中国数控机床的发展趋势 2页

中国数控机床的发展趋势2010年3月25日彭正飞论文摘要：数控机床是现代工业必不可少的，虽然现在数控机床已经得到很大的发展，但同时也很难满足日益发展的工业要求，而且数控机床在发展中国家的普及率也不是很大，本文主要讨论数控技术在技术改进和提高普及率等方面的问题。关键词：数控技术工业发展智能化人才培养随着中国加入世贸组织以来，中国与世界各国经济贸易、文化、生产技术等方面的交流越来越密切。数控技术的发展也越来越突出，数控技术的作用已充分体现在现代制造业中。面对社会对工业产品的需求越来越大，数控机床的普及和技术发展也是相当必要的事情。数控机床产值的比重迅速超过传统机床，成为主导产品。1989年，日、德、美、意、法、英六国机床产值占世界的61%，这六国也都是数控机床大国。其中日、德是世界数控机床的主要生产国，近年来机床工业的产值数控化率已超过70%。西方国家的机械制造业中数控机床拥有量迅速上升。机械制造业中的技术密集行业，如航空、航天、汽车、机床工业等数控化率高达60%～90%，而且大量使用由数控机床组成的各种生产单元、柔性线、生产线。如FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）、FTL（柔性传送生产线），可实行二、三班无人看管生产。相比之下，我国工业装备水平和西方的差距，在这20年中明显拉大。我国工业普查表明，我国机床拥有总量383.5万台，其中有7.28万台数控机床（包括以单板机和步进电机为特征的经济型数控机床），机床拥有量数控化率仅1.9%，和先进国家90年代水平相比，差了一个数量级。以上量的比较，所反映的实质内容是：80年代以来，由于数控机床的推广，西方工业在装备水平、加工范围、加工质量和生产效率方面获得革命性的进展，对加工业水平的提高，起到了关键性的作用，从而空前拉大了发达国家与发展中国家的差距。我国机械工业因多年来总体效益水平不断下降，这一差距尤其明显。例如，日本Mazak公司2000年与我合资建立的银川“小巨人机床公司”，全部用数控机床装备，含有三条FMS，实现二、三班无人看管生产，有九台数控车铣复合机床、数控龙门五面铣床和超精密卧式加工中心、四台精密数控折弯机和五台精密数控磨床，实现了智能网络制造。全公司只有135人，年产420台加工中心和数控车床，人均年产值160万元，是我机床工业人均年产值的40倍。在中国形成这种数控机床普及不高的现状的主要原因一方面是数控机床的售价太贵，一台机床至少也要几十万，这对于以小成本经营为主的私有企业来说是很难承担这笔开支的。所以我们要从改进数控机床的生产技术、提高数控机床的生产效率、节约生产成本等方面降低数控机床的价格，还有随着世界各国企业纷纷来到中国来投资，中国已经成为世界工厂。中国是一个人口众多的国家，这对于劳动力密集型企业来说，雇佣廉价劳动力实现生产的成本要比购置数控机床所花的成本要低很多。还有是中国对数控型的人才培养力度需要加大，由于技术型人才的教育成本太高，尤其是数控技术的培养，导致许多企业招聘不到数控技术型人才。这些都是在中国数控技术没有得到普及的原因。其实我们要改变这一现状必须要从几个方面去发展，第一是政府要提高最低工资水平，让有能力的企业不得不加大使用数控机床。还有就是我们不仅要加大对数控技术人才的培养，更重要的是要简化数控机床的使用，降低对使用者得技术要求。另外我们要有能和世界发达国家相抗衡的数控机床和数控技术。这样才能让中国的数控机床的应用得到普及。另外就是数控机床还要和工业生产要求与时俱进，数控系统技术的突飞猛进为数控机床的技术进步提供了条件。为了满足市场的需要，达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，当前，中国数控技术及其装备的发展要主要着手与以下几个方面：1、高速、高效 机床向高速化方向发展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产。2、高精度从精密加工发展到超精密加工，是我国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级(<10nm)。3、高可靠性随着数控机床网络化应用的发展，数控机床的高可靠性已经成为数控系统制造商和数控机床制造商追求的目标。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16小时内连续正常工作，无故障率在P(t)＝99%以上，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。我们只对一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为10:1(数控的可靠比主机高一个数量级)。此时数控系统的MTBF就要大于33333.3小时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于10万小时。当前国外数控装置的MTBF值已达6000小时以上，驱动装置达30000小时以上，但是，可以看到距理想的目标还有差距。4、复合化在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此，复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。5、多轴化随着5轴联动数控系统和编程软件的普及，5轴联动控制的加工中心和数控铣床已经成为当前的一个开发热点，由于在加工自由曲面时，5轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削3维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在3轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削，因此，5轴联动机床以其无可替代的性能优势已经成为各大机床厂家积极开发和竞争的焦点。6、智能化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。我国要积极鼓励数控机床的普及和研发，使中国的数控技术不仅能跟上世界水平，更要赶超。相信数控机床是未来制造业的主角，中国是世界的主角。参考资料：中国经贸导刊数控技术论坛数控机床的编程与操作