数控机床产品市场趋势范文

时间:2023-12-21 16:19:03

数控机床产品市场趋势

数控机床产品市场趋势篇1

【关键词】机械制造;数控技术;发展对策

21世纪机械制造全球化、市场竞争激烈化是机械制造企业所面临的挑战,而机械制造中广泛应用数控技术则能使企业在竞争中取得佳绩。但我国机械制造中数控技术的研究和发展方面存在较多问题,特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。面对市场的竞争和新技术的挑战,该如何认识机械制造中数控技术,如何看待它的发展趋势,如何采取相应的对策?

下面结合近几年来自己在这方面的研究,谈谈我国机械制造中数控技术的发展及对策。

1.机械制造数控技术发展现状及趋势

机械制造中数控技术是通过计算机控制数字程序来实现一台或多台机械设备动作控制,以达到优质、高效、低耗、灵活生产,提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。

1.1数控装备与技术的基本概况

近年来,我国相继从德、美、法、日本等国引进先进的数控生产线,使我国制造业得到空前发展,主要应用特点有:刀具材料以超硬刀具材料为主,如陶瓷、超细硬质合金刀具等,大大提高了加工速度。改善刀具结构与加工工艺,零件孔加工刀具多采用多刃复合式结构:采用高速专用数控机床加工发动机;传动器关键零件,机床结构没计是以各种高速多刃专用成形刀具和加工工艺为主导。

然而,我国机械制造业还属于工艺离散型制造业,虽然已引进加工中心、数控镗铣床等,但企业内生产管理局网,网络经营管理系统及生产技艺数据技术的应用仍处于初级阶段。

1.2机械制造中数控技术发展趋势

目前,械制造业以现代高新技术的综合利用为特点,正朝着柔性化、敏捷化、智能化和信息化方向发展。从目前世界上数控技术及其装备发展来看,机械制造中数控技术发展趋势主要有以下2个方面。

1.2.1数控技术性能发展新趋势

(1)高速、高精、高效化。

由于采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统,同时采取改善机床动态、静态特性等有效措施,数控技术必向高速、高精、高效化方向发展。

(2)多轴化和多系列。

以减少工序、辅助时间为主要目的的复合机械制造,要求其数控技术朝着多轴、多系列控制功能方向发展。

(3)实时智能化。

随着数控技术领域实时智能控制的研究和应用,机械制造的数控技术必然朝着实时智能化方向发展。

1.2.2数控技术体系结构的发展新趋势

机械制造中数控技术体系结构的发展趋势为:智能化、网络化、集成化,一种机械制造业远程服务系统的结构。

(1)数控装备智能化。

本世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括:为追求加工效率和加工质量方面的智能化;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化:还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

(2)信息集成网络化。

数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

(3)数控系统集成化。

采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路,提高数控系统的集成度和软硬件运行速度;应用先进封装和互连技术,将半导体和表面安装技术融为一体;通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来改进性能,提高系统的可靠性。

2.机械制造中数控技术发展应对策略

先进数控技术是机械制造业快速发展的保证,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。

我国机械制造中数控技术的研究和发展存在较多问题,特别是在技术创新能力方面情况尤为突出。为此,下文从总体应对策略和技术途径探讨机械制造业中数控技术的对策。

2.1数控技术发展总体应对策略

通过对数控技术和机械制造业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究,笔者认为以科技创新为先导,以技术支持和服务为后盾将是一种符合我国国情的应对对策。

(1)以科技创新为先导。

我国必须大力加强数控领域的科技创新,逐步建立自己独立的、先进的数控技术体系。在此基础上大力发展符合国情的数控产品,从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。

(2)大力加强技术支持和服务。

数控系统和数控机床作为典型的高技术产品,对用户的技术支持和服务足相当重要的。目前,我们可以利用先进的网络和多媒体技术手段,为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开辟新的途径。

2.2技术途径应对数控技术发展

(1)发展新一代PC数控系统。

数控系统是各类数控装备的核心,因此通过科技创新首先发展新型数控系统,将是推动我国数控技术发展的有效途径。这要求在开发新型数控系统时,选用高性能CPU作为系统的运算和控制核心,并尽量用软件实现数控的所有功能。

(2)推进数控机床功能专业化。

解决数控系统问题后,需要实现数控机床的模块化,解决数控机床功能部件的专业化问题。目前我国机械制造在这方面离实际需求还有相当大的差距,因此必须人力促进数控机床功能专业化。

3.结束语

本文阐述了机械制造中数控技术的发展及对策,并对我国机械制造中数控技术的发展途径进行了探讨。另外,我国正逐步融入全球化机械制造的序列中,随着国外先进制造技术设备大量引进、国家重大科技产业工程项目等重大科技计划,先进的数控技术在国内机械制造业将日趋实用与普及。 [科]

【参考文献】

[1]鲁方霞,邓朝晖.数控机床的发展趋势及国内发展现状.工具技术,2006(3):14-18.

数控机床产品市场趋势篇2

关键词:数控机床;发展现状;趋势

1 数控机床技术发展状况

社会的不断进步,市场需求量的不断增多,使得人们对产品的质量更加的重视,企业为了能够适应市场发展环境就必须提高自身的加工技术,数控机床得以被广泛应用。但是我国使用数控机床的时间比较短,不能真正地掌握数控机床的使用技术,在实际的应用过程中能够会出现很多的问题,给我国制造企业的发展造成不良影响。通过大量的实践工作,我们总结出我国的数控技术发展情况的几种现象。

1.1 数控机床技术的“三多”要求

企业之间的竞争愈演愈烈,这就导致数控机床加工零件的数量不断增多,数控化加工设备的使用量不断增多,对加工产品的工艺要求越来越多。这三个方面对数控机床使用技术提出更高的要求。通过实践发现当前有很多行业百分之九十到百分之百关键部位的零件都采用机床加工技术。特别是近几年制造业的发展过程中,数控机床加工技术起到了很大的推动作痛,而且随着机床技术的不断发展,加工精度、效率等方面都有很大的提高。

1.2 数控机床技术的“三缺”现象

我们需要正视的问题是当前我国对数控机床加工技术的研究还比较少,缺乏相关的数据参数,缺乏实践的理论指导,缺乏研究发展的平台。这就是当前我国的数控机床技术所缺乏的方面,其中缺乏科学的理论参数就不能对数控机床加工技术有深入的了解,进而不能发挥出其真正的作用,具体的表现在应用中出现故障不能拿上解决,影响了生产效率,不能满足高效生产的要求。有关机床加工数据库的建立还不是很完善,而且使用范围也是非常的有限,这就很大程度上影响了加工技术的应用和发展,特别是缺乏针对服务业的加工技术数据库,甚至有很多企业根本就没有建立相关的系统,这就给数控机床技术的发展造成阻碍。

1.3 数控机床技术的“一低”现象

当前的数控加工技术的总体效率比较低,具体的表现为主轴开动的效率比较地,直接影响到相关加工企业的经济效益。

关于数控机床加工技术出现的问题,已经引起了人们的关注。国家针对此问题也开展了很多的项目研究,取得了很好的成果,在提高数控机床技术快速发展方面起到了很大的促进作用,这也进一步增加了相关企业的经济效益。

2 我国数控机床技术问题对策

虽然我国的数控机床技术起步比较晚,但是发展比较快,通过总结大量的实践经验,加工技术得到了很大的发展并取得了很好的效果。但是市场经济环境是不断发展和变化的,特别是技术方面在实际的应用中总会产生一些问题,影响其发展。下面我们就针对这些问题给出相应的对策。

2.1 重视数控机床理论探索

理论对实践具有重要的指导作用,数控机床理论对于技术的不断创新和产品的开发起到支撑作用,该理论涉及到的内容比较多,包括工程、力学、机械学等方面的知识。随着研究的不断深入,当代的数控机床理论有了更大的进步,具体的包括基础暗黑动力学、动态分析等方面。

由于数控机床技术发展的时间比较短,相应的专业人才也比较短缺,使得机床技术的研究理论成果比较少,试验的环境不够完善。针对我国数控机床技术理论上的落后,我们必须提高这方面的投入,特别是人才的培养,在高校中设置这门学科,培养该学科的实践能力,并能够从实践中总结出理论经验,在实际的工作中,能够利用有限的理论资源来提高生产效率,建立一定规模的研究机构,实现对机床技术各个方面的理论探索。

2.2 提高数控机床开发设计能力

数控机床是集电机、电子、机械等多个学科为一体的高科技设备,当前我国在数控机床自主研发、设计方面还有很大的差距,主要表现在设计没有对相关零部件进行整合、以静态设计模式为主、设计没有充分的论证仅仅依靠以往的经验进行定型化设计等。这种设计往往导致零件加工同质化现象严重,缺乏创新,有关零件细分产品较少很难满足现代市场的需求。因此,在现代数控机床设计时应注重探索数控技术设计理论,提高机床性能和功能的创新意识,不断优化在数控机床方面的探究和应用,逐渐实现油静态设计到动态设计模式的转化。

2.3 加强数控机床可靠性探究

数控机床工作性能是判定机床质量的重要指标,是用户比较关心的重要内容。数控机床稳定性一般使用平均故障时间间隔来判定,该参数不但描述了产品质量时间度量值,而且还综合反映了机床生产企业的综合实力。因此,应加强数控机床可靠性方面的研究,建立和完善机床可靠性评价体系,熟悉机床故障发生的模式,在设计时采用相关措施加以避免,全面提高数控机床的可靠性能。

2.4 掌握经典加工工艺

掌握典型的数控机床加工工艺,能够准确把握市场需求,从而不断研发新产品,在提升产品竞争上具有重要意义,尤其最近几年来我国机床企业对此引起了高度重视,对经典工艺的研究越来越重视。通过对经典加工工艺的研究能够指导新工艺的开发,缩短新工艺的开发周期,树立企业良好的形象,以此发挥企业的竞争优势。

3 数控机床的发展趋势

随着制造业对数控机床的依赖程度越来越大,以及现代计算机技术水平的飞速发展为数控机床功能的扩展提供了坚实的技术支撑,使数控机床的应用范围不断扩大,而且逐渐向智能化、高精度化以及网络化的趋势发展。

数控技术控制智能化主要通过执行相关算法对加工的产品进行识别,从而选择合理的加工参数。智能化功能的实现极大的提高零件加工的精读,提高机床的工作效率。例如,它能利用已有的故障信息对新出现的故障进行快速定位。

数控机床的高精度化不仅仅局限在几何精度上,它还包括机床各个部件运动、振动检测等方面上,因此,能够在同条件下完成多个零件的加工。

数控机床的网络化是未来发展的主要特点之一,通过网络能够保证加工参数在各个车间进行传递,既能达到数据之间的共享还能对数控机床进行远程监控,因此大大提高了机床的操作效率。

4 结束语

综上所述,文章主要针对数控机床技术在我国的应用现状以及出现问题进行了相关阐述,并进一步提出了当前应该采取的措施和该项技术未来的发展趋势。数控机床技术对企业的重要性是不言而喻的,我们必须抓住发展的机遇,对数控机床理论进行分析和研究,并不断创新,希望能够使我国尽快地实现制造强国。

参考文献

[1]王敏.浅析数控机床技术现状[J].机械制造,2012(8).

[2]汪淑珍,贾辉.数控机床的发展状况与应对政策[J].重庆文理学院学报(自然科学版),2012(1).

数控机床产品市场趋势篇3

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,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。

1数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面[1~4]。

1.1高速、高精加工技术及装备的新趋势

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。

从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。

在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。

为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。

1.25轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。

当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。

在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。

1.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController),中国的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。

网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“ITplaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

1.4重视新技术标准、规范的建立

1.4.1关于数控系统设计开发规范

如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。

1.4.2关于数控标准

数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准,即采用G,M代码描述如何(how)加工,其本质特征是面向加工过程,显然,他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此,国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。

STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命,对于数控技术的发展乃至整个制造业,将产生深远的影响。首先,STEP-NC提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下,NC程序可以分散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次,STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75%)、加工程序编制时间(约35%)和加工时间(约50%)。

目前,欧美国家非常重视STEP-NC的研究,欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1~2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEPTools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者,他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(SuperModel),其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。

2对我国数控技术及其产业发展的基本估计

我国数控技术起步于1958年,近50年的发展历程大致可分为3个阶段:第一阶段从1958年到1979年,即封闭式发展阶段。在此阶段,由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制,数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,即引进技术,消化吸收,初步建立起国产化体系阶段。在此阶段,由于改革开放和国家的重视,以及研究开发环境和国际环境的改善,我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间,即实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。在此阶段,我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。

纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看取得了以下成绩。

a.奠定了数控技术发展的基础,基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术,其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础,部分技术已商品化、产业化。

b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上,建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。

c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。

虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步,但我们也要清醒地认识到,我国高端数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快,但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距,在某些方面发展速度也有差距,即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看,对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。

a.技术水平上,与国外先进水平大约落后10~15年,在高精尖技术方面则更大。

b.产业化水平上,市场占有率低,品种覆盖率小,还没有形成规模生产;功能部件专业化生产水平及成套能力较低;外观质量相对差;可靠性不高,商品化程度不足;国产数控系统尚未建立自己的品牌效应,用户信心不足。

c.可持续发展的能力上,对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱;数控技术应用领域拓展力度不强;相关标准规范的研究、制定滞后。

分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。

a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足;对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足;对我国数控技术应用水平及能力分析不够。

b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多,从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少;没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。

c.机制方面。不良机制造成人才流失,又制约了技术及技术路线创新、产品创新,且制约了规划的有效实施,往往规划理想,实施困难。

d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强,核心技术的工程化能力不强。机床标准落后,水平较低,数控系统新标准研究不够。

3对我国数控技术和产业化发展的战略思考

3.1战略考虑

我国是制造大国,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移,即要掌握先进制造核心技术,否则在新一轮国际产业结构调整中,我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价,交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”,而非掌握核心技术的制造中心的地位,这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。

我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题,首先从社会安全看,因为制造业是我国就业人口最多的行业,制造业发展不仅可提高人民的生活水平,而且还可缓解我国就业的压力,保障社会的稳定;其次从国防安全看,西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质,对我国实现禁运和限制,“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。

3.2发展策略

从我国基本国情的角度出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,用系统的方法,选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容,实现制造装备业的跨跃式发展。

强调市场需求为导向,即以数控终端产品为主,以整机(如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等)带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件(数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等)的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品;没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品;当然,没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。

在高精尖装备研发方面,要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合,以“做得出、用得上、卖得掉”为目标,按国家意志实施攻关,以解决国家之急需。

在竞争前数控技术方面,强调创新,强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品,为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。

参考文献:

[1]中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼[J].世界制造技术与装备市场,2001(3):18-20.

[2]梁训王宣,周延佑.机床技术发展的新动向[J].世界制造技术与装备市场,2001(3):21-28.

[3]中国机床工具工业协会数控系统分会.CIMT2001巡礼[J].世界制造技术与装备市场,2001(5):13-17.

数控机床产品市场趋势篇4

关键词:数控机床;历史;发展趋势

一、引言

机床,作为“机器的机器”,从工业革命诞生以来,便被视为一个国家工业化的基础。机床是先进制造技术和制造信息集成的重要元素,是重要商品,又是决定一个国家生产力水平的关键要素。

二、数控机床的历史

20世纪中叶, 随着信息技术革命的到来,机床也由之前的手工测绘、简单操作性逐渐演变为数字操控,全自动化成型部件的数控机床。数控机床是一种高度机电一体化的产品,在传统的机床基础上引进了数字化控制,将以往凭借工人经验的操作变为数字化、可复制的自动操作。数控机床可以加工多品种小批量零件(降低规模化适用门槛)、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。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。目前,工业发达国家机床产业的数控化比率通常在50%以上,在日本和德国更是超过了70%。

我国真正的工业化进程起始于20世纪50年代。由于种种原因,我们错过了20世纪70到80年代的新型工业化大发展时期,导致我国的机械装备制造产业到现在为止仍然在赶超发达国家的阶段。自20世纪末开始,我国开始了大规模引进西方技术,同时在引进技术的基础上吸收、融合、创造,最终发展出我们自己的数控机床制造产业。这一时期,我国的整体制造业也开始了逐渐由制造大国向制造强国迈进了脚步,机床制造业也跟着取得数控机床快速增长的业绩。机床的发展和创新在一定程度上能映射出加工技术的主要趋势。近年来, 我国在数控机床和机床工具行业对外合资合作进一步加强, 无论在精度、速度、性能, 还是智能化方面都取得了相当的成绩。

三、我国数控机床产业现状

目前,国内生产的数控机床可以大致分为经济型机床、普及型机床、高档型机床三种类型。经济型机床基本都是开环控制;普及型机床采用半闭环控制技术,分辨率可达到1微米;高档型机床采用闭环控制,以计算机程序来实现全过程无人控制,具有各种补偿功能、新控制功能、自动诊断,分辨率可以达到0.1微米。

截止到2014年,国产低档经济型机床已经在国内机床生产企业得到了很好的应用,经济型数控机床基本都是国内产品,不管是从质量上还是从可靠性上都可以满足大部分机床用户的需要。在普及型产品段中,国内普及型数控机床中大约有60~70%是采用的国内产品。但是需要指出的是,这些国产数控机床当中大约80%的数控系统都在使用国外产品,国内机床企业将各个子系统进口后进行拼装,组成最终的成品机床。我国部分中档普及型数控机床的功能、性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力。在中、高档数控机床方面、四轴、五轴联动机床等高端产品,我国国产产品与国外产品相比,仍存在较大差距。高档机床方面国内产品大约只能占到10%,大部分都是靠进口。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,中国更是几乎全部需要国外进口。目前,我国在上海、烟台建厂的大多是国外数控机床生产厂家,所有的核心技术都被外方掌握。国内能做的中、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。国内的华中数控近几年发展迅速,软件水平相当不错,但在电器硬件方面还需进一步提高。目前,国内一些大厂还没有采用华中数控的。

在市场需求方面低档机床和中档机床大约各占50%和40%,高档数控机床的需求大约是10%。从整体市场环境看,欧美等一些老牌机床公司有着长时间的技术积淀,同时不断致力于科技创新和新产品的研发,引导着数控机床技术发展。2014年,国家宏观经济持续低位运行,国家宏观调控政策将继续稳增长、调结构。在此大环境下,数控机床行业也相应地调整现有产业结构,在现有经济型、普及型产品取得成果的基础上发展高端,一方面需要面临国外产品以及合资产品挤压国内中端市场的竞争压力;另一方面要加大研发,挤入高端市场,摆脱受制于人的严峻形势。

四、我国数控机床产业的发展趋势

开放性是新一代数控系统的开发核心。开放性的数控机床采用模块化,层次化的结构,并通过形式向外提供统一的应用程序接口。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前,许多国家对开放式数控系统进行研究,数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。同时,和许多产业将会互联网化一样,数控机床未来也必将走上网络化道路。互联网化的数控装备是近两年的一个新的焦点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。届时,网络化的数控机床将真正实现在全世界任意地点制造出满足用户需求的产品,进一步缩小制造业在地理和空间上的差异,为下一次的制造业革命奠定良好基础。

经过30多年的发展,我国数控机床制造产业已经基本由市场配置资源,形成了从科研单位、试制生产应用单位、大规模市场推广渠道、下游终端客户、一直到最末级的维修保养与使用反馈这样一个较为完整的产业链。数控机床市场竞争力也大大提高。2014年,我国机床行业发展主旋律概括为八个字:“稳中求进、转型升级”。面对整体下行趋势和国内外市场环境的不断变化,行业企业转型的意识不同程度地增长,从被动应对,到主动顺应,再到能动把握,已有很多企业步入了转型升级的正确轨道。加快普及数控化技术将是解决中国本土机床企业产品竞争力弱、利润薄、产品同质化严重等产业难题的重要手段。

为了让机床铸造产业高速增长,“十二五”规划中对我国机床铸造产业提出了明确的目标,到2015年,机床铸造产业要实现工业总产值8000亿元。要实现这个目标,需要将国家经济政策和行业自主调整发展两个要素相结合。在国家政策层面,已经出台了大量的专项支持措施。国家通过专项财政补贴,税务减免、专项奖励基金、市场开拓扶持、专利申请绿色通道等方面给予了大力支持。与此同时,在行业层面,应当继续实施创新发展战略,以企业为主题,以创新为驱动力。鉴于机床属于投资大、见效慢的行业,仅凭企业自身努力无法实现长久发展,需要多家企业参与共性技术研发,同时引入科研院校参与,实行公私合营伙伴关系推进研发。在行业技术层面,需要加大基础研究投入和研发人才培养。中国机床工业的振兴,数控机床的加速发展,归根到底,取决于人员素质的提高、工业文化水平的提高。人才的加速培养与良好的市场机制、有效的深化改革、改组、改制,可以显著提高工作质量、生产率、劳动生产率。进入21世纪知识经济时代,科学知识及作为重要生产要素的机床,其作用将更加突出。

五、结语

数控机床产品市场趋势篇5

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,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。

1数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面[1~4]。

1.1高速、高精加工技术及装备的新趋势

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

在轿车工业领域,年产30万辆的生产节拍是40秒/辆,而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一;在航空和宇航工业领域,其加工的零部件多为薄壁和薄筋,刚度很差,材料为铝或铝合金,只有在高切削速度和切削力很小的情况下,才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装,使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。

从EMO2001展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/min,甚至更高,空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在一般高速铣床加工需3h,在普通铣床加工需8h;德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。在可靠性方面,国外数控装置的MTBF值已达6000h以上,伺服系统的MTBF值达到30000h以上,表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工,与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。

1.25轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。

当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。

在EMO2001展会上,新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头,可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现,还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工,可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。

1.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究,如美国的NGC(TheNextGenerationWork-Station/MachineControl)、欧共体的OSACA(OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)、日本的OSEC(OpenSystemEnvironmentforController),中国的ONC(OpenNumericalControlSystem)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象(数控功能),形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。

网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“ITplaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

1.4重视新技术标准、规范的建立

1.4.1关于数控系统设计开发规范

如前所述,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。

1.4.2关于数控标准

数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准,即采用G,M代码描述如何(how)加工,其本质特征是面向加工过程,显然,他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此,国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制,能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型,从而实现整个制造过程,乃至各个工业领域产品信息的标准化。

STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命,对于数控技术的发展乃至整个制造业,将产生深远的影响。首先,STEP-NC提出一种崭新的制造理念,传统的制造理念中,NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下,NC程序可以分散在互联网上,这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次,STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸(约75%)、加工程序编制时间(约35%)和加工时间(约50%)。

目前,欧美国家非常重视STEP-NC的研究,欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1~2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEPTools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者,他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(SuperModel),其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。

2对我国数控技术及其产业发展的基本估计

我国数控技术起步于1958年,近50年的发展历程大致可分为3个阶段:第一阶段从1958年到1979年,即封闭式发展阶段。在此阶段,由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制,数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,即引进技术,消化吸收,初步建立起国产化体系阶段。在此阶段,由于改革开放和国家的重视,以及研究开发环境和国际环境的改善,我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间,即实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。在此阶段,我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。

纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看取得了以下成绩。

a.奠定了数控技术发展的基础,基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术,其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础,部分技术已商品化、产业化。

b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上,建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。

c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步,但我们也要清醒地认识到,我国高端数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快,但横向比(与国外对比)不仅技术水平有差距,在某些方面发展速度也有差距,即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。

从国际上来看,对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。

a.技术水平上,与国外先进水平大约落后10~15年,在高精尖技术方面则更大。

b.产业化水平上,市场占有率低,品种覆盖率小,还没有形成规模生产;功能部件专业化生产水平及成套能力较低;外观质量相对差;可靠性不高,商品化程度不足;国产数控系统尚未建立自己的品牌效应,用户信心不足。

c.可持续发展的能力上,对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱;数控技术应用领域拓展力度不强;相关标准规范的研究、制定滞后。

分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。

a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足;对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足;对我国数控技术应用水平及能力分析不够。

b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多,从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少;没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。

c.机制方面。不良机制造成人才流失,又制约了技术及技术路线创新、产品创新,且制约了规划的有效实施,往往规划理想,实施困难。

d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强,核心技术的工程化能力不强。机床标准落后,水平较低,数控系统新标准研究不够。

3对我国数控技术和产业化发展的战略思考

3.1战略考虑

我国是制造大国,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移,即要掌握先进制造核心技术,否则在新一轮国际产业结构调整中,我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价,交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”,而非掌握核心技术的制造中心的地位,这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。

我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题,首先从社会安全看,因为制造业是我国就业人口最多的行业,制造业发展不仅可提高人民的生活水平,而且还可缓解我国就业的压力,保障社会的稳定;其次从国防安全看,西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质,对我国实现禁运和限制,“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。

3.2发展策略

从我国基本国情的角度出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,用系统的方法,选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容,实现制造装备业的跨跃式发展。

强调市场需求为导向,即以数控终端产品为主,以整机(如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等)带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件(数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等)的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品;没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品;当然,没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。

数控机床产品市场趋势篇6

2012年,是机床行业发展的重要一年国内新兴进入者异军突起,国际竞争者凭借技术、产品以及可靠性等优势呈围攻之势,资源环境压力倍增。尽管国内外形势迷雾重重,但重庆机床(集团)有限责任公司在“十二五“开局之年的主要经济指标均实现了两位数增长。用重庆机床董事长、总经理张明智的话来说,扬长避短、趋利避害,打造新的经济增长点是走出机床产业“围城”的秘诀。

创新加速

如今,机床用户需求不断升级的趋势加剧,正在成为拉动中国机床工具行业发展的强劲动力,在资源环境压力重重的今天,机床走向智能化、绿色化已是定局,对于机床企业来说,既是机遇,也是挑战,重庆机床没有错过这个机会。新的机遇已经来临,重庆机床的产品结构开始逐步向高精、高速、高效、自动化、复合化、智能化及绿色化方向发展,在数控高效制齿机床系列产品模块化研制的关键技术上取得了重大突破,加速了我国制齿机床的升级换代。

2011年7月11日,重庆机床集团承担的国家科技重大专项——轿车变速箱齿轮加工自动生产线进入装配调试阶段,标志着重庆机床集团在制造业的自动化、高效化、智能化,绿色化方面走在了机床行业的前列。

在刚刚开幕的CCMT2012上,重庆机床展出的YS3126CNCCD七轴四联动数控高速干切滚齿机,采用绿色环保的干式切削工艺并集成了倒棱去毛刺功能,通过电子齿轮箱,用展成法加工各种直、斜齿轮、双联或多联齿轮、小锥度齿、鼓形齿,花键,蜗轮,链轮等,适用于汽车,摩托车、纺织机械、起重机械、电梯等行业的大批量齿轮加工。

在这样的创新规划下,集团齿轮机床销售收入增长明显,其中比亚迪、法士特、浙江双环、一汽等重点项目销售收入达到1.67亿元,占销售总额的23.5%;车床直接用户所占销售份额由原来的10%增加到60%,单笔200万以上合同项目占全年总订货量的55%。

优势互补

可以看到,肩负转型升级重要使命,机床企业任重道远。既要应对世界市场挑战,通过不断拓展思路,增强研发能力,坚持合作和自主相结合,坚持工艺与装备相结合,掌握核心的制造技术,加强核心竞争力,也要面临国内激烈的市场竞争,通过拼技术实力,以质量与服务取胜。

数控机床产品市场趋势篇7

关键词:数控技术 应用现状 发展趋势

中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2014)05-0210-01

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.

[2]曾毅.基于嵌入式Linux的机床数控系统研究[D].华南理工大学,2012.

[3]乔强,李太富.现代数控技术的现状及发展[J].机械,2000(s1):204.

数控机床产品市场趋势篇8

关键词:数控技术;一体;变化;核心

数控技术是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志,实现加工机床及生产过程数控化是当今制造业的发展方向,机械制造的竞争其实质是数控的竞争。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》将“高档数控机床与基础制造装备”确定为16个科技重大专项之一。通过国家相关计划的支持,我国在数控机床关键技术研究方面有了较大突破,创造了一批具有自主知识产权的研究成果和核心技术。这主要体现在以下几个方面:

(1)中高档数控机床的开发取得了较大进展,在五轴联动、复合加工、数字化设计以及高速加工等一批关键技术上取得了突破,自主开发了包括大型、五轴联动数控加工机床,精密及超精密数控机床以及一大批专门化高性能机床,并形成了一批中档数控机床产业化基地。

(2)关键功能部件的技术水平、制造质量逐年稳步提高,功能逐步完善,部分性能指标接近国际先进水平,形成了一批具有自主知识产权的功能部件。开发出了高速主轴单元、高速滚珠丝杠、重载直线导轨、高速导轨防护装置、直线电机、数控转台、刀库与机械手、A/C 轴数控铣头、高速工具系统、数字化量仪等高性能功能部件样机,其中有的品种已实现小批量生产。

(3)中高档数控系统开发研究与应用取得一定成果。通过自主研发或与国外开展技术合作,在中档数控系统的开发和生产上取得明显进展。初步解决了多坐标联动、远程数据传输等技术难题;为适应数控系统的配套要求,相继开发出交流伺服驱动系统和主轴交流伺服控制系统,并形成了系列化产品。

1、与国外的差距

1.1高档数控机床的国内供应能力不足。尽管我国机床行业近年来取得了长足的发展,数控化率稳步提高,但机床消费和生产的结构性矛盾仍然比较突出。目前,国内对中高档机床的需求量逐渐超过低档机床。但国产数控机床以低档为主,高档数控机床绝大部分依赖进口。

1.2自主创新能力不足。长期以来,我国机床制造业的基础、共性技术研究工作主要在行业性的研究院所进行。能力薄弱,技术创新投入不足,引进消化吸收能力差,低水平生产能力过剩,自主创新能力不高,缺乏优秀技术人才。虽然国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进数控技术,但缺乏对基础共性技术的研究,忽视了自主开发能力的培育,企业的市场响应速度慢。

1.3 产品质量、可靠性及服务等能力不强。国产机床在质量、交货期和服务等方面与国外著名品牌相比存在较大的差距。在质量方面,国产数控系统的可靠性指标MTBF 与国际先进数控系统相差较大。国产数控车床、加工中心的MTBF 与国际上先进水平也有较大差距。在交货期方面,绝大多数企业由于任务重拖期交货。服务体系不健全,在市场开拓、成套技术服务、快速反应能力等方面不能满足市场快节奏和个性化的要求。

1.4 功能部件发展滞后。机床是由各种功能部件(主轴单元及主轴头、滚珠丝杠副、回转工作台和数控伺服系统等)在床身、立柱等基础机架上集装而成的,功能部件是数控机床的重要组成部分。数控机床整体技术与数控机床功能部件的发展是相互依赖、共同发展的,所以功能部件的创新也深深地影响着数控机床的发展。我国数控机床功能部件已有一定规模,电主轴、主轴单元、数控系统等也有专门的制造厂家,其中个别产品的制造水平接近国际先进水平。但整体上,我国机床功能部件发展缓慢、品种少、产业化程度低,精度指标和性能指标的综合情况还不过硬。目前,滚珠丝杠、数控刀架、电主轴等功能部件仅能满足中低档数控机床的配套需要。衡量数控机床水平的高档数控系统、高速精密电主轴、高速滚动功能部件等还依赖进口。

2、国内数控机床的发展趋势

根据2004年10月,完成的《数控机床产业发展专项规划》。国内数控机床大致发展趋势表现在以下几方面:

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,数控机床的智能化程度日趋提高。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 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。数控机床在设计时要考虑:绿色材料设计;可拆卸性设计;节能性设计;可回收性设计;模块化设计;绿色包装设计等。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式,通过绿色生产过程生产出绿色产品。数控机床在制造时要考虑:节约资源的工艺设计;节约能源的工艺设计;环保型工艺设计等

2.3 复合化与系统化

工件一次装夹,能进行多种工序复合加工,可大大地提高生产效率和加工精度,是机床一贯追求的。由于产品开发周期愈来愈短,对制造速度的要求也相应提高,机床也朝高效能发展。机床已逐渐发展成为系统化产品,用一台电脑控制一条生产线的作业。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。

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