Ⅰ 中國什麼時候能造高端機床
中國什麼時候能造高端機床,中國製造2025年,高端數控機床,是國家重點發展之一,目前,我國數控機床行業的領先上市公司是創世紀,創世紀的數控機床業務規模處於行業前列,現在發行股份收購資產,擴大生產,
Ⅱ 國產數控機床與進口機床的差距究竟有多大
在機床行業,一般把數控機床以軸數為標准,三軸以下的為低檔,三至五軸為中高檔,五軸以上為高檔。對工業來說,生產設備傳統與現代區別的標志是傳統機床和數控機床,這已成為行業共識。機床單機智能化和自動化即數控機床是機床工業的方向,其高精、高細、高速、柔性、智能,是現代工業的標志。現代裝備業正在向極端製造方向發展,一是越來越高大,二是越來越細小,三是越來越復雜,生產工藝高度集成。
中國機床行業經過幾代人的拼搏,從1949年只能生產簡易皮帶機床1600台到2008年機床生產到達61.7萬台,成為世界第三大機床生產國,60多年的發展,中國的機床行業發生了翻天覆地的變化,但與國外的高端機床相比,還是有些差距的,只要體現在以下三個方面;
其一,精確度、穩定性、可靠性等差距。比如五軸聯動數控機床國外產品連續1500H沒有故障,國產大約1000H,相差1/3。
其二,數控系統的差距。數控系統是數控機床的核心,德國西門子、利勃海爾和日本的馬扎克、法拉克掌握著數控系統的最高水平,利勃海爾數控系統16個軟體包的費用接近母機費用,軟體和母機一起賣,不分開出售,軟體利潤非常高。目前國內機床企業使用的中高檔機床的數控系統基本都是國外進口。
其三,其他關鍵配套件差距。大連機床可以向國際先進水平追平95%,但剩下的5%不是一個企業甚至一個行業能夠做到的,包括鋼鐵原料、標准件、螺釘、螺帽等,需要提升國家工業整體水平。此外,工藝、檢測等環節目前也達不到世界先進水平。
Ⅲ 國內外數控機床的發展情況分析論文
當今世界,工業發達國家對機床工業高度重視,競相發展機電一體化、高精、高效、高自動化先進機床,以加速工業和國民經濟的發展。長期以來,歐、美、亞在國際市場上相互展開激烈競爭,已形成一條無形戰線,特別是隨微電子、計算機技術的進步,數控機床在20世紀80年代以後加速發展,各方用戶提出更多需求,早已成為四大國際機床展上各國機床製造商競相展示先進技術、爭奪用戶、擴大市場的焦點。中國加入WTO後,正式參與世界市場激烈競爭,今後如何加強機床工業實力、加速數控機床產業發展,實是緊迫而又艱巨的任務。
數控機床的技術特點及其發展條件
1948年美國空軍部門為製造飛機雜零件,提供設備研經費,由G&L公司與MIT合作研究四年,於1952年試制出世界第一台數控銑床,立即生產100台交付軍工使用。在成果上顯示了它是社會需求、科技水平、人員素質三者的結晶;在技術上則顯示出機電一體化機床在控制方面的巨大創新。
數控機床的技術特點
數控機床具有以下三大突出的特點:
利用二進制數學方式輸入,加工過程可任意編程,主軸及進給速度可按加工工藝需要變化,且能實現多座標聯動,易加工雜曲面。對於加工對象具有「易變、多變、善變」的特點,換批調整方便,可實現雜件多品種中小批柔性生產,適應社會對產品多樣化的需求。但價格較昂貴,需要正確分析其使用的經濟合理性;
利用硬體和軟體相組合,能實現信息反饋、補償、自動加減速等功能,可進一步提高機床的加工精度、效率、自動化程度;
是以電子控制為主的機電一體化機床,充分發揮了微電子、計算機技術特有的優點,易於實現信息化、智能化、網路化,可較易地組成各種先進製造系統,如FMS、FTL、FA,甚至將來的CIMS,能最大限度地提高工業的生產率、勞動生產率。
數控機床發展的條件
任何事物都有其特點與發展條件,人們掌握後才能加速其發展。數控機床的發展條件主要包括:
它是機、電、液、氣、光多學科各種高科技的綜合性組合,特別是以電子、計算機等現代先進技術為基石,必須具有鞏固的技術基礎,互相配套,缺一不可。如不齊備,則數控機床難以順利發展;
數控機床是由主機、各種元部件(功能部件)和數控系統三大部分組成,還需先進的自動化刀具配合,才能實現加工,各個環節在技術上、質量上必須切實過關,確保工作可靠、穩定,才能保數控機床工作的精度、效率和自動化,否則,難以在生產實際中使用;
它是社會需求、科技水平和人員素質三者的結合,缺一不成。如果人員素質差、科技水平達不到,則難以滿足社會需求。人是一切活動的主體,需要各種精通業務的專家、人才和熟練技術工人,互相配合,共同完成。否則,數控機床難以順利發展。
工業發達國家發展數控機床的主要經驗
數控機床出現至今的50年,隨科技、特別是微電子、計算機技術的進步而不斷發展。美、德、日三國是當今世上在數控機床科研、設計、製造和使用上,技術最先進、經驗最多的國家。因其社會條件不同,各有特點。
美國的特點是,政府重視機床工業,美國國防部等部門不斷提出機床的發展方向、科研任務和提供充足的經費,且網羅世界人才,特別講究「效率」和「創新」,注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創新,如1952年研製出世界第一台數控機床、1958年創制出加工中心、70年代初研製成FMS、1987年首創開放式數控系統等。由於美國首先結合汽車、軸承生產需求,充分發展了大量大批生產自動化所需的自動線,而且電子、計算機技術在世界上領先,因此其數控機床的主機設計、製造及數控系統基礎扎實,且一貫重視科研和創新,故其高性能數控機床技術在世界也一直領先。當今美國不僅生產宇航等使用的高性能數控機床,也為中小企業生產廉價實用的數控機床(如Haas、Fadal公司等)。其存在的教訓是,偏重於基礎科研,忽視應用技術,且在上世紀80代政府一度放鬆了引導,致使數控機床產量增加緩慢,於1982年被後進的日本超過,並大量進口。從90年代起,糾正過去偏向,數控機床技術上轉向實用,產量又逐漸上升。
德國政府一貫重視機床工業的重要戰略地位,在多方面大力扶植。特別講究「實際」與「實效」,堅持「以人為本」,師徒相傳,不斷提高人員素質。在發展大量大批生產自動化的基礎上,於1956年研製出第一台數控機床後,一直堅持實事求是,講求科學精神,不斷穩步前進。德國特別注重科學試驗,理論與實際相結合,基礎科研與應用技術科研並重。企業與大學科研部門緊密合作,對用戶產品、加工工藝、機床布局結構、數控機床的共性和特性問題進行深入的研究,在質量上精益求精。德國的數控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數控機床。德國特別重視數控機床主機及配套件之先進實用,其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統、各種功能部件,在質量、性能上居世界前列。如西門子公司之數控系統和Heidenhain公司之精密光柵,均為世界聞名,競相採用。
日本政府對機床工業之發展異常重視,通過規劃、法規(如「機振法」、「機電法」、「機信法」等)引導發展。在重視人才及機床元部件配套上學習德國,在質量管理及數控機床技術上學習美國,甚至青出於藍而勝於藍。日本也和美、德兩國相似,充分發展大量大批生產自動化,繼而全力發展中小批柔性生產自動化的數控機床。自1958年研製出第一台數控機床後,1978年產量(7,342台)超過美國(5,688台),至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46,604台,出口27,409台,佔59%)。戰略上先仿後創,先生產量大而廣的中檔數控機床,大量出口,佔去世界廣大市場。在上世紀80年代開始進一步加強科研,向高性能數控機床發展。在策略上,首先通過學習美國全面質量管理(TQC),變為職工自覺群體活動,保產品質量。進而加速發展電子、計算機技術,進入世界前列,為發展機電一體化的數控機床開道。日本在發展數控機床的過程中,狠抓關鍵,突出發展數控系統。日本FANUC公司戰略正確,仿創結合,針對性地發展市場所需各種低中高檔數控系統,在技術上領先,在產量上居世界第一。該公司現有職工3,674人,科研人員超過600人,月產能力7,000套,銷售額在世界市場上佔50%,在國內約佔70%,對加速日本和世界數控機床的發展起了重大促進作用。
中國數控機床現狀及發展中的主要問題
數控機床的現狀
目前,中國機床工業廠多人眾。2000年,金切機床製造廠約358家(20.6萬人),成形機床製造廠191家(約6.5萬人),共計549家(27.1萬人)。其中生產數控金切機床的約150家,生產數控成形機床的約30家,共計約180家,占廠家總數的1/3。2001年金切機床產量19.2萬台,內數控金切機床17,521台,約佔9%。
總的來說:數控機床產量不斷增長,2001年為1991年的3.6倍;進口量增長較快,達29倍,出口量有所增加,但數目較小,為4.8倍;數控機床消費量增加較快,達7.9倍。產量滿足不了社會發展的需求。
從金額上看,2001年數控機床進口17,679台,計14.1億美元,出口2,509台,計0.44億美元,進口額為出口額之32倍。進口大、出口小。
中國發展數控機床存在的主要問題
中國於1958年研製出第一台數控機床,發展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段,從1979年至今為第二階段。第一階段中對數控機床特點、發展條件缺乏認識,在人員素質差、基礎薄弱、配套件不過關的情況下,一哄而上又一哄而下,曾三起三落、終因表現欠佳,無法用於生產而停頓。主要存在的問題是盲目性大,缺乏實事求是的科學精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先後引進數控系統技術,從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、台灣省共11國(地區)引進數控機床先進技術和合作、合資生產,解決了可靠性、穩定性問題,數控機床開始正式生產和使用,並逐步向前發展。
在20餘年間,數控機床的設計和製造技術有較大提高,主要表現在三大方面:培訓一批設計、製造、使用和維護的人才;通過合作生產先進數控機床,使設計、製造、使用水平大大提高,縮小了與世界先進技術的差距;通過利用國外先進元部件、數控系統配套,開始能自行設計及製造高速、高性能、五面或五軸聯動加工的數控機床,供應國內市場的需求,但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數控系統依靠國外技術支撐,不能獨立發展,基本上處於從仿製走向自行開發階段,與日本數控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括:缺乏象日本「機電法」、「機信法」那樣的指引;嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人;缺少深入系統的科研工作;元部件和數控系統不配套;企業和專業間缺乏合作,基本上孤軍作戰,雖然廠多人眾,但形成不了合力。
中國加速數控機床產業發展之路
中國今後要加速發展數控機床產業,既要深入總結過往的經驗教訓,切實改善存在的問題,又要認真學習國外的先進經驗,沿正確的道路前進。建議切實做好以下幾點:
中國廠多人眾,極需正確的方針、政策對數控機床的發展進行有力的指引。應學習美、德、日經驗,政府高度重視、正確決策、大力扶植。在方針政策上,應講究科學精神、經濟實效,以切實提高生產率、勞動生產率為原則。在方法上,深入用戶,精通工藝,低中高檔並舉,學習日本,首先解決量大而廣的中檔數控機床,批量生產,佔領市場,減少進口,擴大出口。在步驟措施上,必須使國產數控系統先進、可靠,狠抓產品質量與配套件過關,打好技術基礎。近期重在打基礎,建立信譽,擴大國產數控機床的國內市場份額,遠期謀求趕超世界先進水平,大步走向世界市場;
必須狠抓根本,堅持「以人為本」,加速提高人員素質、培養各種專家人才,從根本上改變目前低效、落後的狀態。人是一切事業成敗的根本,層層都要重視「培才、選才、用才」,建立學習型企業,樹立企業文化,加速培育新人,培訓在職人員,建立師徒相傳制度,舉辦各種技術講座、訓練班和專題討論會,甚至聘請外國專家、顧問等,盡力提高數控。300家機械廠技術改進 數控機床需求高
根國家計委投資研究所預測:「十五」期間,我國固定資產總投資額達到22萬億元,年平均增長幅度為37%。按以往固定資產投資與機械市場消費之間的互動關系推斷,「十五」期間,我國機械市場所孕育的商機高達320~400億元。
據預測,至2010年:
汽車市場將達4400~8000萬輛規模,其中轎車產量每增加1%,機械市場可增長0.54%;
交通方面,「十五」期間僅西部鐵路開發就將投入1000億元,未來10年西部交通則將投資7000~8000億元,車輪車床、勾舌銑床、2m大型鋸床、螺旋焊管擴徑機械等專用設備大有用武之地;
水利工程未來5年將投資5300億元,環保一期投資1888億元,二期投資2600億元,相應機械設備需求巨大;
300家機械廠商將進行技改,求購數控機床數量十分可觀;
目前,國內有模具廠1.7萬家,年產值約220億元,預計到2005年產值將達到460億元,所需的機械偏向於高精度、高效率、高速化銑削設備、虛擬軸機床、復合加工機及慢走絲切割機等。 國產數控機床市場佔有率下滑即將有轉機。
隨著世界科技進步和機床工業的發展,數控機床作為機床工業的主流產品,已成為實現裝備製造業現代化的關鍵設備,是國防軍工裝備發展的戰略物資。數控機床的擁有量及其性能水平的高低,是衡量一個國家綜合實力的重要標志。加快發展數控機床產業也是我國裝備製造業發展的現實要求。
根據中國機床工具工業協會組織用戶調查表明,航天航空、國防軍工製造業需要大型、高速、精密、多軸、高效數控機床;汽車、摩托車、家電製造業需求高效、高可靠性、高自動化的數控機床和成套柔性生產線;電站設備、造船、冶金石化設備、軌道交通設備製造業需求高精度、重型為特徵的數控機床;IT業、生物工程等高技術產業需求納米級亞微米級超精密加工數控機床;工程機械、農業機械等傳統製造行業的產業升級,特別是民營企業的蓬勃發展,需要大量數控機床進行裝備。
目前我國數控機床的數量和品種,尚不能完全滿足國內市場需求。據中國機床工具工業協會總幹事長吳柏林(右圖)近日透露,《國家數控機床產業發展專項規劃》草案已經制訂完成,目前正由國家發改委修改,修改完成後,將報國務院領導審閱批准,然後正式施行。據了解,《規劃》施行以後,困擾我國機床工具業發展的數控機床產業化和自主開發能力偏低的問題將得到一定程度的解決,國產數控機床國內市場佔有率連年下滑的局面將被扭轉。
國家政策扶持數控機床產業化基地建設
按照《規劃》,未來5年機床工具行業將營造20個數控機床產業化基地和為之配套的10個基礎功能零部件產業基地,基地企業將享受國家政策和資金上的支持。《規劃》中明確指出,數控機床產業化基地企業所開發生產的新產品和高檔數控機床產品實行增值稅返還政策。當問及在東北老工業基地改造中已經實行了消費型增值稅的大連和沈陽的企業是否會因此享受雙重稅收優惠時,吳柏林給予了肯定的回答。東北地區增值稅改革以後,全國其他地區,尤其是中西部地區增值稅轉型的呼聲很高。《規劃》實施後,東北以外地區的數控機床產業化基地企業很可能率先實行消費型增值稅,從而也得到雙重稅收優惠。
事實上,國家已經對機床工具行業的部分企業給予了增值稅返還政策,只是力度太小,新政策有望加大力度。但是吳柏林認為,應該按照企業生產新產品和高檔數控機床產品銷售額的比例進行返還,並且返還比例在3%~5%。
吳柏林還談到了進口關稅問題。「做功能部件,需要進口一些零件和散件,目前零件和散件的進口關稅還是很高,這就增加了企業的生產成本。但是另一方面,整機進口關稅卻可以大幅度地往下降,甚至可以免稅。」他說,「在若干關稅政策方面還有待調整。」 另據了解,《規劃》還將對進入產業化基地的企業給予國債項目資金的支持。對企業技術開發中心和技術工程研究中心的初期建設,以及首台、首套新產品,也將給予一定的風險補貼。
調整產業結構 加強功能部件開發製造能力
中檔數控機床產業化程度低是《規劃》要解決的問題之一。「中檔數控機床我們能做,但是我們做出來的東西,從質量、交貨期,到售後服務,都缺乏市場競爭力。」吳柏林說,「不要說跟歐美比,就連中國台灣我們現在都比不過。他以中檔數控機床中典型的普通立式加工中心作例子:2004年內地約消耗了1萬台,但是大陸所有企業加起來共生產2000台左右,而只有八九個生產加工中心工廠的台灣竟向大陸銷售了3300台。這說明我們的競爭能力差,產業化水平低。」
在發展專業化生產方面,吳柏林認為,提高產業化水平,從政府導向來說,還是要大力提倡專業化生產。「搞機床,尤其是普及型或經濟型機床,大而全、小而全的生產方法是不行的。」 他還特別提到我國機床產業結構中的一個問題,就是主機廠多,關鍵功能部件專業生產廠少且弱。以數控系統來說,我們的數控系統80%以上是進口的。不僅價格高,進口周期也不能滿足主機廠的要求。而且,使用進口的東西組裝起來的機床,可靠性和質量也會受到影響。
吳柏林因此認為,提高產業化水平,首先要調整產業結構,加強功能部件的開發和製造能力。其次,企業的技術改造也要加強,而這方面過去企業欠賬太多。「製造高精度的機床,用低精度的普通機床去做,難度是很大的。」
提升高檔數控機床開發能力
如果說中檔數控機床我們還能做,只是產業化水平低的話,那麼在高檔數控機床方面,開發能力不足的問題就顯得尤為突出。《規劃》明確了以企業為主體提高開發能力的方針。吳柏林提到有希望進入國家數控機床產業化基地的企業,像大連、沈陽、北京、上海、濟南、秦川、齊齊哈爾的幾家企業,都具備一定的水平,而且這幾年發展勢頭很好。「如果國家再扶持一下,它們可能很快就能上來。」
但是,提高開發能力並不是一件容易的事情。就拿數控系統來說,現在西方大的公司對我們採取封鎖加傾銷的市場戰略。首先是封鎖,封鎖不成就傾銷。其數控系統在中國市場以十分昂貴的價格出售,獲取了高額利潤。一但中國企業開發出同樣產品,他們就立即大幅降價,甚至降到中國企業的成本價以下。在這種情況下,國家就更要給國內企業以扶持,就像當初美、德、日等扶持本國企業那樣。
另一方面,吳柏林提醒企業也要從主觀上重視開發的投入。「前幾年國內機床企業多數處於虧損狀態,無力進行科研和技術開發,現在過上了紅紅火火的好日子。但是你不能只顧生產那些萬元一台的小機床。那樣的話,幾百萬美元、幾百萬歐元一台的機床你永遠都開發不出來。」
專家指出,機床企業如欲進入產業化基地,其技術開發投入不得低於產品銷售收入的5%。如果達到了這個指標,將可每年享受國家給予的一定程度的補貼。按照《規劃》的目標,到「十一五」末期,國產數控機床以銷售額計的國內市場佔有率將提高到50%以上,同時,國產全部機床產品的國內市場佔有率也將提高到60%以上。
Ⅳ 我國什麼時候開始引進車床,磨床,鏇床等先進加工設備
1797年英國人H.莫茲利創製成的車床由絲杠傳動刀架,能實現機動進給和車削螺紋,這是機床結構的一大變革。
沈陽第一機床廠 1935年建廠,三菱機器株式會社(滿洲國)。 1946年,沈陽第四機器製造廠(中華民國)。 1949年,沈陽第一機器廠,出產中國第一台車床——六尺皮帶車床。 1953年,更名為沈陽第一機床廠。 1953年—1955年,作為國家156項重點建設工程...
Ⅳ 中國能趕超日本或者德國的機床工業水平嗎
人家研發生產和市場環境都比我們好,知識產權保護到位,技術迭代,資本積累的良性循環,關鍵是沒有惡性競爭,這些我們國家到現在都沒做到或者意識到,拿什麼跟人家比?
關鍵是中國人口眾多,又是後發國家,必須有計劃的從低端至中端直至高端步步推進。參加國際競爭,必須有競爭力。要物美價廉。這幾十年來,功夫不負苦心人,航天航空高鐵超高壓真流輸電樣樣都走在世界的前列。讓西方人感到擔心,其實也是正常反應。有競爭,自然會有壓力,落後就會落伍。
如果技術更新換代的夠快,你看客戶要不要換新?什麼機床用很久,所以需求不大。這句話我真的想笑。比如你現在可以同時加工五個面,兩年時間就技術升級到同時可加工七個面,精度更高,效率更快,你看客戶他換不換新。軸承是一方面,主要還是在控制系統方面也是落後於日、德、美,日本的發那科和三菱的數控還有德國的西門子數控系統是世界領先地位,日本的山崎馬扎克1919年成立。這些,我們在五年內可趕上和超越?當然,現在我們國家發展的也很快,希望在未來幾年能趕超歐美,繁榮昌盛!
Ⅵ 數控車床的發展史
數控車床是目前使用較為廣泛的數控機床之一。它主要用於軸類零件或盤類零件的內外圓柱面、任意錐角的內外圓錐面、復雜回轉內外曲面和圓柱、圓錐螺紋等切削加工,並能進行切槽、鑽孔、擴孔、鉸孔及鏜孔等。 20世紀中期,隨著電子技術的發展,自動信息處理、數據處理以及電子計算機的出現,給自動化技術帶來了新的概念,用數字化信號對機床運動及其加工過程進行控制,推動了機床自動化的發展。
其採用數字技術進行機械加工,最早是在40年代初,由美國北密支安的一個小型飛機工業承包商派爾遜斯公司(ParsonsCorporation)實現的。他們在製造飛機的框架及直升飛機的轉動機翼時,利用全數字電子計算機對機翼加工路徑進行數據處理,並考慮到刀具直徑對加工路線的影響,使得加工精度達到±0.0381mm(±0.0015in),達到了當時的最高水平。
1952年,麻省理工學院在一台立式銑床上,裝上了一套試驗性的數控系統,成功地實現了同時控制三軸的運動。這台數控機床被大家稱為世界上第一台數控機床。
這台機床是一台試驗性機床,到了1954年11月,在派爾遜斯專利的基礎上,第一台工業用的數控機床由美國本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生產出來。
在此以後,從1960年開始,其他一些工業國家,如德國、日本都陸續開發、生產及使用了數控機床。
數控機床中最初出現並獲得使用的是數控銑床,因為數控機床能夠解決普通機床難於勝任的、需要進行輪廓加工的曲線或曲面零件。
然而,由於當時的數控系統採用的是電子管,體積龐大,功耗高,因此除了在軍事部門使用外,在其他行業沒有得到推廣使用。
到了1960年以後,點位控制的數控機床得到了迅速的發展。因為點位控制的數控系統比起輪廓控制的數控系統要簡單得多。因此,數控銑床、沖床、坐標鏜床大量發展,據統計資料表明,到1966年實際使用的約6000台數控機床中,85%是點位控制的機床。
數控機床的發展中,值得一提的是加工中心。這是一種具有自動換刀裝置的數控機床,它能實現工件一次裝卡而進行多工序的加工。這種產品最初是在1959年3月,由美國卡耐•;特雷克公司(Keaney&TreckerCorp.)開發出來的。這種機床在刀庫中裝有絲錐、鑽頭、鉸刀、銑刀等刀具,根據穿孔帶的指令自動選擇刀具,並通過機械手將刀具裝在主軸上,對工件進行加工。它可縮短機床上零件的裝卸時間和更換刀具的時間。加工中心現在已經成為數控機床中一種非常重要的品種,不僅有立式、卧式等用於箱體零件加工的鏜銑類加工中心,還有用於回轉整體零件加工的車削中心、磨削中心等。
1967年,英國首先把幾台數控機床連接成具有柔性的加工系統,這就是所謂的柔性製造系統(FlexibleManufacturingSystem——FMS)之後,美、歐、日等也相繼進行開發及應用。 1974年以後,隨著微電子技術的迅速發展,微處理器直接用於數控機床,使數控的軟體功能加強,發展成計算機數字控制機床(簡稱為CNC機床),進一步推動了數控機床的普及應用和大力發展。
80年代,國際上出現了1~4台加工中心或車削中心為主體,再配上工件自動裝卸和監控檢驗裝置的柔性製造單元(FlexibleManufacturingCell——FMC)。這種單元投資少,見效快,既可單獨長時間少人看管運行,也可集成到FMS或更高級的集成製造系統中使用。
目前,FMS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領域擴展,從中小批量加工向大批量加工發展。
所以機床數控技術,被認為是現代機械自動化的基礎技術。
那什麼是車床呢?據資料所載,所謂車床,是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鑽頭、擴孔鑽、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。車床主要用於加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件,是機械製造和修配工廠中使用最廣的一類機床。
古代的車床是靠手拉或腳踏,通過繩索使工件旋轉,並手持刀具而進行切削的。1797年,英國機械發明家莫茲利創制了用絲杠傳動刀架的現代車床,並於1800年採用交換齒輪,可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。1817年,另一位英國人羅伯茨採用了四級帶輪和背輪機構來改變主軸轉速。
為了提高機械化自動化程度,1845年,美國的菲奇發明轉塔車床;1848年,美國又出現回輪車床;1873年,美國的斯潘塞製成一台單軸自動車床,不久他又製成三軸自動車床;20世紀初出現了由單獨電機驅動的帶有齒輪變速箱的車床。
第一次世界大戰後,由於軍火、汽車和其他機械工業的需要,各種高效自動車床和專門化車床迅速發展。為了提高小批量工件的生產率,40年代末,帶液壓仿形裝置的車床得到推廣,與此同時,多刀車床也得到發展。50年代中,發展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數控技術於60年代開始用於車床,70年代後得到迅速發展。
車床依用途和功能區分為多種類型。
普通車床的加工對象廣,主軸轉速和進給量的調整范圍大,能加工工件的內外表面、端面和內外螺紋。這種車床主要由工人手工操作,生產效率低,適用於單件、小批生產和修配車間。
轉塔車床和回轉車床具有能裝多把刀具的轉塔刀架或回輪刀架,能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序,適用於成批生產。
自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工,能自動上下料,重復加工一批同樣的工件,適用於大批、大量生產。
多刀半自動車床有單軸、多軸、卧式和立式之分。單軸卧式的布局形式與普通車床相似,但兩組刀架分別裝在主軸的前後或上下,用於加工盤、環和軸類工件,其生產率比普通車床提高3~5倍。
仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸,自動完成工件的加工循環,適用於形狀較復雜的工件的小批和成批生產,生產率比普通車床高10~15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型
立式車床的主軸垂直於水平面,工件裝夾在水平的回轉工作台上,刀架在橫粱或立柱上移動。適用於加工較大、較重、難於在普通車床上安裝的工件,一般分為單柱和雙柱兩大類。
鏟齒車床在車削的同時,刀架周期地作徑嚮往復運動,用於鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件,由單獨電動機驅動的小砂輪鏟磨齒面。
專門車床是用於加工某類工件的特定表面的車床,如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。聯合車床主要用於車削加工,但附加一些特殊部件和附件後,還可進行鏜、銑、鑽、插、磨等加工,具有「一機多能」的特點,適用於工程車、船舶或移動修理站
看機床的水平主要看金屬切削機床,其他機床技術和復雜性不高,就是近幾年很流行的電加工機床,也只是方法的改變,沒什麼復雜性和科技含量。
我國的數控磨床水平不錯,每年都有大量出口,因為它簡單,基本屬於勞動密集型。
金屬加工主要是去除材料,得到想得到的金屬形狀。去除材料,主要靠車和銑,車床發展為數控車床,銑床發展為加工中心。高精度多軸機床,可以讓復雜零件在精度和形狀上一次到位,例如,飛機上的一個復雜零件,以前由很多種工人:車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個月干,其中還有報廢的,最新的復合數控機床幾天甚至幾個小時就全乾好了,而且精度比你設計的還高。零件精度高就意味著壽命長,可靠性好。
由普通發展到數控,一個人頂原來的十個,在精度上,更是沒法說,適應性上,零件變了,換個程序就行。把人的因素也降為最低,以前在工廠,誰要時會車渦輪、蝸桿,沒個10年8年的不行,要是誰掌握了,那牛得很。現在用數控設備,只要你會編程,把參數輸進去就可以了,很簡單,剛畢業的技校學生都會,而且批量的產品質量也有保證。
自美國在50年代末搞出世界一台數控車床後,機床製造業就進入了數控時代,中國在六十年代也搞出了第一代數控機床,但後來中國進入了什麼年代,大家都知道。等80年代我們再去看世界的數控機床水平,差距就是20年了,其實奮起直追還有希望,但國營工廠不思進取,到了90年代,我們再去看世界水平,已有30年的差距了。中國改革開放前走的是蘇聯的路子,什麼叫蘇聯的路子,舉個例子來講:比如,生產一根軸,蘇聯的方式是建一個專用生產線,用多台專用機床,好處是批量很容易上去,但一旦這根軸的參數發生了變化,這條線就報廢了,生產人員也就沒事做了。在1960-1980年代,國營工廠一個產品生產幾十年不變樣。到了1980年代後,當時搞商品經濟,這些廠不能迅速適應市場,經營就困難了,到了90年代就大量破產,大量職工下崗。現代的生產也有大批量生產,但主要是單件小批量,不管是那種,只要你的設備是數控的,適應起來就快。專業機床的路子已經到頭了, ;西方走的路和前蘇聯不一樣,當年的「東芝」事件,就是日本東芝賣給蘇聯了幾台五軸聯動的數控銑床,讓蘇聯在潛艇的推進螺旋槳上的製造,上了一個檔次,讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了,所以美國要懲處東芝公司。由此也可見,前蘇聯的機床製造業也落後了,他們落後,我們就更不用說了。雖然,美國搞出了世界第一台數控機床,但數控機床的發展,還是要數德國。德國本來在機械方面就是世界第一,數控機床無非就是搞機電一體化,機械方面德國已沒問題,剩下的就是電子系統方面,德國的電子系統工業本來就強大,所以在上世紀六、七十年代,德國就執機床界的牛耳了。
但日本人的強項就是仿造,從上世紀70年代起,日本大量從德國引進技術,消化後大量仿造,經過努力,日本在90年代起,就超越了德國,成為世界第一大數控機床生產國,直到現在還是。他們在機床製造水平上,有一些也走在了世界前面,如在機床復合(一機多種功能)化方面,是世界第一。數控機床的核心就在數控系統方面,日本目前在系統方面也排世界第一,主要是它的發拿科公司。第一代的系統用步進電機,我們現在也能造,第二代用交流伺服電機。現在的數控系統的核心就是交流伺服電機和系統內的邏輯控制軟體,交流伺服電機我們國家目前還沒有誰能製造,這是一個光學、機械、電子的綜合體。邏輯控制軟體就是控制機床的各軸運動,而這些軸是用伺服電機驅動的,一般的系統能同時控制3軸,高級系統能控制五軸,能控5軸的,五軸以上也沒問題。我們國家也由有5軸系統,但「做秀」的成份多,還沒實用化。我們的工廠用的五軸和五軸以上機床,100%進口。
機床是一個國家製造業水平高低的象徵,其核心就是數控系統。我們目前不要說系統,就是國內造的質量稍微好一點的數控機床,所用的高精度滾珠絲杠,軸承都是進口的,主要是買日本的,我們自產的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內的各大機床廠,數控系統100%外購,各廠家一般都買日本發那科、三菱的系統,佔80%以上,也有德國西門子的系統,但比較少。德國西門子系統為什麼用的少呢?早期,德國系統不太能適合我們的電網,我們的電網穩定性不夠,西門子系統的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了,他們的系統就燒不壞。近來西門子系統改進了不少,價格方面還是略高。德國人很不重視中國,所以他們的系統漢語化最近才有,不像日本,老早就有漢語化版的。
就國產高級數控機床而言,其利潤的主體是被外國人拿走了,中國只是掙了一個辛苦錢。
美國為什麼沒有能成為數控機床製造大國呢?這個和他們當時制定產業政策的人有關,再加上當時美國的勞動力貴,買比製造劃算。機床屬於投資大,見效慢,回報率底的產業,而且需要技術積累。不太附和美國情況。但後來美國發現,機床屬於戰略物資,沒有它,飛機、大炮、坦克、軍艦的製造都有問題,所以他們重新制定政策,扶植了一些機床廠,規定了一些單位只能買國產設備,就是貴也得買,這就為美國保留了一些數控機床行業。美國機床在世界上沒有什麼競爭力。
歐洲的機床,除德國外,瑞士的也很好,要說超高精密機床,瑞士的相當好,但價格也是天價。一般用戶用不起。義大利、英國、法國屬於二流,中國很少買他們的機床。西班牙為了讓中國進口他們的機床,不惜貸款給中國,但買的人也很少??借錢總是要還的。
韓國、台灣的數控機床製造能力比大陸地區略強,不過水平差不多。他們也是在上世紀90年代引進日本技術發展的。韓國應該好一點,它有自己製造的、已經商業化了的數控系統,但進口到中國的機床,應我們的要求,也換成了日本系統。我們對他們的系統信不過。韓國數控機床主要有兩家:大宇和現代。大宇目前在我國設有合資企業。台灣機床和我們大體一樣,自己造機械部分,系統采購日本的。但他們的機床質量差,壽命短,目前在大陸影響很壞。其實他們比我們國產的要好一點。但我們自己的差,我們還能容忍,台灣的機床是用美金買來的,用的不好,那火就大了。台灣最主要的幾家機床廠已打算把工廠遷往大陸,大部分都在上海。這些廠目前在國內的競爭中,也打著「國產」的旗號。
近來隨著中國的經濟發展,也引起了世界一些主要機床廠商的注意,2000年,日本最大的機床製造商「馬扎克」在中國銀川設立了一家數控機床合資廠,據說製造水平相當高,號稱「智能化、網路化」工廠,和世界同步。今年日本另外一家大機床廠大隈公司在北京設立了一家能年產1000台數控機床的控股公司,德國的一家很有名的企業也在上海設立了工廠。
目前,國家制定了一些政策,鼓勵國民使用國產數控機床,各廠家也在努力追趕。國內買機床最多的是軍工企業,一個購買計劃里,80%是進口,國產機床滿足不了需要。今後五年內,這個趨勢不會改變。不過就目前國內的需要來講,我國的數控機床目前能滿足中低檔產品的訂貨。
美、德、日三國是當今世上在數控機床科研、設計、製造和使用上,技術最先進、經驗最多的國家。因其社會條件不同,各有特點。
1.美國的數控發展史
美國政府重視機床工業,美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發展方向、科研任務,並且提供充足的經費,且網羅世界人才,特別講究「效率」和「創新」,注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創新,如1952年研製出世界第一台數控機床、1958年創制出加工中心、70年代初研製成FMS、1987年首創開放式數控系統等。由於美國首先結合汽車、軸承生產需求,充分發展了大量大批生產自動化所需的自動線,而且電子、計算機技術在世界上領先,因此其數控機床的主機設計、製造及數控系統基礎扎實,且一貫重視科研和創新,故其高性能數控機床技術在世界也一直領先。當今美國生產宇航等使用的高性能數控機床,其存在的教訓是,偏重於基礎科研,忽視應用技術,且在上世紀80代政府一度放鬆了引導,致使數控機床產量增加緩慢,於1982年被後進的日本超過,並大量進口。從90年代起,糾正過去偏向,數控機床技術上轉向實用,產量又逐漸上升。
2.德國的數控發展史
德國政府一貫重視機床工業的重要戰略地位,在多方面大力扶植。,於1956年研製出第一台數控機床後,德國特別注重科學試驗,理論與實際相結合,基礎科研與應用技術科研並重。企業與大學科研部門緊密合作,對數控機床的共性和特性問題進行深入的研究,在質量上精益求精。德國的數控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數控機床。德國特別重視數控機床主機及配套件之先進實用,其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統、各種功能部件,在質量、性能上居世界前列。如西門子公司之數控系統,均為世界聞名,競相採用。
3.日本的數控發展史
日本政府對機床工業之發展異常重視,通過規劃、法規(如「機振法」、「機電法」、「機信法」等)引導發展。在重視人才及機床元部件配套上學習德國,在質量管理及數控機床技術上學習美國,甚至青出於藍而勝於藍。自1958年研製出第一台數控機床後,1978年產量(7,342台)超過美國(5,688台),至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46,604台,出口27,409台,佔59%)。戰略上先仿後創,先生產量大而廣的中檔數控機床,大量出口,佔去世界廣大市場。在上世紀80年代開始進一步加強科研,向高性能數控機床發展。日本FANUC公司戰略正確,仿創結合,針對性地發展市場所需各種低中高檔數控系統,在技術上領先,在產量上居世界第一。該公司現有職工3,674人,科研人員超過600人,月產能力7,000套,銷售額在世界市場上佔50%,在國內約佔70%,對加速日本和世界數控機床的發展起了重大促進作用
Ⅶ 國內外數機床的發展概況和數控技術的發展趨勢,我國發展數控機床的必要性
回首過去的「十一五」規劃的五年,機床工具行業之所以能夠實現平穩較快發展,得益於全行業在新形勢下把握住了「抓創新、調結構、促改革」這一工作主線,使行業面貌有了明顯改觀。年前召開的黨的十七屆五中全會通過了《關於制定國民經濟發展第十二個五年規劃的建議》,國務院也已正式審議通過了《關於加快培育發展新興戰略產業》的決議。在有關文件的精神指導下,數控機床專項已制定了「十二五」的實施計劃,行業的「十二五」規劃也在草擬中。有關文件已明確指出,「十二五」期間將以科學發展觀為主題,以轉變經濟發展方式為主線,以調整結構為切入點,工業行業最主要的是抓好產業結構調整和升級,以保持行業的長期、健康、快速發展。
雖然「十一五」期間,機床工具行業在廣大企業員工共同努力和各方面的大力扶持下,取得了較大發展和進步,2009年我國的機床產值和銷售收入名列世界第一位,國產機床的國內市場佔有率已超過70%,但應該看到,就機床工具行業而言,我們也只能算是個「發展中的大國」,在我國的機床工具產品結構中,中低檔產品仍佔有較大的比重;國家重點發展領域所需的一些中高檔產品仍然需要依賴進口;我們的機床工具產品出口,依然在靠大量低值、廉價的一般產品來支撐,而且始終存在著較大的進出口貿易逆差。盡管經過多年的努力,我國的機床工具企業中,已經出現了一批具有國際影響力的大企業集團,一些具有國際先進水平和國際競爭力的機床產品也已經開始出口,但從全行業的總體來看,自主創新能力薄弱、基礎製造水平落後、同質化低水平重復建設嚴重、自主創新產品推廣應用困難等問題依然存在,而且產品質量和服務水平更有待提高,因此貫徹科學發展觀,轉變經濟增長方式,大力調整產業結構和產品結構,力爭「十二五」期間能夠取得大的突破,將是我國機床工具行業共同努力的方向和目標。
國家加快培育發展的七大新興戰略產業和已經列入數控機床專項的船舶、航空航天、發電設備、汽車等重點領域所需的高端裝備,將是行業在「十二五」期間產品結構調整升級的主攻方向和重點,這些專項的實施不只是滿足重點領域需要和打破國外封鎖,而且將極大地提升我國機床工具行業的科學技術水平和國際競爭力,為我國機床工具行業「由大變強」邁出更加堅定的步伐。
數控機床專項的所列項目,並非行業的所有企業都有機會具體承擔,但根據市場需求,拓寬服務領域,堅持自主創新,注重「產、學、研、用」相結合,去尋找企業自身的市場切入點,確是每個企業都可以做到的。我們要轉變觀念,不等不靠,勵精圖治,開拓進取,只要找准方向,把產品做專做精,同樣會有廣闊的前景,對於符合發展方向且具有專業化特點的中小企業,有關方面也會給予扶持,從而使企業走上良性發展的道路。
2011年是我國「十二五」規劃的開局之年,我國正處於工業轉型升級的關鍵時期,目前國際機床市場也有一定好轉。在這種形勢下,戰略性新興產業的培養發展和數控機床專項「十二五」計劃的實施,為我國機床工具行業發展提供了新的機遇,也提出了更大挑戰,只要我們充分利用國內外有利條件,牢牢把握科學發展觀這個主題,抓住轉變經濟發展方式這條主線,做好行業和企業的發展規劃,加快產業結構和產品結構調整,堅持自主創新,堅持對外開放,大力促進改革,機床工具行業一定會再邁上一個新的台階,在新的一年,行業面貌也會有一個新的變化。
Ⅷ 我國數控機床的發展前景如何怎樣縮小和國外機床的差距
歷經多年的低端發展之後,如今我國數控機床行業亟需提升行業產品競爭力,走高端化發展路線。創新是行業發展的基本推動力,想要實現數控機床行業技術水平的提高,就要注重創新能力平台建設。在「高檔數控機床與基礎製造裝備」科技重大專項中,就有「創新能力平台建設」這一項目,包括行業技術與裝備創新能力平台建設、復雜五軸機床平台等課題的研究。且隨著數控機床行業各項研究的推進,使我國高端數控機床技術得到顯著提高,五軸聯動加工中心,五軸聯動雕刻機等等,都有很大進步。這帶動了國產數控機床及數控系統和相關功能部件的市場發展,為國內機床市場擴張提供了良好條件。
第八屆中國數控機床展覽會將向各界展示當前中國數控機床水平。可以預見,在技術水平顯著提升,國家政策大力支持下,我國數控機床行業市場將走向健康發展之路,行業企業也必然發展的越來越好。