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數(shù)控機(jī)床的開展歷史

來源:中國起重機(jī)械網(wǎng)
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  數(shù)控機(jī)床的開展歷史

數(shù)控機(jī)床是由美國創(chuàng)造家約翰·帕森斯20世紀(jì)創(chuàng)造的。隨著電子信息技術(shù)的開展,世界機(jī)床業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為中心的機(jī)電一體化時期,其中數(shù)控機(jī)床就是代表產(chǎn)品之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國民經(jīng)濟(jì)的重要根底。它為國民經(jīng)濟(jì)各個部門提供配備和手腕,具有無限放大的經(jīng)濟(jì)與社會效應(yīng)。歐、美、日等工業(yè)化國度已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,而中國從20世紀(jì)80年代開端起步,仍處于開展階段。

美國開展

美國政府注重機(jī)床工業(yè),美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不時提出機(jī)床的開展方向、科研任務(wù),并且提供充足的經(jīng)費(fèi),且收羅世界人才,特別考究“效率”和“創(chuàng)新”,注重根底科研。因此在機(jī)床技術(shù)上不時創(chuàng)新,如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機(jī)床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由于美國首先分離汽車、軸承消費(fèi)需求,充沛開展了大量大批消費(fèi)自動化所需的自動線,而且電子、計算機(jī)技術(shù)在世界上搶先,因而其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計、制造及數(shù)控系統(tǒng)根底扎實(shí),且一向注重科研和創(chuàng)新,故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也不斷搶先。當(dāng)今美國消費(fèi)宇航等運(yùn)用的高性能數(shù)控機(jī)床,其存在的經(jīng)驗(yàn)是,側(cè)重于根底科研,無視應(yīng)用技術(shù),且在20世紀(jì)80代政府一度放松了引導(dǎo),致使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量增加遲緩,于1982年被后進(jìn)的日本超越,并大量進(jìn)口。從20世紀(jì)90年代起,糾正過去傾向,數(shù)控機(jī)床技術(shù)上轉(zhuǎn)向適用,產(chǎn)量又逐步上升。

德國開展

德國政府一向注重機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略位置,在多方面鼎力培植。于1956年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后,德國特別注重科學(xué)實(shí)驗(yàn),理論與實(shí)踐相分離,根底科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門嚴(yán)密協(xié)作,對數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題停止深化的研討,在質(zhì)量上錦上添花。德國的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)適用、名副其實(shí),出口普及世界。特別是大型、重型、精細(xì)數(shù)控機(jī)床。德國特別注重數(shù)控機(jī)床主機(jī)及配套件之先進(jìn)適用,其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、丈量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功用部件,在質(zhì)量、性能上居世界前列。

日本開展

日本政府對機(jī)床工業(yè)之開展異常注重,經(jīng)過規(guī)劃、法規(guī)(如“機(jī)振法”、“機(jī)電法”、“機(jī)信法”等)引導(dǎo)開展。在注重人才及機(jī)床元部件配套上學(xué)習(xí)德國,在質(zhì)量管理及數(shù)控機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國,以至后來居上而勝于藍(lán)。自1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后,1978年產(chǎn)量超越美國,產(chǎn)量、出口量不斷居世界首位。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng),先消費(fèi)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床,大量出口,占逝世界廣闊市場。在20世紀(jì)80年開端進(jìn)一步增強(qiáng)科研,向高性能數(shù)控機(jī)床開展。

中國開展

作為現(xiàn)代工業(yè)基石的機(jī)床產(chǎn)業(yè),是工業(yè)經(jīng)濟(jì)開展過程中無論如何都不能繞過一個關(guān)鍵性問題,中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)由于先天缺乏,不斷在中高端機(jī)床項(xiàng)目開展上落于國外主流水準(zhǔn),正處于一個追逐的過程當(dāng)中。

中國數(shù)控機(jī)床依然較為落后。中國數(shù)控機(jī)床市場宏大,與國外產(chǎn)品相比,中國的差距主要是機(jī)床的高速高效化和精細(xì)化上,中國正處于工業(yè)化中期,即從處理短缺為主的開流放步向建立經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變,從脫貧向致富轉(zhuǎn)變,煤炭、汽車、鋼鐵、房地產(chǎn)、建材、機(jī)械、電子、化工等一批以重工業(yè)為根底的高增長行業(yè)開展勢頭強(qiáng)勁,構(gòu)成了對機(jī)床市場特別是數(shù)控機(jī)床的宏大需求。

中國機(jī)床行業(yè)加速轉(zhuǎn)型面臨四大限制要素。中國的數(shù)控機(jī)床技術(shù)最多只能做到五軸聯(lián)動,并且據(jù)有關(guān)人士說這個五軸還是作秀成份居多,五軸以上簡直就是全部進(jìn)口,并且在多點(diǎn)聯(lián)動的技術(shù)上也和國外技術(shù)水準(zhǔn)存在十分大的差距。

國內(nèi)市場國際化競爭加?。河捎谥械蜋n數(shù)控機(jī)床市場萎縮和消費(fèi)才能過剩,加之國外產(chǎn)品低價涌入,市場競爭將進(jìn)一步加劇。而高檔產(chǎn)品由于長期以來不斷依賴進(jìn)口,國內(nèi)產(chǎn)品愈加面臨著國際化競爭的嚴(yán)峻應(yīng)戰(zhàn)。

以技術(shù)搶先的戰(zhàn)略正在向以客戶為中心的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變:經(jīng)濟(jì)危機(jī)常常會催生大范圍的產(chǎn)業(yè)晉級和企業(yè)轉(zhuǎn)型,機(jī)床工具行業(yè)完成制造業(yè)效勞化,中心在于要以客戶為中心,積極提供客戶需求的個性化效勞。因而,從簡單的賣產(chǎn)品轉(zhuǎn)向提供整體處理計劃、從以技術(shù)為中心向以客戶為中心轉(zhuǎn)變成為當(dāng)今的趨向。

中國的產(chǎn)品與中國市場需求反差較大,產(chǎn)品構(gòu)造亟待快速調(diào)整:中國機(jī)床行業(yè)固然堅持多年持續(xù)快速開展,但是產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品構(gòu)造不合理的現(xiàn)象仍然存在,整個行業(yè)大而不強(qiáng),高檔產(chǎn)品還大量依賴進(jìn)口。國產(chǎn)機(jī)床的國內(nèi)市場占有率固然曾經(jīng)有一定的進(jìn)步,但是高檔數(shù)控機(jī)床、中心功用部件在國內(nèi)市場占有率還很低,全行業(yè)替代進(jìn)口的潛力十分宏大。

企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新形式有待完善:由于中國機(jī)床企業(yè)的位置、工業(yè)化程度和品牌影響力在逐漸提升,要成為工業(yè)強(qiáng)國,其技術(shù)的取得再也不能依賴他人。過去,中國走了一條從模擬到引進(jìn)的道路,從如今開端必需走自主創(chuàng)新的道路。企業(yè)技術(shù)遇到新的封鎖,樹立自主、新型、戰(zhàn)略性的產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新形式是支撐產(chǎn)品構(gòu)造調(diào)整技術(shù)來源的唯一途徑。

中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)將持續(xù)構(gòu)造調(diào)整的勢頭,不時以新產(chǎn)品、新亮點(diǎn)占領(lǐng)更大市場。數(shù)控切割機(jī)床按切割方式可分為火焰切割和等離子切割兩大類。隨著下游行業(yè)需求的不時進(jìn)步,對數(shù)控機(jī)床配件提出了更大的需求和更高的請求。

東北地域開展不快,其他中央的開展也比擬遲緩。三是調(diào)構(gòu)造促轉(zhuǎn)型獲得效果。專家以為面對金融危機(jī),廣闊企業(yè)應(yīng)不時調(diào)整構(gòu)造、進(jìn)步質(zhì)量、增加種類及推進(jìn)產(chǎn)業(yè)晉級,再加上企業(yè)增強(qiáng)管理,降低費(fèi)用,所以企業(yè)效益明顯好轉(zhuǎn)。數(shù)控切割機(jī)床裝飾性開展趨向可見一斑,數(shù)控切割機(jī)床更多的是強(qiáng)調(diào)在機(jī)械性能、操作煩瑣、價錢經(jīng)濟(jì)、加工精度穩(wěn)定等方面。金屬資料加工日益請求提高和批量化,數(shù)控切割機(jī)床除了要滿足上述功用性外,還要具有多切割方式的適用性。

國內(nèi)數(shù)控機(jī)床企業(yè)為了進(jìn)步本身實(shí)力,更快地拓展國際市場,將采取多種手腕加快和國外企業(yè)的交融以進(jìn)步產(chǎn)質(zhì)量量、進(jìn)步競爭力。在繼續(xù)開辟美國、日本等國度市場的同時,在東南亞、中東、俄羅斯、歐洲、非洲等也全面開花。據(jù)理解,當(dāng)前金屬切割數(shù)控機(jī)床行業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)具有以下幾個特性:一是外銷企業(yè)艱難較大。從范圍以上企業(yè)來看,以內(nèi)銷為主的品牌企業(yè)開展勢頭較好。沒有品牌的中小企業(yè)開展比擬艱難。二是各地域開展不夠平衡,浙江、山東、河北、北京以及四川開展比擬快,廣東的民營企業(yè)開展也較快。

數(shù)控切割機(jī)床行業(yè)多數(shù)企業(yè)都是依托降低產(chǎn)品售價來取得市場,形成的結(jié)果是產(chǎn)品價錢低、附加值低、利潤低,企業(yè)沒有足夠的資金持續(xù)開展。隨著產(chǎn)業(yè)的開展和競爭的晉級,進(jìn)步產(chǎn)品技術(shù)含量,具有自主的專利、設(shè)計,注重品牌的打造和營銷才是企業(yè)長期開展的最佳選擇。

中國機(jī)床行業(yè)在過去幾年完成了持續(xù)超高速的開展,不斷到2011年上半年,需求仍很旺盛,但是從下半年開端,需求增勢明顯趨緩,新增訂單猛烈下滑,經(jīng)濟(jì)效益情況逐步趨于嚴(yán)峻,利潤率持續(xù)降落。

在“十二五”期間,國度施行積極的財政政策和穩(wěn)健的貨幣政策,隨著科技進(jìn)步、產(chǎn)品晉級以及國度重點(diǎn)工程、中央投資項(xiàng)目的不時推進(jìn),國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)對機(jī)床工具產(chǎn)品的需求程度將進(jìn)一步進(jìn)步,國防現(xiàn)代化對高程度機(jī)床的需求將更為迫切,市場需求將向更高層次開展,新一輪的市場競爭也將愈加劇烈。

由于行業(yè)景氣度低迷,下游制外型企業(yè)對機(jī)床需求降落,所以我國機(jī)床行業(yè)不斷處于低迷狀態(tài),晉級轉(zhuǎn)型成為行業(yè)的關(guān)鍵詞,經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床則成為復(fù)興配備制造業(yè)的重點(diǎn)之一。

我國的鑄造機(jī)床產(chǎn)業(yè)獲得了一定的成果,但是其開展依然面臨著許多限制性問題,技術(shù)創(chuàng)新不斷是國內(nèi)鑄造機(jī)床行業(yè)的硬傷。與國外的鑄造機(jī)床產(chǎn)業(yè)相比,我國的鑄造機(jī)床產(chǎn)業(yè)在制造工藝程度上明顯落后,這使得其在中心運(yùn)轉(zhuǎn)部件的技術(shù)程度和運(yùn)轉(zhuǎn)速度、產(chǎn)品精度堅持性以及機(jī)床的牢靠性上有著明顯的缺乏。

我國鑄造機(jī)床企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新和根底理論研討的認(rèn)識與才能,這就限制了我國鑄造機(jī)床技術(shù)的開展,要改動這種現(xiàn)狀,就要深化研討用戶行業(yè)產(chǎn)品工藝的特性和請求,分離工藝特性開發(fā)出高程度加工設(shè)備,同時,還要注重根底理論工作的研討,這樣才干讓我國鑄造機(jī)床產(chǎn)業(yè)在不久的未來有更好的開展。國度出臺的一系列政策,鼎力建立新興企業(yè),高新技術(shù)企業(yè),抓住了這一機(jī)遇,企業(yè)內(nèi)部出臺了“調(diào)整與復(fù)興”、“自主創(chuàng)新”等一系列政策,晉級企業(yè)機(jī)床技術(shù),嚴(yán)厲保證產(chǎn)質(zhì)量量,為加快鑄造機(jī)床行業(yè)的開展提供了良好的環(huán)境跟市場。

機(jī)床工具行業(yè)作為國度根底性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),在“十二五”規(guī)劃中,已明白將自主創(chuàng)新戰(zhàn)略作為最主要的一個組成局部,著重強(qiáng)調(diào)了要以技術(shù)創(chuàng)新工程來支撐和引領(lǐng)行業(yè)開展。我國機(jī)床工具行業(yè)的開展必需立足于自主創(chuàng)新,經(jīng)過自主研發(fā)原始創(chuàng)新、引進(jìn)技術(shù)消化吸收再創(chuàng)新、集成現(xiàn)有技術(shù)創(chuàng)新等方式,完成關(guān)鍵技術(shù)打破和產(chǎn)業(yè)晉級。構(gòu)建和完善以企業(yè)為主體、以市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用相分離的技術(shù)創(chuàng)新體系;堅持加大研發(fā)費(fèi)用投入;增強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)的研討,力爭在根底和共性技術(shù)攻打開有所打破,進(jìn)步產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)程度。

技術(shù)開展

高速、精細(xì)、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機(jī)床技術(shù)開展的總趨向,在適用化和產(chǎn)業(yè)化等方面獲得可喜成果。主要表如今:

1、機(jī)床復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步,復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟,包括銑-車復(fù)合、車銑復(fù)合、車-鏜-鉆-齒輪加工等復(fù)合,車磨復(fù)合,成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等,復(fù)合加工的精度和效率大大進(jìn)步。“一臺機(jī)床就是一個加工廠”、“一次裝卡,完整加工”等理念正在被更多人承受,復(fù)合加工機(jī)床開展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。

2、數(shù)控機(jī)床的智能化技術(shù)有新的打破,在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多表現(xiàn)。如:自動調(diào)整干預(yù)防碰撞功用、斷電后工件自動退出平安區(qū)斷電維護(hù)功用、加工零件檢測和自動補(bǔ)償學(xué)習(xí)功用、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功用、加工過程自動消弭機(jī)床震動等功用進(jìn)入了適用化階段,智能化提升了機(jī)床的功用和質(zhì)量。

3、機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到普遍應(yīng)用,使得柔性線愈加靈敏、功用進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。機(jī)器人與加工中心、車銑復(fù)合機(jī)床、磨床、齒輪加工機(jī)床、工具磨床、電加工機(jī)床、鋸床、沖壓機(jī)床、激光加工機(jī)床、水切割機(jī)床等組成多種方式的柔性單元和柔性消費(fèi)線曾經(jīng)開端應(yīng)用。

4、精細(xì)加工技術(shù)有了新停頓數(shù)控金切機(jī)床的加工精度已從原來的絲級(0.01mm)提升到微米級(0.001mm),有些種類已到達(dá)0.05μm左右。超精細(xì)數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工,精度可穩(wěn)定到達(dá)0.05μm左右,外形精度可達(dá)0.01μm左右。采用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可到達(dá)納米級(0.001μm)。經(jīng)過機(jī)床構(gòu)造設(shè)計優(yōu)化、機(jī)床零部件的超精加工和精細(xì)裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動等動態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù),進(jìn)步機(jī)床加工的幾何精度,降低形位誤差、外表粗糙度等,從而進(jìn)入亞微米、納米級超精加工時期。

5、功用部件性能不時進(jìn)步功用部件不時向高速度、高精度、大功率和智能化方向開展,并獲得成熟的應(yīng)用。全數(shù)字交流伺服電機(jī)和驅(qū)動安裝,高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī),高性能的直線滾動組件,高精度主軸單元等功用部件推行應(yīng)用,極大的進(jìn)步數(shù)控機(jī)床的技術(shù)程度。

開展問題

國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的需求日益增長,數(shù)控機(jī)床的開展推進(jìn)了數(shù)控機(jī)床功用部件的創(chuàng)新晉級。我國高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵功用部件工業(yè)還不能滿足國內(nèi)需求,國內(nèi)數(shù)控功用部件產(chǎn)業(yè)主要存在以下問題。

1、順應(yīng)性和滿足度遠(yuǎn)達(dá)不到市場需求

從當(dāng)前我國數(shù)控機(jī)床的開展趨向來看,國產(chǎn)功用部件的順應(yīng)性和滿足度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到市場的需求。主要表如今:

1)我國功用部件的產(chǎn)品程度和國外有一定差距。我國消費(fèi)的功用部件多數(shù)以勞動密集型為主,技術(shù)含量低,難以順應(yīng)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的開展速度和技術(shù)請求,特別是高檔數(shù)控機(jī)床。

2)我國功用部件開發(fā)才能較弱,新產(chǎn)品開發(fā)速度慢,多數(shù)功用部件需求與國外協(xié)作開發(fā)、協(xié)作消費(fèi)、合資運(yùn)營,以至只能組裝。固然這兩年形勢有顯著變化,但高技術(shù)、最新型的功用部件,我國尚在研制過程中,市場占有率前景仍然不容悲觀。

2、我國數(shù)控功用部件消費(fèi)企業(yè)的范圍小

據(jù)統(tǒng)計我國固定資產(chǎn)到達(dá)1000萬元以上的功用部件消費(fèi)企業(yè)有70多家,占全部消費(fèi)企業(yè)的10%以下。我國的功用部件消費(fèi)企業(yè)的“出身”有4種:一是從研討院所、大專院校以技術(shù)支撐開展而來的企業(yè),可稱為“院所型”。這些企業(yè)的特性是:有一定技術(shù)根底和人才根底,有多項(xiàng)技術(shù)的開展?jié)摿?,但消費(fèi)手腕較弱,難以在短時間內(nèi)構(gòu)成產(chǎn)業(yè)范圍,在本錢、營銷、效勞等方面也存在一些差距;二是從主機(jī)廠逐漸“獨(dú)立”、“別離”出來的以消費(fèi)某種功用部件為主開展起來的企業(yè),可稱之為“主廠型”。這些企業(yè)在消費(fèi)才能、工藝程度和運(yùn)用經(jīng)歷上都能夠順應(yīng)市場需求,在一定水平上能夠構(gòu)成范圍,但由于其與原主機(jī)廠有著千絲萬縷的聯(lián)絡(luò),在競爭中常常讓用戶產(chǎn)生疑慮,影響其市場開辟,同時,其開發(fā)才能也有一定的局限性,所以難以構(gòu)成著名品牌;三是在江浙一帶大量涌現(xiàn)出的民營企業(yè),可稱之為“民企型”。這些企業(yè)主要以勞動密集型、單一種類為主,如護(hù)鏈罩、拖板、噴油管、排屑器、照明設(shè)備等。由于競爭劇烈,其質(zhì)量和價錢都能滿足中低檔數(shù)控機(jī)床的市場需求。固然這些種類的高檔產(chǎn)品尚不能制造,還需依賴進(jìn)口,但在很大水平上,順應(yīng)了我國數(shù)控機(jī)床開展的總體需求;還有一局部外商合資企業(yè)或獨(dú)資企業(yè)消費(fèi)局部較高程度的功用部件,但批量較小,且沒有獨(dú)立的技術(shù)開發(fā)才能,難以成為功用部件的主體和主流。

3、中心零部件大量依托進(jìn)口

中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的開展令人注目,2008年中國數(shù)控機(jī)床工具工業(yè)完成工業(yè)總產(chǎn)值34723億元,產(chǎn)品銷售產(chǎn)值3348.3億元,同比分別增長27.5%和26.0%。2002~2008年中國是世界機(jī)床第一消費(fèi)國和第一進(jìn)口國。但行業(yè)疾速開展的背后,一個不能無視的事實(shí)是,我國關(guān)鍵零部件消費(fèi)仍然受制于人,呈現(xiàn)了利潤不高、產(chǎn)品缺乏中心競爭力的場面。

4、缺乏高技術(shù)含量要挾產(chǎn)業(yè)平安

我國機(jī)床出口連年堅持增長的喜人態(tài)勢,不過“量增價減”的為難直接反映出我們的技術(shù)程度。大量中心技術(shù)的缺乏和關(guān)鍵零部件的依賴直接影響到我國的機(jī)床產(chǎn)業(yè)平安。因而,我們需求強(qiáng)化預(yù)警工作認(rèn)識,凝聚行業(yè)聰慧和力氣,維護(hù)產(chǎn)業(yè)平安。
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