转我国机床工业已跨入世界第一方阵

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 21:31:17
我国机床工业已跨入世界第一方阵
机床工具工业协会名誉理事长 粱训瑄

  机床是装备工业的基本生产手段,机床工业是关系国计民生、国防尖端建设的基础工业和战略性产业,在世界范围内备受各方密切关注。我国机床工业在国家正确方针政策指引下,经历经济恢复时期及十个五年计划阶段,特别是改革开放20年来的艰苦努力,建立起较大的规模、较完整的体系,奠定了有利的技术基础,具备相当的竞争实力。整体上说,我国机床工业已跨入世界行列的第一方阵,现就总量供给能力、产品品种阵营及性能水平、研发实力及技术开拓、企业管理中信息技术应用状况等主要方面,试做某些分析:

  总量供给能力不凡

  近年来,随着我国国民经济迅速发展和国防建设的必要强化,国家装备制造业对机床这种基础性、战略性生产制造手段,提出了急迫的大量的需求。特别是2002年,我国机床市场消费额上升到59亿美元,跃居世界第一位。面对这一巨大需求,我国机床工业奋力迎战,2002年市场自我满足率达到48%(世界机床工业发达国家和地区同年相应的本国、本地区市场自我满足率分别是:日本86%、意大利67%、德国59%、中国48%、西班牙44%、瑞士42%、韩国35%、法国33%、中国台湾省32%、美国30%、加拿大19%、英国11%),一定程度体现出我国机床工业在总量供给方面的能力不凡。

  回顾我国机械制造业的基础装备供应的历史情况,根据全国工业普查资料,50年来经过更新后的机床拥有量约378万台,其中金切机床294万台,锻压机床84万台,拥有量中我国自供装备占绝大部分;包括重型超重型金属切削机床与锻压设备、高精度精密机床与数控机床、上千条自动半自动生产线。以装备重大工程项目为例,当年在遭受禁运与封锁的环境下,为了装备一个年产10万辆载重汽车(包括军用)的工程项目,机床工业全力以赴,提供了按台数计占96%(按投资金额计占80%)的各种装备包括专机及30条自动生产线共7664台(套、线),受到邓小平同志的赞许,称为“聚宝盆”。

  对于我国这样一个泱泱大国,必需从各个方面确保国家的独立自主地位,机床工业作为基础工业过去已为之努力,今后更应继续作出贡献。

  产品品种达3500种无重要缺门空白

  随着科学技术发展及人民生活水平提高,制造业面对的是制造对象更新频率加快,加工对象个性化突出,因而对提供加工制造装备的机床工业,同样是要求产品品种多样化,这也成为衡量一个国家(地区)机床工业综合实力的重要标志。近年来,我国机床工业受市场需求的驱动,全行业千方百计研究开发新产品。年开发自主版权新品达400种左右,截至2002年底,全国更新后的机床品种,累计可供近3500种(特别是数控及其他高新技术产品达1500种),就我国产品品种而言,基本上已无重要缺门空白,这在世界范围也是位居前列的;我国的锻压机床、重型与超重型机床、高精度精密机床、电加工与特种加工机床、直齿与弧齿齿轮加工机床(滚、铣、插、剃、珩、拉,特别是磨齿),品种门类齐全,最为突出。

  数控机床进入成熟期

  数控机床是当代机械制造业的主流装备,是市场热门商品,部分高档数控机床仍然被当成战略物资在国际市场上受到禁运限制。我国数控机床的发展经历了30年的跌宕起伏,已经由成长期进入成熟期。

  我国可供市场的1500种数控机床,覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域,领域之广,可与美、日、德、意并驾齐驱。

  五轴联动数控机床是数控机床技术制高点的重要标志。用于大型螺旋浆空间曲面加工的五轴联动铣床,曾引发轰动一时的美日制裁原苏联的“东芝事件”;8年前美国国会因当时我国进口16台用于飞机制造的此类旧机床而泡制所谓要求制裁的考克斯报告。

  这些至今仍受到禁运的数控五轴联动产品的开发技术,我国都已陆续掌握。如属于数控五轴联动的重型落地镗铣床、重型复合车铣床、龙门式铣镗床、加工中心等。10年来已一一推向市场,2001年的第七届国际机床展览会(CIMT)上展出我国五种此类商品陆续供应市场投入生产使用,当时德国某企业因此类商品进入中国市场需经其政府审查,未能如愿展出,坐失商机,事后十分抱怨。而今年4月的第八届CIMT展会上,我国则更进一步展出了18台数控五轴联动机床,包括三种重型龙门移动式五轴联动镗铣床,适合航天航空、造船、冶矿用户使用。

  数控超重型机床是水、火、核电电站设备制造,造船、冶金矿山等重大装备制造业,及重兵器制造的关键设备。武汉重型机床集团开发出的加工件直径可达16米的数控立式车床已生产5台,可以代表我国超重型机床生产能力和水平。第一台曾在岩滩水电站水轮发电设备制造中满足了用户急迫需要,此后8年来,在生产使用中屡创佳绩,被用户称之为“功勋设备”,其后几台为电站设备国家关键工程继续发挥重要作用,其中因保证了号称世界最大的三峡电站550吨重巨型水轮机转轮的加工完成,得到用户表扬。已开发成功投入使用的超重型机床还有数控落地镗铣加工中心,数控龙门式、桥式、固定横梁式、复合功能镗铣床,加工工件重300吨、直径4.5米的卧式车床,工件重200吨、直径2200毫米的数控轧辊磨床,国际间只二三家生产,我国自主版权达到世界先进水平,我国成为少数几个超重型机床供应国之一。

  立式卧式加工中心,由于汇集了落地镗床、床身式铣床、坐标钻镗床的基本功能,且具备按数控程序自动换刀或自动更换工件托盘的特性,也是组成柔性生产线的基本设备,成为机械制造业中需要量比重最大的一类加工装备(约占数控金切机床需求总量30%左右),是世界机床市场热门商品,我国近年发展较快,约有40家进行生产,几百个通用品种批量生产,少数厂家已有高精度型、大规格型进入市场。

  数控车床同样是数控机床中占比重最大者之一,我国约有近50家生产,品种齐全,质量稳定可靠,沈阳机床集团、大连机床集团、济南第一机床厂、宝鸡机床厂、云机、长城、通力等等企业都已批量生产,有的已跨过月产百台的门槛。

  数控齿轮加工机床是我国机床产品强项之一,成系列六轴五联动数控滚齿机、七轴五联动蜗杆型砂轮磨齿机、七轴六联动弧齿锥齿轮磨齿机,都是最近3年来进入批量生产的世界先进水平的机床新品。

  我国数控机床产品已延伸到成套、复合领域:中捷机床厂按7个月交货期为上海磁悬浮列车工程项目,交出四条以数控镗铣床为主体的生产线是体现我国机床工业提供成套设备能力的杰出代表。

  数控系统装置是数控机床的神经中枢,是曾长期阻碍我国数控领域发展的关键环节,就世界范围来说,经过多年市场激烈竞争的优胜劣汰,已形成由日本发那科公司独占世界市场50%;德国西门子占据25%的垄断局面。我国从上世纪90年代末开始,掌握基于通用32位工业控制机开放式体系结构,一举登上当代同一起跑线,开发出能与加工中心复合车削机床及齿轮机床配套的数控系统,特别是能控制五轴联动(如用于桂林机床公司龙门式镗铣床、齐一车铣复合加工中心)和具备网络化远程监测、诊断、操作功能的数控系统,并开发出弧齿锥齿轮数控加工、三维激光视觉检测、螺旋浆七轴五联动和世界独创的空间曲面插补软件。目前,批量投入市场的国产数控系统,具有性能价格比优势,正在改变国际强手在中国市场上奇货可居的垄断局面。与之匹配的数字交流伺服调速电机及主轴电机已有自主版权的商品问世。量大面广的经济型数控系统先于外商投入市场,并已形成主导产品。

  数控机床的主要配套机械部件滚珠丝杠自成系列、电主轴及实现两个旋转坐标的主轴部件都有商品登场。

  锻压机械方面的代表性产品有:济南第二机床厂的成系列机械压力机一直处于国际先进行列,压力吨位由20000kN已经扩展到63000kN,属于国际前沿,先后为美国通用汽车公司所提供的7条冲压自动线在美国市场上引起强烈反响;上海锻压机床厂为一汽研制的自重860吨、压制12米汽车大梁、压力吨位达50000kN的液压机,国外企业具有同一水平者只有三家;天水锻压机床厂为西气东送开发的大口径钢管大型成套生产线和电力西电东输提供的30000kN 14米数控液压折弯机和20000kN液压制管机,在国际上也是屈指可数的。我国机床工业已跨入世界第一方阵
机床工具工业协会名誉理事长 粱训瑄

  机床是装备工业的基本生产手段,机床工业是关系国计民生、国防尖端建设的基础工业和战略性产业,在世界范围内备受各方密切关注。我国机床工业在国家正确方针政策指引下,经历经济恢复时期及十个五年计划阶段,特别是改革开放20年来的艰苦努力,建立起较大的规模、较完整的体系,奠定了有利的技术基础,具备相当的竞争实力。整体上说,我国机床工业已跨入世界行列的第一方阵,现就总量供给能力、产品品种阵营及性能水平、研发实力及技术开拓、企业管理中信息技术应用状况等主要方面,试做某些分析:

  总量供给能力不凡

  近年来,随着我国国民经济迅速发展和国防建设的必要强化,国家装备制造业对机床这种基础性、战略性生产制造手段,提出了急迫的大量的需求。特别是2002年,我国机床市场消费额上升到59亿美元,跃居世界第一位。面对这一巨大需求,我国机床工业奋力迎战,2002年市场自我满足率达到48%(世界机床工业发达国家和地区同年相应的本国、本地区市场自我满足率分别是:日本86%、意大利67%、德国59%、中国48%、西班牙44%、瑞士42%、韩国35%、法国33%、中国台湾省32%、美国30%、加拿大19%、英国11%),一定程度体现出我国机床工业在总量供给方面的能力不凡。

  回顾我国机械制造业的基础装备供应的历史情况,根据全国工业普查资料,50年来经过更新后的机床拥有量约378万台,其中金切机床294万台,锻压机床84万台,拥有量中我国自供装备占绝大部分;包括重型超重型金属切削机床与锻压设备、高精度精密机床与数控机床、上千条自动半自动生产线。以装备重大工程项目为例,当年在遭受禁运与封锁的环境下,为了装备一个年产10万辆载重汽车(包括军用)的工程项目,机床工业全力以赴,提供了按台数计占96%(按投资金额计占80%)的各种装备包括专机及30条自动生产线共7664台(套、线),受到邓小平同志的赞许,称为“聚宝盆”。

  对于我国这样一个泱泱大国,必需从各个方面确保国家的独立自主地位,机床工业作为基础工业过去已为之努力,今后更应继续作出贡献。

  产品品种达3500种无重要缺门空白

  随着科学技术发展及人民生活水平提高,制造业面对的是制造对象更新频率加快,加工对象个性化突出,因而对提供加工制造装备的机床工业,同样是要求产品品种多样化,这也成为衡量一个国家(地区)机床工业综合实力的重要标志。近年来,我国机床工业受市场需求的驱动,全行业千方百计研究开发新产品。年开发自主版权新品达400种左右,截至2002年底,全国更新后的机床品种,累计可供近3500种(特别是数控及其他高新技术产品达1500种),就我国产品品种而言,基本上已无重要缺门空白,这在世界范围也是位居前列的;我国的锻压机床、重型与超重型机床、高精度精密机床、电加工与特种加工机床、直齿与弧齿齿轮加工机床(滚、铣、插、剃、珩、拉,特别是磨齿),品种门类齐全,最为突出。

  数控机床进入成熟期

  数控机床是当代机械制造业的主流装备,是市场热门商品,部分高档数控机床仍然被当成战略物资在国际市场上受到禁运限制。我国数控机床的发展经历了30年的跌宕起伏,已经由成长期进入成熟期。

  我国可供市场的1500种数控机床,覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域,领域之广,可与美、日、德、意并驾齐驱。

  五轴联动数控机床是数控机床技术制高点的重要标志。用于大型螺旋浆空间曲面加工的五轴联动铣床,曾引发轰动一时的美日制裁原苏联的“东芝事件”;8年前美国国会因当时我国进口16台用于飞机制造的此类旧机床而泡制所谓要求制裁的考克斯报告。

  这些至今仍受到禁运的数控五轴联动产品的开发技术,我国都已陆续掌握。如属于数控五轴联动的重型落地镗铣床、重型复合车铣床、龙门式铣镗床、加工中心等。10年来已一一推向市场,2001年的第七届国际机床展览会(CIMT)上展出我国五种此类商品陆续供应市场投入生产使用,当时德国某企业因此类商品进入中国市场需经其政府审查,未能如愿展出,坐失商机,事后十分抱怨。而今年4月的第八届CIMT展会上,我国则更进一步展出了18台数控五轴联动机床,包括三种重型龙门移动式五轴联动镗铣床,适合航天航空、造船、冶矿用户使用。

  数控超重型机床是水、火、核电电站设备制造,造船、冶金矿山等重大装备制造业,及重兵器制造的关键设备。武汉重型机床集团开发出的加工件直径可达16米的数控立式车床已生产5台,可以代表我国超重型机床生产能力和水平。第一台曾在岩滩水电站水轮发电设备制造中满足了用户急迫需要,此后8年来,在生产使用中屡创佳绩,被用户称之为“功勋设备”,其后几台为电站设备国家关键工程继续发挥重要作用,其中因保证了号称世界最大的三峡电站550吨重巨型水轮机转轮的加工完成,得到用户表扬。已开发成功投入使用的超重型机床还有数控落地镗铣加工中心,数控龙门式、桥式、固定横梁式、复合功能镗铣床,加工工件重300吨、直径4.5米的卧式车床,工件重200吨、直径2200毫米的数控轧辊磨床,国际间只二三家生产,我国自主版权达到世界先进水平,我国成为少数几个超重型机床供应国之一。

  立式卧式加工中心,由于汇集了落地镗床、床身式铣床、坐标钻镗床的基本功能,且具备按数控程序自动换刀或自动更换工件托盘的特性,也是组成柔性生产线的基本设备,成为机械制造业中需要量比重最大的一类加工装备(约占数控金切机床需求总量30%左右),是世界机床市场热门商品,我国近年发展较快,约有40家进行生产,几百个通用品种批量生产,少数厂家已有高精度型、大规格型进入市场。

  数控车床同样是数控机床中占比重最大者之一,我国约有近50家生产,品种齐全,质量稳定可靠,沈阳机床集团、大连机床集团、济南第一机床厂、宝鸡机床厂、云机、长城、通力等等企业都已批量生产,有的已跨过月产百台的门槛。

  数控齿轮加工机床是我国机床产品强项之一,成系列六轴五联动数控滚齿机、七轴五联动蜗杆型砂轮磨齿机、七轴六联动弧齿锥齿轮磨齿机,都是最近3年来进入批量生产的世界先进水平的机床新品。

  我国数控机床产品已延伸到成套、复合领域:中捷机床厂按7个月交货期为上海磁悬浮列车工程项目,交出四条以数控镗铣床为主体的生产线是体现我国机床工业提供成套设备能力的杰出代表。

  数控系统装置是数控机床的神经中枢,是曾长期阻碍我国数控领域发展的关键环节,就世界范围来说,经过多年市场激烈竞争的优胜劣汰,已形成由日本发那科公司独占世界市场50%;德国西门子占据25%的垄断局面。我国从上世纪90年代末开始,掌握基于通用32位工业控制机开放式体系结构,一举登上当代同一起跑线,开发出能与加工中心复合车削机床及齿轮机床配套的数控系统,特别是能控制五轴联动(如用于桂林机床公司龙门式镗铣床、齐一车铣复合加工中心)和具备网络化远程监测、诊断、操作功能的数控系统,并开发出弧齿锥齿轮数控加工、三维激光视觉检测、螺旋浆七轴五联动和世界独创的空间曲面插补软件。目前,批量投入市场的国产数控系统,具有性能价格比优势,正在改变国际强手在中国市场上奇货可居的垄断局面。与之匹配的数字交流伺服调速电机及主轴电机已有自主版权的商品问世。量大面广的经济型数控系统先于外商投入市场,并已形成主导产品。

  数控机床的主要配套机械部件滚珠丝杠自成系列、电主轴及实现两个旋转坐标的主轴部件都有商品登场。

  锻压机械方面的代表性产品有:济南第二机床厂的成系列机械压力机一直处于国际先进行列,压力吨位由20000kN已经扩展到63000kN,属于国际前沿,先后为美国通用汽车公司所提供的7条冲压自动线在美国市场上引起强烈反响;上海锻压机床厂为一汽研制的自重860吨、压制12米汽车大梁、压力吨位达50000kN的液压机,国外企业具有同一水平者只有三家;天水锻压机床厂为西气东送开发的大口径钢管大型成套生产线和电力西电东输提供的30000kN 14米数控液压折弯机和20000kN液压制管机,在国际上也是屈指可数的。
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数控技术和装备发展趋势及对策


http://www.wtolaw.gov.cn 2004-04-09 15:56:58 无忧论文网

 摘要:简要介绍了当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状,在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。

    装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
    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代发展的大趋势。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60 000r/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6 000h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。

    1.2 5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(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller),中国的ONC(Open Numerical Control System)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“CyberProduction Center”(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出“IT plaza”(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(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STEP Tools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(Super Model),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.
[4] 杨学桐,李冬茹,何文立,等距世纪数控机床技术发展战略研究[M].北京:国家机械工业局,2000.

五轴联动数控龙门铣床
与传统的三轴联动数控龙门铣床最大的区别是在铣头上增加了A、C轴的联动,由于A、C轴联动的参入,实现了五轴联动加工,该机床具有很强的数控功能,可一次装夹工件在多种空间角度进行铣、镗、钻等工序加工,加工各种具有复杂轮廓表面、型腔的工件,广泛适用于各种机械加工领域,特别适用于模具和凸轮及航天航空等超复杂零件的机械加工
国产滑枕床身式加工中心
太好了,我的研究方向很可能也是数控机床。
ding
当然跟德,日,美等国相比在高端产品上还是有明显差距的,盼着振兴东北早出成效。
这是一定要顶的!
第一次发言,试着顶一下!
good
不过,中国的数量到是不错。。。。。。。。质量还欠缺得很多呀
盼望着中国的技术早日形成竞争力,与欧美及那头猪争夺更多的国际市场份额,那时候我们就真的牛了
既报喜,又报忧.好贴子.
机床技术第一,基本等于科技、工业力量第一,机床就是一个国家的战略力量。不信大伙看看世界,德国的工业实力为什么那么雄厚,因为德国是老牌机床强国。小日本基本模仿德国的工业成长道路,无处不模仿,从德国的机械工业到光学工业,全部是拜德国为师,才得以建立强大的生产力,随便举个例子----------德国的汽车发动机优异,都可以折射德国强大的机械加工机床技术。
请问加工中心定义是什麽?加工中心与数控铣床具体的区别是什么?
制造业是民族工业的脊梁,机床工业又是制造业的根本。

靠种大米是种不出未来的
中国电子工业的进步
已经让我们有了嘲笑俄罗斯的资本
熟练的产业技术工人
是社会进步的标志
盼望着中国的技术早日形成竞争力!
以下是引用extremme在2004-4-18 3:52:00的发言:

靠种大米是种不出未来的
中国电子工业的进步
已经让我们有了嘲笑俄罗斯的资本
熟练的产业技术工人
是社会进步的标志


期盼着什么时候也能嘲笑一下小日本的电子和加工技术
很不错
一定要顶
“洋机床”装备不了“中国制造”
国产机床份额连年下跌 产业安全问题苗头初显

一种普通人并不了解的东西——高速电主轴,很可能使“中国制造”这部轰鸣的马达骤然减速:这种能极大地提高机床生产效率的关键部件,我国主要依靠国外进口。
其实,这只是我国机床业严重依赖进口的一个具体表现。与此对应的另一个尴尬事实是:中国已连续两年成为世界最大机床市场,但国产机床的市场份额却在连年下跌。
对此,权威人士忧心忡忡:在我国尚属幼稚产业的机床业若长此发展下去,将威胁到我国制造业产业安全,不利于我国向制造业强国转变。
中国机床工具工业协会日前发布数据称,2003年,我国连续第二年成为世界机床消费第一大国和进口第一大国,全年机床消费总额达67.3亿美元,进口额高达41.3亿美元。在2002年,我国全年机床消费总额达51.9亿美元,进口额达31.5亿美元。
与此形成鲜明对比的是,上世纪90年代,国产机床一度占据国内主要市场份额,但近些年来国产机床市场份额却连年下跌。2002年跌至39.3%,2003年跌至38.6%。而在代表机床发展方向的数控机床方面,国产产品份额更不足三成。
中国机床工具工业协会总干事长于成廷说:“机床业是‘装备工业中的装备工业’,其发展程度如何,直接制约了一国制造业水平的高低。大到飞机、汽车、潜艇,小到螺丝、螺母的生产,没一个能离开机床;生产工业产品的机器设备,也是由机床生产出来的。因此,尽管机床业在国民经济中的比重并不高,但美国、日本这样的发达国家,都纷纷将其列为本国的战略产业,通过各种法律法规和政策予以保护、扶持。”
“和发达国家相比,我国的机床业仍属幼稚产业。无论是在企业规模、研发能力,还是在产品质量、服务等方面,国内机床业目前尚难与发达国家抗衡。目前,我国机床业无论在质量还是数量方面,都依赖国外进口,就证明了这一点。”
“特别是数控机床,国产产品的国内市场占有率仅为28%,且产品以中低档为主。数控机床中的尖端产品,如5轴联动数控机床等,我国虽也有生产,但产量远低于德国、日本等机床制造业发达的国家。”统计数据表明,数控机床的核心技术——数控系统,我国90%要从国外进口。
其实,近几年来,我国机床业一举摆脱上世纪90年代中后期连续数年市场萎缩、全行业亏损的窘境,连年高速增长。特别是去年,全行业增长速度创下了30%的纪录。
“但应看到,在国内机床业高速增长的同时,进口产品以更快的速度增长,使国产机床市场份额连年下降。我国机床业的发展离不开国外的先进技术等各种资源,但更应在对外开放与产业安全中寻求平衡。否则,将不利于我国机床业的成长,不利于我国制造业产业安全。”
于成廷表示,一方面,本土企业尤其是国有企业,要加快改制与技术改造,加快行业内资源整合,通过并购逐步壮大自己的规模与实力。只有这样,本土企业才有与外国企业抗衡的基础。
另一方面,政府应加紧研究,如何在遵守WTO有关协议的前提下,尽快完善支持我国机床业发展的政策。“我国也出台了一些对机床业的扶持政策,起到了一定作用,但这些政策的系统性及其有效性有待进一步提高。”
据了解,“二战”后日本为加速经济复苏与起飞,制定了《机械工业振兴法》并坚持实行多年。该法对机床业的发展作出了详细、全面的规划,在日本机床业的振兴过程中发挥了关键作用。上世纪80年代,美国政府为保护当时在世界上并不先进的本国数控机床业,迫使日、德、西班牙等国就数控机床对美出口签订“自动限制协议”。此后,美国又全面实施NGC计划(制定新一代数控技术发展的计划)。这些措施成功支持了美国机床业的发展,并使之跃入世界先进行列。
数控机床领域的新技术——电主轴所融合的技术
电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术,它与直线电机技术、高速刀具技术一起,将会把高速加工推向一个新时代。电主轴是一套组件,它包括电主轴本身及其附件:电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置。  
  电主轴所融合的技术:  
  高速轴承技术:电主轴通常采用复合陶瓷轴承,耐磨耐热,寿命是传统轴承的几倍;有时也采用电磁悬浮轴承或静压轴承,内外圈不接触,理论上寿命无限;  
  高速电机技术:电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物,电动机的转子即为主轴的旋转部分,理论上可以把电主轴看作一台高速电动机。关键技术是高速度下的动平衡;  
  润滑:电主轴的润滑一般采用定时定量油气润滑;也可以采用脂润滑,但相应的速度要打折扣。所谓定时,就是每隔一定的时间间隔注一次油。所谓定量,就是通过一个叫定量阀的器件,精确地控制每次润滑油的油量。而油气润滑,指的是润滑油在压缩空气的携带下,被吹入陶瓷轴承。油量控制很重要,太少,起不到润滑作用;太多,在轴承高速旋转时会因油的阻力而发热。  
  冷却装置:为了尽快给高速运行的电主轴散热,通常对电主轴的外壁通以循环冷却剂,冷却装置的作用是保持冷却剂的温度。  
  内置脉冲编码器:为了实现自动换刀以及刚性攻螺纹,电主轴内置一脉冲编码器,以实现准确的相角控制以及与进给的配合。  
  自动换刀装置:为了应用于加工中心,电主轴配备了自动换刀装置,包括碟形簧、拉刀油缸等;  
  高速刀具的装卡方式:广为熟悉的BT、ISO刀具,已被实践证明不适合于高速加工。这种情况下出现了HSK、SKI等高速刀具。  
  高频变频装置: 要实现电主轴每分钟几万甚至十几万转的转速,必须用一高频变频装置来驱动电主轴的内置高速电动机,变频器的输出频率必须达到上千或几千赫兹。
洛阳轴研科技股份有限公司(洛阳轴承研究所)
    曾是中国最早从事电主轴研究、开发、生产的厂商,积多年开发、生产电主轴之经验,吸收国外先进设计、制造技术,形成了一套比较完整的电主轴设计、制造科学体系,并开发了“高速轴系结构分析计算CAD”软件,大大提高了高速、精密、高刚度以及数控电主轴的设计效率和效果。
  广泛应用与轴承内圆磨削的高速内装式电主轴,已经由最初的DZ系列发展到今天的GDZ、2GDZ等多个系列,转速、功率、刚度、精度等主要技术指标不断提高,大大提高了轴承加工的效率以及轴承零件的表面质量和几何精度。
  加工中心用电主轴系“九五”国家重点科技攻关计划专题项目,现已开发出XD、XDS、XDJ、XPS等多个系列。该电主轴制造精密、平衡准确,适用于加工中心、并联机床、数控铣等。其中XDS系列带有自动松拉刀机构;XDJ系列装有数码盘,能对转速进行精确控制,实现准停,并具有自动更换刀具功能。
  同时还开发出用于铣削、钻削、镗、旋辗、拉伸、木工雕刻以及高速卡盘试验机、高速离心机等专用主轴。
  迄今为止,已经开发生产了8大类、13个系列160多种电主轴
请问加工中心定义是什麽?加工中心与数控铣床具体的区别是什么?
〉〉加工中心带刀库自动换刀
〉〉数控铣可带自动对刀仪,主轴、空压机都有差别。
请问加工中心定义是什麽?加工中心与数控铣床具体的区别是什么?
〉〉
数控加工中心是一种带有刀库并能自动更换刀具,对工件能够在一定的范围内进行多种加工操作的数控机床。在加工中心上加工零件的特点是:被加工零件经过一次装夹后,数控系统能控制机床按不同的工序自动选择和更换刀具;自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能,连续地对工件各加工面自动地进行钻孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自动地完成多种工序,避免了人为的操作误差、减少了工件装夹、测量和机床的调整时间及工件周转、搬运和存放时间,大大提高了加工效率和加工精度,所以具有良好的经济效益。加工中心按主轴在空间的位置可分为立式加工中心与卧式加工中心。
数控机床制造关键技术取得重大突破


  我国在高端数控机床关键技术研究方面取得了重大突破,这些研究成果迫使FANUC公司、西门子公司在高档数控系统上对我国全面开放。目前,我国已基本掌握了多(五)坐标联动的关键技术,不仅打破了国外对我国的技术封锁,而且使该技术的应用进入实用化阶段。同时复合加工技术的研究也取得一定进展,已研制完成的五轴联动车铣复合中心、五轴五面加工中心、双主轴车削中心等关键设备均已实现商品化。仅在2003年4月北京国际机床展上共展出国产各类五轴联动加工机床18台。

  高速加工技术(HSM)的研究与应用取得重要进展。其中在直线电机应用技术的研究方面,基本掌握了负载变化扰动、热变形补偿、隔磁和防护等部分关键技术,填补了我国在直线电机应用技术领域的空白,使我国在这一领域与国外差距由15年缩短为10年。
完成了8000~10000转/分的机械式主轴单元和
*****10000~18000转/分的电主轴单元的开发和加工制造工艺,
实现了在国产加工中心和数控机床上应用。研制成功适合高速机床加工的HSK工具系统,并已将其转化成国家标准。

  超精密加工(亚微米)技术和装备满足了军事装备制造中的迫切需求。北京机床研究所研制的超精密加工和纳米加工技术与装备已达到世界领先水平,打破了国外对我国的封锁,满足了军工生产的急需,取得了跨越式发展。 ( 科技部网 )
呵呵,低端有些成果了,不过我想问一下,元件国产化多少?
顶!!!一个字
百尺竿头,更进一步!