世界數(shù)控技術(shù)以及機(jī)床裝備發(fā)展趨勢淺談
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。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)冗宠,數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(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)字化裝備君哮,如數(shù)控機(jī)床等苟可。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、加工想阎、傳輸技術(shù)憾侮;(3)自動(dòng)控制技術(shù);(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)瓤梦;(5)傳感器技術(shù)选畴;(6)軟件技術(shù)等。
一辙使、數(shù)控技術(shù)及裝備的發(fā)展趨勢
數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化作瞄,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)大危纫,對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)國防宗挥、汽車等的發(fā)展起著越來越重要的作用,這些行業(yè)裝備數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢种蝶,如:橋式三契耿、五坐標(biāo)高速數(shù)控龍門銑床、龍門移動(dòng)式五座標(biāo)AC擺角數(shù)控龍門銑床螃征、龍門移動(dòng)式三座標(biāo)數(shù)控龍門銑床等搪桂。
1.高速化發(fā)展新趨勢
目前高速加工中心進(jìn)給速度最高可達(dá)80m/min,空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右盯滚。目前世界上許多汽車廠踢械,包括我國的上海通用汽車公司,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床魄藕。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min内列,快速為100m/min,加速度達(dá)2g背率,主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min话瞧。加工一薄壁飛機(jī)零件,只用30min闸声,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3小時(shí),在普通銑床加工需8小時(shí)唉箩。
由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化贿叉,在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下,主軸高速化日益普及交鹊。過去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種(每分鐘1.5萬轉(zhuǎn)以上的機(jī)種)净纬,現(xiàn)在已成為必備的機(jī)械產(chǎn)品要件。
2.精密化加工發(fā)展新趨勢
由于各組件加工的精密化酥盼,微米的誤差已不是問題打洋。以電腦輔助生產(chǎn)(CAM)系統(tǒng)的發(fā)展帶動(dòng)數(shù)控控制器的功能越來越多。
在加工精度方面,近10年來剥跃,普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm绪痘,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm笙寻,并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01μm)钱雷。
3.高效能發(fā)展新趨勢
對機(jī)床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對加工工件制造速度的要求提高。同時(shí)吹零,由于產(chǎn)品競爭激烈罩抗,產(chǎn)品生命周期快速縮短,模具的快速加工已成為縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間必須具備的條件灿椅。對制造速度的要求致使加工模具的機(jī)床朝著高效能專業(yè)化機(jī)種發(fā)展套蒂。
4.開放化發(fā)展新趨勢
數(shù)控機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品。現(xiàn)在可以用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)茫蛹,不但可縮短產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間操刀,還可以提高產(chǎn)品的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。如前所述麻惶,開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性馍刮、柔性、適應(yīng)性窃蹋、擴(kuò)展性卡啰。美國、歐共體和日本等國紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃警没,并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC匕冠、OSACA、OSEC)的研究和制定患赏,世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和技術(shù)規(guī)范的制定逾族,預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定界北。
5.復(fù)合化發(fā)展新趨勢
產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級床斜,機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及扇收,機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢好侈。新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭,可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工役倾,使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)瞻聪,還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心刃撮,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工椎崎,可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制铡说。
二、世界數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)市場及消費(fèi)需求
1.市場需求發(fā)展和格局變化
世界裝備制造業(yè)市場正在向全面信息化的方向邁進(jìn)缰犁,技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)為柔性制造系統(tǒng)淳地、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用,并向制造智能化方向發(fā)展民鼓。技術(shù)發(fā)展特征表現(xiàn)為技術(shù)的融合化薇芝;產(chǎn)品的發(fā)展特征表現(xiàn)為高附加值化、智能化和系統(tǒng)化丰嘉;系統(tǒng)管理的發(fā)展特征表現(xiàn)為集成化(包括系統(tǒng)集成夯到、軟件集成、技術(shù)集成和接口集成)和網(wǎng)絡(luò)化饮亏。
市場格局表現(xiàn)為集群化發(fā)展趨勢耍贾,即同種產(chǎn)業(yè)或相關(guān)產(chǎn)業(yè)的企業(yè)有機(jī)地集聚在一起,通過不斷創(chuàng)新而贏得競爭優(yōu)勢路幸。在產(chǎn)業(yè)集群化中荐开,具有特色的中小企業(yè)發(fā)揮著重要作用,地理集中的企業(yè)简肴、有關(guān)機(jī)構(gòu)(大學(xué)晃听、商會等)在特定領(lǐng)域內(nèi)既競爭又合作。以裝備制造業(yè)為例:英國共有154個(gè)集群尚羽,分布在18個(gè)地區(qū)呛米,覆蓋了很寬的部門和技術(shù)范圍。英國北部的集群傾向于汽車拌驻、金屬加工等制造業(yè)洒已。美國的明尼阿波利斯的醫(yī)學(xué)設(shè)備業(yè)群,德國的索林根的刀具業(yè)群牲晤、斯圖加特的機(jī)床業(yè)群受贫、韋熱拉的光學(xué)儀器群等,都是世界上較為典型的產(chǎn)業(yè)集群碍逐。
2.世界機(jī)床業(yè)的生產(chǎn)消費(fèi)和貿(mào)易
—機(jī)床生產(chǎn)
2006年世界機(jī)床產(chǎn)值為592.5億美元浴蝉,同比增加10.4%,比2005年增加近56億美元薪丐。世界機(jī)床生產(chǎn)前五名依次是:日本135.2億美元冗腐、德國107.8億美元、中國70.6億美元丛君、意大利54.5億美元和韓國41.4億美元短酵。前五名中有三個(gè)在亞洲舟肉,兩個(gè)在歐洲修噪。
—機(jī)床消費(fèi)
從2003年開始查库,中國就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國,也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國黄琼。2005年中國機(jī)床消費(fèi)107.8億美元樊销,占世界金屬加工機(jī)床生產(chǎn)總額的20%,而2006年中國機(jī)床消費(fèi)131.1億美元脏款,占世界機(jī)床生產(chǎn)總額的22%围苫,增加兩個(gè)百分點(diǎn)。世界機(jī)床消費(fèi)前八名依次是中國撤师、日本剂府、美國、德國剃盾、韓國腺占、意大利、中國臺灣和法國痒谴,前八名消費(fèi)值之和占世界機(jī)床生產(chǎn)的四分之三衰伯。前三位是中國、日本椰严、美國善王,三個(gè)國家的機(jī)床消費(fèi)之和快接近世界機(jī)床產(chǎn)值的一半。
2006年中國繼續(xù)保持了機(jī)床消費(fèi)世界第一荡偶、進(jìn)口第一带蔬、生產(chǎn)第三和出口第八的地位。
—機(jī)床貿(mào)易
2006年世界機(jī)床出口總額為337.3億美元遂涛,約占世界機(jī)床產(chǎn)值的57%悦阿。這說明世界機(jī)床生產(chǎn)的一半以上是出口的,留給自己用的僅四成乏乔。我國的近鄰韓國2002年機(jī)床出口只有4.15億美元丝板,2006年達(dá)到16.5億美元,四年增加了三倍蜂镇。
出口/產(chǎn)值之比體現(xiàn)了企業(yè)的制造能力吓篙,對行業(yè)的貢獻(xiàn)率。雖然我國機(jī)床出口額占產(chǎn)值之比已從2002年的12%提高到2006年的17%给酥,但對比世界機(jī)床生產(chǎn)強(qiáng)國還是有很大差距深怕。瑞士機(jī)床出口額占產(chǎn)值之比高達(dá)89%、德國73%泵肄、意大利60%捆交、日本51%、美國50%腐巢、韓國40%品追。
三玄括、中國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)正在崛起
我國機(jī)床行業(yè)正處于高速發(fā)展時(shí)期,行業(yè)總產(chǎn)值和銷售收入連續(xù)6年保持20%以上的增長肉瓦,數(shù)控機(jī)床消費(fèi)連續(xù)5年位居世界第一遭京。強(qiáng)勁的市場需求帶來了發(fā)展機(jī)遇,“十一五”期間將是數(shù)控機(jī)床大發(fā)展的時(shí)期泞莉,國家高度重視和支持發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床哪雕,制定了數(shù)控機(jī)床發(fā)展規(guī)劃,出臺了相應(yīng)的扶持政策鲫趁,到2010年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床占國內(nèi)市場比重達(dá)50%斯嚎。
近年來,國內(nèi)機(jī)床企業(yè)發(fā)展迅速挨厚。大連機(jī)床行業(yè)實(shí)現(xiàn)整合悬占,成立了大連機(jī)床集團(tuán)并且兼并了英格索爾生產(chǎn)系統(tǒng)公司、西門賣(控股70%)等國外企業(yè)拜岂,銷售額位居世界機(jī)床行業(yè)第八邓秕。沈陽機(jī)床行業(yè)通過改制整合,2006年銷售收入快速增長庵偏,市場占有率明顯提高轻江。北京第一機(jī)床廠并購了德國科寶公司,技術(shù)水平大幅提升母掀。
總之國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造商正在拼搏奮起挤帕,堅(jiān)持自主創(chuàng)新精神,實(shí)行市場化運(yùn)行機(jī)制焰哮,潛心研究贤泥、持續(xù)改進(jìn),我們深信仆加,中國企業(yè)完全有能力制造出滿足市場需求的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控機(jī)床及柔性制造系統(tǒng)练缴。
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