大在高档数控系统、全数字交流伺服驱动等核心关键技术领域的研发,走产学研相结合的道路,集我国家的财力支持建立由研究机构、大学、系统厂组成的技术联盟和研发平台,共同开展数控系统共性与关键技术的研发,加速制订下一代高档数控系统标准体系结构的规范和协议及相关的技术标准,并在国产数控系统行业内推广和共享,实现我国数控厂商的共同发展。
总之,国产高档数控系统的发展关系到我国的产业安全和国防安全,加速产业化步伐,增强自主创新能力,加快高档数控机床及其功能部件的研发和市场开拓,提高产品质量和服务质量,提高竞争力是我国高档数控系统产品的努力方向,我们相信在国家的政策和措施的支持下,在全行业自身的不断努力下,高档数控系统一定会有更好的发展。
参考文献:
1、孙斌,杨汝清.基于PC的数控系统的研究现状和发展趋势[J].机床与液压,2001(4).
2、杨学桐.我国数控产业的现状与发展举措[J].机电产品开发与创新,2002(3).
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1.1 数控机床的产生
随着社会生产和科学技术的不断进步,各类工业新产品层出不穷,机械制造业作为国民工业的基础,其产品更是日趋精密复杂,特别是在航天、航海、军事等领域,所需的机械零件精度要求更高、形状也更为复杂、多品种,并且往往批量较小,加工这类产品需要经常改装或调整设备,普通机床或专业化精度高的自动化机床显然无法适应这些要求。同时随着市场竞争的日益加剧,企业生产也迫切需要进一步提高其生产效率、提高产品质量及降低生产成本。一种新的生产设备――数控机床就诞生了。
1.2 数控机床的发展
1952年美国麻省理工学院成功地研制出一套三坐标联动,利用脉冲乘法器原理的试验性数控系统,并把它装在一台立式铣床上,当时用的电子元件是电子管,这就是第一代世界上的第一台数控机床。
我国是从1958年开始研究数控技术,一直到60年代中期处于研制、开发时期,一些高等院校、科研院所研制出试验样机,开发也是从电子管开始的,1965年国内开始研制晶体管数控系统。从70年代开始,数控技术在车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工等领域全面展开。数控加工中心在北京研制成功。在这一时期,数控线切割机床由于结构简单、使用方便、价格低廉,在模具加工中得到了推广。
到20世纪80年代,总体发展趋势是:
数控系统的可靠性不断提高;增强通信功能;采用新型的自动编程系统;驱动装置向交流、数字化方向发展;为便于裁剪、扩展和功能升级,满足不同类型数控机床的需求,提高系统的集成度、缩小体积,采用模块化结构;广泛采用32位CPU组成多微处理器系统;数控装置由NC向CNC发展。总之,数控机床技术不断发展,性能价格比也越来越高,可靠性越来越高,功能越来越完善,使用越来越方便。
1.3 数控机床的组成及工作原理
数控机床一般由机床本体、辅助装置、伺服驱动系统、计算机数控装置、控制介质等部分组成。
1.3.1 控制介质
要对数控机床进行控制,就必须在人与数控机床之间建立某种联系,这种联系的中间媒介物就是控制介质,又称为信息载体。在使用数控机床之前,先要根据零件图上规定的尺寸、形状和技术条件,编出工件的加工程序,将加工工件时刀具相对于工件的位置和机床的全部动作顺序,按照规定的格式和代码记录在信息载体上。需要在数控机床上加工该工件时,把信息即工件加工程序输入计算机控制装置。常用的控制介质有穿孔带、穿孔卡、磁盘和磁带等。
1.3.2 伺服驱动系统
为使工作台按规定轨迹移动或精确定位,加工出符合图样要求的工件,把来自数控装置的运动指令转变成机床移动部件的运动,需要进行伺服驱动。
伺服系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电机组成,常用的伺服电机有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。伺服系统的性能是决定数控机床加工精度和生产效率的因素之一。
1.3.3 计算机数控装置
数控装置是数控机床的中枢。其作用是:从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序,输出几种控制信息和指令,控制机床各部分的工作,经过数控装置的逻辑电路或软件进行编译运算处理后,使其进行规定的有序运动。
1.3.4 辅助控制装置
辅助控制装置的作用是把计算机送来的辅助控制指令经机床接口电路转换成强电信号,用来控制主轴电机的起动、停止,主轴转速调整,冷却及泵起停,转位换刀,工件和机床部件的松开和夹紧,分度工作台的转位分度等开关辅助动作。当今数控机床已广泛采用可编程控制器作为辅助控制装置。
1.3.5 机床本体
数控机床是高精度和高生产率的自动化加工机床,它与传统的普通机床似,但数控机床在整体布局、外观造型、传动机构及操作机构等方面都发生了很大的变化。数控机床应具有更好的抗振性和刚度,要求相对运动面的摩擦系数要小,进给传动部分之间的间隙要小。所以其设计要求比通用机床更严格,加工制造要求精密,并采用加强刚性、减小热变形、提高精度的设计措施。
1.4 数控机床的特点
数控机床有以下的特点:
1.4.1 适应性强,适合加工单件或小批量复杂工件
在数控机床上改变加工工件时,只需要重新编制新工件的加工程序,就能实现新工件加工。数控机床加工工件时,只需要简单的夹具,所以改变加工工件后,也不需要制作特别的工装夹具,更不需要重新调整机床。因此数控机床特别适合单件、小批量及试制新产品的工件加工。
1.4.2 加工精度高
数控机床的脉冲当量普遍可达0.001mm/脉冲,传动系统和机床结构都具有很高的刚度和热稳性,工件加工精度高,进给系统采用消除间隙措施,并对反向间隙与丝杠螺距误差等由计算机实现自动补偿,所以加工精度高。由于数控机床是自动进行加工的,所以同一批工件的尺寸一致性好,加工质量十分稳定。
1.4.3 生产率高
工件加工所需时间包括机动时间和辅助时间。数控机床能有效地减少这两部分时间。
数控机床刚性好,快速移动和停止采用了加速、减速措施,因此既能提高空行程运动速度,又能保证定位精度,有效地降低了加工时间。
数控机床更换工件时,不需要调整机床,同一批工件加工质量稳定,无需停机检验,故辅助时间大大缩短,生产效率有了更明显的提高。
1.4.4 减轻劳动强度、改善劳动条件
数控机床加工是自动进行的,工件加工过程不需要人的干预,加工完毕后自动停车,这就使工人的劳动条件大为改善。
1.4.5 良好的经济效益
虽然数控机床很贵,分摊到每个工件上的设备费用较大,但是使用数控机床可节省许多其它费用。特别是不要设计专用工装夹具,加工精度稳定,减少了调度环节等,所以总体成本下降,可获得良好的经济效益。
2 国产数控机床的发展现状及发展趋势
2.1 国产数控机床与国际先进水平差距逐渐减小
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由成长期进入了成熟期,可提供市场各种数控机床,覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域,产品可与日、美、德、意等国齐驾齐驱。
2.2 国内数控机床的发展趋势
2.2.1 智能、高速、高精度化
新一代数控机床为提高生产率,向超高速方向发展,精密度已达微米级。
2.2.2 设计、制造绿色化
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,对环境的负面影响最小,资源利用率最高。
2.2.3 复合化与系统化
由于产品开发周期越来越短,对制造速度的要求也相应提高,机床也朝高效能发展。
3 CNC装置的工作原理
CNC装置在其硬件环境支持下,按照系统监控软件的控制逻辑,对输入、译码、刀具补偿、速度规划、插补运算、位置控制、I/O接口处理、显示和诊断等方面进行控制。
CNC装置的主要工作包括以下内容:
3.1 输入
输入CNC装置的有零件程序、控制参数和补偿量等数据。
3.2 译码
在译码的过程中还完成对程序段的语法检查。
3.3 插补
插补的任务是在一条给定起点和终点的曲线上进行“数据点的密化”。
3.4 进给速度处理
编程所给的刀具移动速度,是在各坐标的合成方向上的速度。
3.5 刀具补偿
刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。
3.6 位置控制
位置控制处在伺服回路的位置环上。
3.7 显示
CNC装置的显示主要是为操作者提供方便。
3.8 I,O处理
主要处理CNC装置面板开关信号、机床电气信号的输入、输出和控制。
3.9 诊断
现代CNC装置都具有联机和脱机诊断的能力,对CNC装置进行诊断、故障定位和修复。
4 结束语
为提高在市场的适应能力和竞争能力,现在各国制造业大都采用数控技术来提高制造能力和水平。另外世界各发达国家还将数控技术和装备列为国家的战略物资,所以用尽措施来发展自己的数控技术及产业。目前,当前研究的核心是数控系统功能软件开发、开放式数控系统结构及配置。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术,为我国数控技术和产业走向世界的前列,使我国经济保持强劲的发展势头而共同努力奋斗!
参考文献:
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1 MQK1800的技术参数
2 MQK1800的数控系统
改革开放以来,许多国际著名数控系统制造商,例日本法纳克、德国西门子、,在中国建立生产、销售机机构,占领了中国的大部分市场。近年来,也有不少自主研制的国产数控系统也取得了迅速发展,其功能,质量和可靠性不断地完善,在国内机械行业享有一定的知名度,例如华中数控、KND数控、广州数控等等,对于中国的数控机床市场来说,更高的性价比已成为市场的竞争焦点。因此MQK1800采用了国产的KND-1000T系统。在日常使用中基本可以与进口的系统媲美。
KND-1000T数控系统是一种通用的数控系统。具有同法纳克相同功能的自发研制的系统,其零件加工的编程和机床的调试与法纳克系统基本相同,系统的特点如下:(1)KND-1000T系统的操作屏幕分辨率高,640×480的彩色8.4寸液晶显示器;(2)主板采用六度线路板,表贴元件,定制式FPGA集成度高,工艺结构合理,抗干扰能力强,可靠性高;(3)全中文操作界面,完整的帮助信息,操作方便;(4)采用电子盘技术,数据多个位置保存,出错后可快速恢复;(5)超强的程度处理能力,达到10000条/18秒,可实现高速小线段加工;(6)具有丝杆螺距误差补偿功能;(7)海量程序存储器。
3 MQK1800的工作过程及方式
机床工作过程如图1所示。
砂轮电机及砂轮直接安装在X向工作台上,由X伺服电机带动丝杆驱动砂轮在X向移动。
X伺服电机轴器丝杆丝杠螺母使工作台移动。
由于Z向工作台上安放了头架(包括头架电机),尾座和加工的工件,重达几吨,要推动它需要用大功率伺服电机,这样机床的占地面积就会很大。如果考虑采用变速器装置,要损失一定的精度。为此我们考虑了采用类似静压导轨的方式,用油压力将Z向拖板浮起,这样与导轨间的摩擦力就小了,这样推动Z向移动的伺服电机的驱动力可以大大减小。在磨削时,Z向轴是不移动的,一般来说要锁住它,这时我们只要降下油压,利用自重使拖板下沉,从而保证了Z向的稳定性。
Z轴伺服电机航轴器丝杆丝杆螺母使工作台移动。
液压系统实现的主要功能是:(1)当Z向工作台移动和停止时,它分别供给油压,使拖板上浮或下沉;(2)由液压控制尾架顶尖前进或后退。这些动作在机床操作面板上有相应的按钮。
在执行此程序前必须使机床返回原点,这样机床有了基准点,而程序中加工的位置都以这个点为基准计算出来的。另外还需事先把球面的中心与砂轮中主对准,这就是我们所说的找中心,中心找到了才可以执行程序运行,零件加工。
通常是通过人工方式来确定中心位置,经过操作人员不断地移动Z轴球面两边磨削,当判断两边火花一致时,认为中心已对准,这样不仅浪费了大量时间,当判断产生误差,会影响加工工件的质量。
KND-1000T系统具有宏程序编程,利用它可以很方便地找出工件球面的中心。具体方式,将砂轮移到够磨削的位置后保持不动,之后只需将球面的左边和右边分别接近砂轮,产生火花时,记下它们三个位置值,输入系统中变量表就可以了。
4 结束语
数控球磨机床MQK1800,采用KND-1000T系统,二年来使用中,工作状况良好,性能稳定。如果要进一步提高机床工作效率和工件加工精度,还可以给机床安装自动检测装置。
参考文献
[1]王太勇,乔治锋,等.高档数控装备的发展趋势[J].中国机械工程,2011
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1.适用于柔性自动化生产的设备
包括数控机床、辅机、传输装置、机器人、存储装置、柔性自动装夹具、检具、交换装置及更换装置、接口等。
2.自动化控制和管理技术
包括分布式数字控制技术、质量统计和管理信息集成技术、生产规则和动态调度控制技术、计算机技术、网络技术、通讯技术、生产系统仿真技术等。
3.联线技术
根据工艺设计,将各种设备联线,形成一个自动化生产的有机整体,既具有一定范围的适用性,又具有较好的可变性。包括FMC、FMS、FML、FA等。
二、选择依据
柔性自动化生产技术的高效性、灵活性和缩短投产准备时间等特性使其成为实施灵捷制造、并行工程、精益生产和智能制造等先进制造系统的基础。
柔性自动化生产技术起源于切削加工,至今已遍及到机械制造业的各个领域,包括:电火花加工、激光加工、板材剪切和折弯、冲压加工、水喷射加工、焊接及自动化装配等,甚至还应用到测量、热处理和喷漆涂覆等领域。
柔性自动化生产技术是当前机械制造业适应市场动态需求及产品不断迅速更新的主要手段,是先进制造技术的基础技术。实践证明,应用由不同柔性自动化水平构成的制造系统可提高生产率1-4倍,新产品试制周期和费用减少1/3-1/2。从而可缩短制造周期和交货期,加快产品更新换代,大幅度降低成本,提高企业对市场变化的应变能力和竞争能力,给企业带来明显的经济效益。
为了提高我国在国际市场上的竞争能力和振兴机械制造业,采用先进制造技术势在必行,但FMC、FMS、FML、FA……等是附加值高的高科技产品,依靠进口则费用高昂,而且制造系统包含着技术、管理和人文意识,故必须我国自行研制,才能结合国情,达到先进而适用,且能节约大量外汇,取得巨大的经济效益。
三、现状及国内外发展趋势
美、日、德三国分别于68年、70年和71年开发了首套FMS。到90年代全世界拥有1200套左右FMS,其中日本拥有400套,美国150套,德国100套。自85年到90年FMS的年平均增长率为28.7%。而同期FMC的年平均增长率为72.8%,即FMC的增长率是FMS的2.54倍。
这是由于FMS是根据加工的零件族的工艺选用合适数控机床的品种和数量组成的制造系统,因而系统较复杂,虽然生产效率高,但投资较大,资金回收期长,也就承担较大的风险。而FMC由于是采用模块化设计,数控机床品种单一,系统结构比较稳定,可靠性高,且可根据需要扩展组成FMS,有更好的柔性,较少的投资,调整周期短,见较快,经济效益高些,故自80年代中期以来FMC已成为柔性制造系统中主要发展的工程产品。
1990年全球FMS的销售额超过了20亿美元,FMC销售额逾40亿美元,两者约占当年世界机床总销售额的15%,约占数控机床销售额的30%以上。包括各类数控机床在内的柔性制造机床和系统的产值约占90年世界机床总产值465亿美元的55%,其中日本和联邦德国分别高达75%和70%,并呈逐年增加的趋势。因而适用于柔性自动化生产的机床和系统已成为机床工业的主导产品。
1958年清华大学与北京第一机床厂合作研制了我国第一台数控铣床,虽与日本研制数控车床和数控铣床的时间接近,但由于数控系统和相关的电、液元件未得到相应的发展,所以并没有能形成数控机床产业。直到“六五”期间由北京机床研究所引进日本FANUC数控和伺服系统技术,并经“七五”、“八五”在引进数控技术的基础上消化吸收,才从80年代起逐步形成了我国完整的数控机床产业;同时开发了在CNC单机基础上配置工件自动输送和托盘交换装置的FMC,自主研制了以国产设备为主组成的箱体加工FMS和板材冲压成型FMS等,并为国内汽车行业和摩托车行业研制了柔性自动化生产线,发展了基于DNC的独立制造岛和车间集成信息管理系统等。
但总体而言,无论在柔性自动化生产设备的应用广泛性方面,还是满足国内市场需要方面,与工业发达国家相比有明显不足,至于作为工程系统的FMC、FMS和FML等更还处于初步发展阶段。国内机械制造业使用的为数不多的FMC、FMS和FML也大多自国外引进。
从目前来看,国外柔性自动化生产技术总的发展趋势可归为3F和3S。
所谓3F为:柔性化(Flexibility)、联盟化(Federalization)、新颖化(Fashion)。
所谓3S为:系统化(System)、软件化(Software)、特效化(Speciality)。
具体来说,大致有下列四个方面:
1)创制新一代数控机床,根据应用场合,既有适合自动化的简约型高速数控机床,又有用于模具加工的超高速精密加工中心,复杂零件加工的多功能复合机床以及新颖的并联机构机床(虚拟轴机床)等。
2)发展适用于大批量、短节拍的由数控机床组成的自动生产线,达到具有年产量超过30万件、多品种分批生产的经济性。
3)进一步提高制造系统的生产规划和控制软件的面向对象的特性,以增强其柔性和信息集成性,适应构建CIMS等更高层次柔性自动化生产系统的需要。
4)研制灵捷制造单元,使其具有高度的自律性和良好的重组性,成为分布式网络集成的智能体,作为实现动态联盟企业实施异地远程协调制造的基础。
国内柔性自动化生产技术的发展总趋势仍是遵循着3F和3S的方向,但又有其特点:
1)发展适用、可靠和有价格竞争力的数控机床,开发市场急需的高效、精密和缺门产品,不断地提高其功能、性能,更好地适应柔性自动化生产的需求。
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一、国际机床行业的发展规律和现状
1、机床工业的生产状况
全球28个主要机床生产国家和地区2012年产值为932亿美元,中国约占30%,位居第一位。机床生产前8位国家和地区依次是中国、日本、德国、意大利、瑞士、美国、韩国和中国台湾。进入世界机床产值最大20家企业中,日本和德国最多,分别达6家,中国、美国和韩国排在其后,分别有2家,瑞士1家排在第6位。美、德 、日仍然是美、欧、亚三洲机床生产强国。
2、全球机床行业的消费情况
中、德、日、美、意是世界机床重点消费大国,占全球消费总量的73%。2013年中国机床消费381亿美元,涨幅近12%,占全球消费量的30%,仍然居世界第一,其中中国金属加工机床消费则占据全球市场的45%。美国、德国、日本机床消费增长已成定势,而且以中高档数控机床为消费主流。以欧元计算,各地区占比基本未变,亚洲占全球机床产值的57.7%,欧洲占比为34.7%,美洲占比为7.6%。其中2012年前十位机床消费国占全球市场80%。
3、全球机床行业的特点和分布格局
欧美机床企业集团化趋势加强,控制着机床行业高端技术。美国企业重点发展高精尖机床技术,生产飞机、宇航、汽车工业所需高精度、高效、高自动化、高性能机床。德国企业对加工工艺研究投资不遗余力,尤以重型机床、大型精密机床著称,精度及使用寿命最好。瑞士机床企业以中小精密机床技术著称于世,擅长将现代电子技术应用于机床系统。意大利机床企业擅长生产单台定制,个性化显著的机床,机床的柔性化程度高。韩国、日本、台湾擅长生产经济实用性较强的中高档机床,其中日本企业对机床寿命设计有特别的独到技术。
4、机床行业在全球进行技术转移
产业转移的重要理论依据是比较优势,由于各个国家的劳动力成本、产业配套、法律法规、教育体系等各个方面的不同,同样的产品在各个国家中成本有明显差异,而发展中国家在制造业和一些低端产品具有明显优势,成为产业转移的理想目的地。发达国家将传统成熟产业有计划、有步骤地向发展中国家转移。造船行业、港口机械、工程机械等劳动密集型产业由于技术含量较低、运输成本高、环保压力大等因素成为发达国家的主要转移领域。中国机床行业由于中国的第一消费大国地位和生产成本、人员工资、工业配套等因素成为机床产业转移的第一大国。高端制造主要集中在发达国家,高端装备制造不但体现在技术档次高、系统复杂成套、大型重型化、高速精密等科技水平和技术参数,更体现在售后服务复杂和更新换代快。总体表现为:投入巨大、成套复杂,规模庞大、研发周期长等方面。所以国内在重型设备等方面进步明显,比如港口机械、船舶、发电设备等,而精密机械等方面突破较慢。
二、我国机床行业的现状和发展趋势
在国家经济增长的拉动和国内市场国际化促动下,中国机床行业从2002年(入关后)起,机床消费总量呈加速增长趋势,“十五”以来,我国市场机床消费总额、进口额已连续居世界第一,数控机床更是以两位数以上的增长速度快速发展,成为排名第一的机床消费大国。2012年机床全行业总产值为8000亿元。预计2015年年消费额将近8500亿元左右。国内机床消费市场竞争国际化,世界机床制造基地移地中国化成为大趋势,国家建立装备制造业基地如上海、沈阳、大连、浙江等。目前我国机床行业产品覆盖国民经济的各个领域,满足各个行业的基本需求,在我国经济发展中需要的装备制造业机床,我国均能自行生产,基本没有空白。
1、我国机床工业的历史发展规律
中国机床消费总量呈加速增长趋势,消费的增长导致了进口的快速增长,消费增长主要是受到固定资产投资增长、产业升级和跨国公司加大对中国投资建厂和合资生产的影响。这也是我国装备制造业的产业升级的路线图和升级进化过程,作为制造业核心的机床也经历了同样的发展历程,随着经济和科技的发展,机床行业形成了低端到高端的历史发展进程。
2、我国机床产业的技术现状及存在问题
国内机床行业面临的产品结构不合理问题突出。首先是粗加工机床占总产量的40%以上,机床产值数控化率低(32.7%),其次,数控机床低档产品所占比例高(75%),数控化水平与国际差距较大。国产数控机床高、中、低档比例为3:22:75。国产经济型数控机床基本满足了国内需求,中档数控机床具备了一定的生产能力,小批量的国产高端数控机床已投入使用。
国内机床行业存在的问题是:机床精度普遍较低,缺少刚度实验,很少采用软件补偿、温度变形补偿、高速主轴系统动平衡技术等保证定位精度,仅有少数几种产品可达欧洲标准定位精度;基础材料性能弱,很少普及高强度密烘铸铁(树脂砂技术),无重大新材料开发;机床结构开发性能差,高速机床需要强化结构刚性,减轻移动件重量,机床整体结构突破传统结构的能力差;技术差距大,国外普及的远程服务技术、交钥匙工程、高速机床硬切削、干切削及其机理研究空白,基本无切削软件包供应;关键配套件性能不足,电主轴、高速滚珠丝杠副、直线电机、高速高精度数控系统,高精度位置检测系统等普遍处于低水平状态。
3、机床行业的市场分析
(1) 普通制造业。普通机械加工业中五金、电力设备、模具加工、矿山机械、冶金设备、建材设备、石油化工设备是带动机床消费增长的主要因素。
(2)汽车行业。汽车工业对机床装备的需求具有多层次、宽领域、快节奏、高质量、数量大的特点,柔性加工生产线、各种数控专用机床将是日后国内机床工业向汽车工业领域渗透的重点。中国汽车零部件配套行业的实力与主机厂的需求差距还相当大,汽车配套企业必须扩充、提高装备能力,才能谋求其未来的生存发展。
(3)航空、航天、船舶、军工行业。航空、航天、船舶、军工产业是高端机床市场需求的大户。随着国家综合国力的增强和国防现代化的升级,国家将会加大对国防装备的投入(预计由目前占国内生产总值的2.5%提高到2025年的5%)。
(4)电子信息产业。电子信息产业是精密机床的主要市场。电子信息技术水平是国家现代化程度的重要标志。我国电子信息行业近几年固定资产投资规模以年均16%速度增长。
4、数控机床是机床发展的主流
国内数控机床可供品种超过1500余种,特别是五轴(及以上)联动数控机床已经成功开发,包括最关键的万能自动镗铣头在内,只是精度、性能与国际水平还有差距。技术差距主要体现在整体加工精度、高速运行稳定性、持续无故障运行时间、后勤远程维护等与国外产品有较大差距。核心部件数控化率不高,自动化程度低。数控机床的性能主要由关键功能件所决定,数控机床价值的60%由关键功能件所决定,国内数控机床功能件产业规模小,集中度小,产品性能水平与国外差距较大。国内数控机床产品刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口,中高档机床用的数控系统、滚珠丝杠、高速电主轴、刀库机械手、全功能数控刀架、数控回转工作台和高速防护装置等,很多是以进口为主。
三、机床行业发展的驱动因素
1、国家的产业政策支持
机床工业是装备制造业的基础和核心,2010年10月,国务院出台的《加快培育和发展战略性新兴产业的决定》也明确指出,要积极发展以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备,其中高档数控机床成为了发展的重中之重。在“十二五”规划中,明确提出要重点发展四大主机(金属切削机床、金属成型机床、铸造机械、木工机床)。高端装备制造业升级换代,和工业化、重工化的历史发展机遇将在很大程度上推动机床行业快速增长。到2020年,航空航天、船舶、汽车、发电设备制造等相关行业所需要的高档数控机床的大部分供应将立足国内,未来我国机床行业发展空间十分广阔。
2、随着装备制造业和工业化、信息化的兴起,机床行业发展后劲十足,前景广阔
经过多年的积累和技术进步,我国工业特备是装备制造业获得快速发展,中国目前已经成为世界主要的机械装备生产国和消费国家,技术含量和工艺水平大大提高,产品质量仅次于美国、日本和德国,领先于意大利和英国。我国装备制造业的快速发展和国家崛起,必然导致基础工业机床行业的快速发展。
3、机床行业高速发展具有一定稳定性
随着高速、高效、高精度机床的技术成熟和大批量生产,欧美、日本、韩国等发达国家和地区机床更新换代加速,中国经济的持续高速发展和世界制造业向中国的转移,未来国内产品方向重点是高度数控化、高效、精密、大型化、功能复合化。预计十二五期间,国内数控机床增长率保持在30%以上,国内市场占有率达到70%以上。中高档数控机床将成为市场消费的主流。机床行业的重点用户分布在电力工业、航空、航天工业、造船工业、铁路机车工业、国防工业、机械工业和汽车工业七大行业领域,随着中高档数控产量提高,该行业收益水平将进一步提高。同时随着机床行业体制改革和国家政策支持力度加大,行业赢利水平必将大幅度提高。同相关行业比较,机床行业的毛利率较高,尤其高于普通机械加工行业水平。随着机床产品数控化率的提高,该行业收益水平将进一步提高,机床用户分布广泛,各个国家工业发展的差异化、各个行业发展的差异性、机床产品的差异性和技术更新的快速性,使得机床行业的发展保持较高的稳定性。中国机床不会出现明显的行业跟随周期。目前约有30%机床提供给汽车、工程机械等相关行业,20%供给军工、轮船、IT等行业,50%供给通用机械加工行业。机床用户分布广泛,各个行业发展的差异性和不均衡性将使得中国机床行业发展保持较高的稳定性。
4、大规模的基本建设是机床工业高速发展的保证
中国大规模的港口建设,特别是集装箱港口建设推动中国的集装箱、集装箱起重机行业快速崛起,并一举奠定了全球行业的主导地位。目前国内集装箱港口吞吐量跃居全球首位。在十二五期间,中国国内投资仍然非常旺盛,主要包括:高速公路、高速铁路、城市轨道交通、机场、港口、场馆、住宅建设仍将是全球最活跃的区域,工程项目难度大,相应的消耗施工机械强度将保持稳定。超高压输变电项目、铁路提速、国油国运、航空航天领域国家采购等使得国内需求仍构成了全球需求中举足轻重的部分。固定资产投资和汽车、航空航天、模具等工业的发展是刺激机床行业起飞的主要因素。我国固定资产每投入100亿元,将会带动0.8―1.1亿元的机床市场消费额,轿车产量每增减1%,数控机床消费量就变动0.54%。发电设备、船舶、冶金等大型和重型工业也是机床的主要消费者。
【参考文献】
[1] 中国机床商务网[OL].2010-2013.http://.
[2] 中国统计年鉴网[OB/OL].2010-2013.
篇12
随着时代的发展,制造业已经转变了传统的制造模式,投入巨资研发先进的制造技术,数控技术就是其中之一。目前,数控技术的应用已经越来越广泛,在不断应用的过程中也顺应时代的发展发生了相应的变革,向着更高端的技术水平迈进。
1 数控技术的发展历程与重要性
数控技术的历史是从1952年开始的,美国研制出了第一台试验性的数控系统,标志着数控技术的产生。数控系统从产生到现在经历了四个主要的发展阶段,分别是研究开发阶段、推广应用阶段、系统化阶段、高性能集成化阶段。经过这四个阶段的发展,数控技术逐渐走向成熟,并向新的发展阶段迈进。
数控技术的广泛使用为制造业提供了全新的生产制造模式,数控技术是利用数字信息对机械和工作的活动进行控制的一项技术[1]。现代的数控技术包括传统的机械制造、计算机和网络通信等技术,具有高效率、高精度和柔性自动化等显著特点。数控技术是国家工业现代化的关键技术,与国家的战略地位紧密相连,体现一个国家的综合国力,所以数控技术往往成为衡量一个国家工业现代化程度的标志。
2 我国数控技术的发展现状
数控技术在我国发展的时间较短,从上个世纪五十年代末开始发展至今,基本掌握了现代化的数控技术,建立了一批具有我国自身特色的数控研发和生产的基地,培育了大批专业的数控人才,数控技术产业初具规模。特别是近几年,我国加大了对数控技术的研发力度,在诸多方面取得突破性进展,如可以供应集成化和网络化的制造装备;五轴联动技术逐步成熟;进入了世界高速、高精度、精密数控机床的生产国的行列等等,并且拥有自主知识产权[2]。
虽然我国数控技术发展较快,在一些先进领域取得了长足的进步,但同时我们也应该看到,我国的数控技术水平与国际先进水平相比还存在一定的差距,在发展中还存在着一定的问题。首先,我国数控技术的基础薄弱,对于许多先进的数控信息化技术主要依赖于对国外技术的引进,自主研发和创新能力较弱,缺乏生产高精度、高效率的数控机床的能力,大多采取进口,信息化的应用程度和水平偏低;其次是数控产品的稳定性和可靠性较低,还不是很成熟,与国外的数控系统的平均无故障时间相比相差很远;最后,国内的数控技术缺乏创新能力,虽然拥有众多的数控机床的生产企业,但许多企业的规模有限,信息化技术的应用程度低,缺乏技术创新的能力,生产出来的产品缺乏市场竞争力。
3 数控技术未来的发展趋势
3.1 功能方面的发展趋势
界面图形化功能。用户界面的图形化是未来数控技术的发展趋势,用户界面是使用者与数控系统之间的连接纽带,因此用户界面的开发工作十分重要。根据用户对界面的不同需求,可以将用户界面图形化,这样便于用户的操作,使用户界面清晰明了。
科学计算可视化功能。可视化技术可以将数据的处理和解释变得更加有效率,利用图形、动画等多样化的可视手段进行信息交流,使其不再局限在文字的抽象表达之上[3]。科学计算的可视化可以减少产品设计时间、降低生产成本、提高产品的质量。
多媒体技术功能。多媒体技术可以使计算机综合处理各类文字、声音、视频等信息,在数控技术之中应用多媒体技术,可以使信息的处理更加全面和智能,可以实时监控生产过程,促进数控技术水平的提高。
3.2 结构体系方面的发展趋势
数控机床的种类繁多但批量很小,为了适应其这一特点,在数控技术的结构体系方面的发展趋势是机床结构的模块化、数控功能的专门化。这样更有利于数控技术的生产和加工,形成不同层次的数控系统。
未来数控技术的发展趋势是智能化。随着科技的发展,数控技术智能化是大势所趋,并且可以存在于数控系统的各个部分。数控系统中可以应用自适应的控制系统,系统自动检测和调整相关的数据,使系统保持最佳的运行状态[4]。还可以建立人工智能的系统进行数控加工,采用加工规律形成人工智能系统控制生产加工;也可以开发智能的故障诊断和监控系统,更加快速、有效的对故障进行监控、诊断及维修。
网络化和集成化的结构发展趋势。为了适应市场对于产品的动态需求,数控技术的网络化和集成化是其主要手段,一方面要将数控技术从点和线的状态向面和体的状态转变,同时也要重视数控技术的实用性以及经济性。
3.3 产品性能方面的发展趋势
未来数控技术的发展趋势必定追求产品的高性能,数控机床要具有高速、高效的性能,缩短切割时间,提高生产效率。数控技术要具有高精度,从高精密加工的状态过渡到超精密加工的状态,提高产品的精密度,完善数控的加工工艺。由于数控机床要在相对复杂的环境中完成工作,所以要求数控产品具有较高的稳定性和可靠性,性能要比一般的产品水平高,并且具有预警和保护措施。
4 结语
数控技术对制造业的发展具有重要的作用,是制造技术的关键,同时也是工业实现现代化的技术基础。我国数控技术现在的发展还相对比较落后,要结合我国自身的实际,加大对数控技术的研发和投入,提高自主研发和创新能力,沿着数控技术未来的发展方向大踏步的迈进。
参考文献
[1]吴义荣,林雨.我国数控技术与产业的现状、发展趋势及对策[J].锻压装备与制造技术,2005(2):22-25.
篇13
我国的数控机床产业主要通过设备和技术的引进发展起来的。从20世纪80年代开始,从发达国家引进了一些数控系统和伺服技术,结束了我国数控机床发展长期徘徊不前的局面。2007年,国内企业终于占有了国内机床市场的半壁江山。2009年,国产机床市场继续占有率显著提升,国产金属加工机床产值市场占有率由上年的61%提高到70%,其中国产数控机床由51.6%提高到62%。
近年来,我国机床行业保持高速增长,增速超过美国、日本。2009年,当世界主要机床生产国和地区产值均大幅下降,而我国产值逆势增长。在拉动内需政策带动下,金属加工机床总产值同比上升了7.6%,以153亿美元的产值超越了日本和德国,跃居世界第一,2009年世界机床总消费512.1亿美元,其中,我国消费机床197.86亿美元,占当年世界机床产值的35.7%。同时,我国人均机床消费排位,首次超过了美国和西班牙。
中高端机床,还要进口
目前,在中高端数控机床领域,尤其是高端数控机床领域,国产机床市场占有率还是偏低。我国高端机床的市场需求很大,机床进口单价总体保持增长趋势。不仅在数控机床及加工中心等中高端大型机床上需要依赖进口,而且国内机床行业的数控系统和机床关键零部件也有不少仍然依靠进口,加大了贸易逆差。而出口产品以中低档机床为主,产品附加值低。
与发达国家相比,国产中高端机床仍然落后,在加工精度、稳定性、无故障时间上与国外产品有较大差距,而且数控化率偏低。我国企业在中高端数控机床领域的专利水平是非常有限。据统计,我国数控机床领域中70%以上的专利属于国外机床企业。而发达国家严格限制出口数控机床技术,因此在数控机床领域,我国很难引进国外核心技术和关键部件。
尽管我国企业虽然加大了科研投入的资本投入力度,但企业对数控机床领域的技术控制力仍很薄弱。这导致在中高档机床领域,尤其是在高端数控机床领域,国产机床市场占有率偏低。尽管内资企业专利、技术实力以及自有品牌占有率近年来均有所提高,但与发达国家相比仍存在很大差距,我国不得不在中高端数控机床产品方面依赖进口。
差距仍较明显
目前,我国数控机床行业发展的最大瓶颈是技术能力低下,对国外尖端技术的依存度很高。国内数控机床企业生产的中、高端数控机床,更多处于组装和制造环节,普遍未掌握核心技术。
据统计,数控机床的核心技术――数控系统由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成,中国有90%需要从国外进口。目前70%的数控专利仍为国外企业所把持。我国在数控机床研发基础薄弱,投入力度不够,导致国产数控系统在性能与功能上与国外的差距较大。
例如,在高端数控机床领域,由于在高速高效性、精度等问题未能解决,国产机床在高端数控机床领域的市场份额不高。如国外滚珠丝杠副驱动的高速加工中心快速进给速度大多在40m/min以上,最高已达到90m/min,直线电机驱动的加工中心最高达到120m/min;而国内加工中心快速进给大多在30m/min左右,直线电机驱动的加工中心也仅试制出样品。
德国13%的机床都是作为生产设备出售给全世界其他国家的机床生产企业。显示德国机床全球领先的技术优势。德国机床企业将年销售额的6%用于研发,大部分企业可自主开发和生产数控机床,在数控机床主机以及功能部件开发方面位于世界前列。目前,数控机床占德产值近80%,占出口额3/4以上。机床制造业占德工业产值比例虽然不足1%,但已经成为德国制造业长盛不衰、竞争力突出的重要保障。
大势所趋
目前,世界机床生产国集中度偏高。进入世界机床产值最大的20家企业中,日本有6家为最多,其次为德国有5家,就集中度而言,日本、德国、美国入围企业的合计产值均已占其本国产值的48%以上,而中国的2家入围企业仅占全国产值的22.2%。为最低。
与发达国家相比,我国机床业的产业集中度较低。中国机床亟待产业升级和自主创新。随着全球数控机床向大型化、精密化方向发展,对资本投入、研发投入的要求将不断加大。在此背景下,国外机床企业纷纷进行重组和整合,提升行业集中度。
在我国,中小机床企业在技术上和市场销售上将难以与大企业相竞争,将面临被淘汰的境地;而以沈阳机床、大连机床、秦川集团为代表的行业龙头,自身竞争力不断提高,在政府的支持下,将加快并购整合的步伐。例如,大连机床实现整合,成立了大连机床集团并且兼并了英格索尔生产系统公司等国外企业,销售额位居世界机床行业第九;沈阳机床通过改制整合,市场占有率明显提高,销售额位居世界机床行业第七;北京第一机床厂并购了德国科宝公司,技术水平大幅提升。
我国企业已从单纯的“技术引进”转变为“技术引进与自主研发”相结合的模式。例如,沈阳机床把研发的“触角”扩展到德国、意大利,其在世界机床的排位也由名不见经传跃升到了2009年的第7位。目前,沈阳机床的研发费用约占其销售额的4%左右。
在未来,我国还应继续扶植较大型企业,形成几家有国际竞争力的大型机床企业,加快促进我国数控机床产业的发展。而这几年兴起的民营企业,在市场竞争大潮中还将经历考验,集中度增大是个趋势。他们要生存,也要搞“专、精、特”上下功夫。
如何更好地走出去
如何提升我国数控机床产业竞争力呢?我们对此提出如下建议:
关注国家投资重点,加快产业结构调整
金融危机爆发以来,国际机床市场不断下滑,但全行业中高档数控机床以及大型数控机床的产值比例稳步上升,这反映了市场需求结构正在发生重大变化。即:中高档数控机床的比例会大幅增加,经济型数控机床的比例不会有太大变化,而非数控的普通机床需求将会大幅度减少。
目前,国家对航空、汽车、铁路、绿色能源、船舶、电子信息等行业的巨大的投
资拉动了市场需求结构向高端发展。国家着眼于结构调整这一长远发展目标。我国在很多关键领域还受到国外的技术封锁,有的甚至对我国禁售。因此结构调整必将以自主创新为基础。这将给机床工具行业带来产业升级和结构调整的机遇。
数控机床企业应关注重点投资领域,深入了解用户工艺,加大研发适用产品的力度。尽快淘汰落后产品和产能。避免恶性竞争。应大胆尝试向“专、精、特”产品转移。一些企业开发出高速铁路轨道板磨床就是向“专机”发展的成功例子。这种需要我们填补空白的领域还有很多。
提高数控机床产业的自主创新能力
快速提高我国数控机床企业的自主开发能力,加快引进吸收,形成紧密的产学研相结合体系成为当务之急。
为此,要积极支持建立国家数控机床工程研究中心,完善企业技术开发体系,利用国家科技经费,支持提升行业技术水平和产业化水平的机床功能部件及数控系统,抓紧实施数控产业关键技术及基础共性技术的研究开发项目,支持机床行业和骨干企业提高技术创新能力,促进数控新产品的开发;要大力提升企业制造的专业化水平,增强行业配套能力,鼓励采取产学研相结合等多种形式,依托重点工程,多方面筹集研发资金,发展具有自主知识产权的高档数控机床、功能部件及数控系统,尤其要提高重点企业的技术开发能力、装备数控化率和管理信息化水平。
积极扩大出口,调整出口结构
根据目前全球经济形势,行业要保持传统机床、工具、重型机床和成形机床等优势产品的出口。针对当前增长较快的亚洲市场,通过扩大宣传、提供完善的售后服务,实现批量出口中高档机床的目标。有海外并购的企业应通过海外渠道突破高档机床的出口。此外,还可以利用政府的援外项目以及政府贷款扩大我行业产品及技术出口。