20世紀(jì)80年代初,國內(nèi)先后從日本、美國等國引進(jìn)了一些CNC裝置及主軸、伺服系統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù),并陸續(xù)投入了批量生產(chǎn),從而結(jié)束了機(jī)床、數(shù)控機(jī)床發(fā)展徘徊不前的局面,推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。到20世紀(jì)90年代初,國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)具有了一定的規(guī)模,但前進(jìn)中的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)正面臨十分嚴(yán)峻的形勢(shì)。進(jìn)入WTO后,中國將進(jìn)入日趨完善的國內(nèi)外相統(tǒng)一的大市場,大量數(shù)控機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)口,將對(duì)發(fā)展中的數(shù)控產(chǎn)業(yè)造成巨大的沖擊。2003年開始,中國已成為全球最大的機(jī)床消費(fèi)國,也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國。隨著,“數(shù)字制造”這一新理念被引入中國制造業(yè),有必要對(duì)國內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及趨勢(shì)做些探討。
數(shù)控機(jī)床的概念
數(shù)控機(jī)床就是在數(shù)字控制下,能在尺寸精度和幾何精度兩方面完成金屬毛坯零件加工成所需要形狀的工作母機(jī)的總稱。數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)組成。
國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀
一、國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與國際先進(jìn)水平差距逐漸縮小 數(shù)控機(jī)床是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)的主流裝備,國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展經(jīng)歷了30年跌宕起伏,已經(jīng)由成長期進(jìn)入了成熟期,可提供市場1,500種數(shù)控機(jī)床,覆蓋超重型機(jī)床、高精度機(jī)床、特種加工機(jī)床、鍛壓設(shè)備、前沿高技術(shù)機(jī)床等領(lǐng)域,產(chǎn)品種類可與日、德、意、美等國并駕齊驅(qū)。特別是在五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、數(shù)控超重型機(jī)床、立式臥式加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床領(lǐng)域部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。其中,五軸(坐標(biāo))聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是數(shù)控機(jī)床技術(shù)的制高點(diǎn)標(biāo)志之一。
它集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工技術(shù)于一體,應(yīng)用于復(fù)雜曲面的高效、精密、自動(dòng)化加工,是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業(yè)和軍工部門迫切需要的關(guān)鍵加工設(shè)備。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用,其加工效率相當(dāng)于2臺(tái)三軸機(jī)床,甚至可以完全省去某些大型自動(dòng)化生產(chǎn)線的投資,大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元之間的周轉(zhuǎn)運(yùn)輸時(shí)間及費(fèi)用。國產(chǎn)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床品種日趨增多,國際強(qiáng)手對(duì)中國限制的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心、五軸銑床、數(shù)控銑床、五軸龍門銑床、五軸落地銑鏜床等均在國內(nèi)研制成功,改變了國際強(qiáng)手對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的壟斷局面。
二、國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床存在的問題
由于中國技術(shù)水平和工業(yè)基礎(chǔ)還比較落后,數(shù)控機(jī)床的性能、水平和可*性與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,差距還是很大,尤其是數(shù)控系統(tǒng)的控制可*性還較差,數(shù)控產(chǎn)業(yè)尚未真正形成。因此加速進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的工程化、商品化攻關(guān),盡快建成與完善數(shù)控機(jī)床和數(shù)控產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)前的主要任務(wù)。目前主要問題有:
三、核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)—數(shù)控系統(tǒng),由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成,中國90%需要國外進(jìn)口。如在上海設(shè)廠的德國吉特邁集團(tuán)和意大利利雅路機(jī)床集團(tuán),在煙臺(tái)建廠的韓國大宇綜合機(jī)械株式會(huì)社,所有的核心技術(shù)都被外方掌握。國內(nèi)能做的中、高端數(shù)控機(jī)床,更多處于組裝和制造環(huán)節(jié),普遍未掌握核心技術(shù)。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵技術(shù)主要依賴進(jìn)口,國內(nèi)真正大而強(qiáng)的企業(yè)并不多。目前世界最大的3 家廠商是:日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱;其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)有華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。華中數(shù)控近幾年發(fā)展迅速,軟件水平相當(dāng)不錯(cuò),但在電器硬件方面還需進(jìn)一步提高。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。數(shù)控功能部件是另外一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。
某種意義上說,功能部件將構(gòu)筑21世紀(jì)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床。功能部件的性能和價(jià)格決定了數(shù)控機(jī)床的性能和價(jià)格。功能部件不是機(jī)床附件,它是數(shù)控機(jī)床的核心代表。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的主要故障大多出在功能部件上,它是影響國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床使用的主要根源。從國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的開發(fā)和使用來看,功能部件急需技術(shù)攻關(guān)。特別在數(shù)控刀具滯后現(xiàn)象反映相當(dāng)強(qiáng)烈。國產(chǎn)數(shù)控刀具在壽命、可靠性等方面差距明顯,無論在品種、性能和質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶要求。由于國產(chǎn)刀具品種少、壽命低,嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床效率的發(fā)揮。調(diào)研企業(yè)進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床,配用大量進(jìn)口數(shù)控刀具,由于價(jià)格昂貴,用戶不堪負(fù)擔(dān)。數(shù)控立、臥回轉(zhuǎn)工作臺(tái),數(shù)控分度盤和數(shù)控電動(dòng)刀架等數(shù)控功能部件市場中海外商家也稍勝一籌。
四、民族品牌與國際品牌差距明顯
2004年6月一份廣東機(jī)床用戶的抽查情況透露,在數(shù)控機(jī)床的各個(gè)品牌之中,用戶對(duì)歐洲、日本、美國、韓國和中國臺(tái)灣等數(shù)控機(jī)床品牌的關(guān)注度已占全部市場的60%以上。品牌知名度上的差距,導(dǎo)致用戶在選擇加工設(shè)備時(shí)把更多的機(jī)會(huì)給了海外數(shù)控機(jī)床行業(yè)的一些“實(shí)力派”。如哈爾濱某發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限公司的缸體生產(chǎn)線是一條全自動(dòng)加工線,其粗加工選用韓國大宇重工的專機(jī)自動(dòng)線,精加工則選用了英國CROSS HULLE公司的專機(jī)自動(dòng)線,缸蓋加工線是由德國Cross. Huller公司制造的高速加工中心和專機(jī)自動(dòng)線、德國產(chǎn)的全自動(dòng)在線測量機(jī)、日本產(chǎn)的全自動(dòng)密封檢測機(jī)和清洗機(jī)組成的。曲軸生產(chǎn)線為全自動(dòng)柔性流水生產(chǎn)線,精加工線由日本的數(shù)控高速CBN 磨床、動(dòng)平衡機(jī)、拋光機(jī)等組成。
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