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数控技术发展现状
2025-10-04 04:06:10 责编:小OO
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数控技术发展现状

一、我国现在数控加工技术的现状

数控机床的水平、品种和生产能力反映了一个国家的装备制造技术实力和综合国力,发展高档(高速、高精度)加工中心是先进制造技术的核心,是实现自主创新的关键。以主要的代表行业来说吧:目前在轿车领域中,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,但是国内数控机床应用的很少,尤其是高速精密的后道工序加工机床几乎都被国外占领,仅是在一些产品试制、配件制造过程中应用国产机床,近来由于汽车行业竞争的加剧,国产汽车为了降低成本,用了一些国产加工中心,主要问题在于在这个行业中一是要求生产效率,二是要求高可靠性,需要组成自动线加工,不能在自动线上出现过多的停机维修,这些都是国产机床的软肋;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。近年来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件以替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其它联结方式拼装,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。而我国这种切削速度高(是常规切削速度的5~10倍),进给/快移速度快(达40~180m/min),加减速度大(多为1~2g),材料去除率是常规切削加工的3~6倍,而且还包含有刀具和或工件交换的时间短(在数秒至1秒以内),并具有多轴联动功能等特点的高速加工机床在整个机床行业中未实现有效的供给。主要原因是热变形控制与补偿技术、直线电机驱动技术、多轴多通道及多轴联动控制技术、前瞻控制及轨迹平滑处理技术、速度前馈位置与速度的精准控制技术、自动平衡与自动校正技术、在线测量技术、智能控制技术、柔性制造技术等等视乎国产机床已经具备,但本人认为还是处于摸索阶段,没有形成真正的工程化,大部分属于试验室技术,而有些虽然引进了国外的一些先进技术,基本上处于按图制造过程,没有进行吸收、消化、再创新,有些企业对新技术、新工艺研究连基本的试验条件都不具备,仅忙于生存,普遍缺乏深入、系统的科研工作,更没有做到数控机床生产一代、研制一代、预研一代。另外正是这个原因很多企业对产品的设计还是处于三维画图阶段(基本不具备数字化设计、分析手段),远远落后于汽车行业,工艺方法落后,没有形成一种规范的工艺方法,在精度方面还有一些检测手段,在有些物理量的检测方面基本是凭感觉、定性而不定量测量,所生产的设备的性能取决于员工的技术水平,关键的工序因此在这些行业中几乎没有国产设备,高端机床市场被国外垄断。

二、数控技术的发展对机床工业的发展有那些推动作用

直驱技术的发展推动了机床实现高速化,主要表现在直驱主轴技术、直线电机技术、力矩电机技术,使机床的运动取消了机械传动原件,实现了零传动,提供了传动的精度和降低了噪音。

目前随着数控技术的进步,采用双驱技术实现重心驱动已经成为国际上高速、精密数控机床上的典型方案。

在精密加工中由于机床热变形所引起的制造误差占总制造误差的40-70%,数控系统提供的热变形补偿功能可以很好的解决此类问题引起的加工误差。

信息处理、加工、传输技术及传感器技术、软件技术的快速发展,软件运算及处理能力的提高,使系统的计算速度大大提高,采样时间缩短,对高精、高速、五轴联动高性能加工中心性能和可靠性提高具有积极的推动作用。

三、我国现在数控加工技术与国外的差距有哪些

1.技术水平方面

由于我国机床制造企业的自主创新能力不强,在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年,较高技术水平的产品大部分要依靠引进技术或合资生产;在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。同时我国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低,相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后,国产的数控机床还没有形成品牌效应,以上这些因素都严重地影响了国产数控机床市场占有率的进一步提高。

2.产业化生产方面

目前我国国产数控机床的市场占有率还很低(数量50%、价值量30%左右),形成一定规模的生产企业不多;功能部件的专业化生产及社会化配套能力不高,大量功能部件依靠进口使得我国生产数控机床的成本增高,特别是数控系统--品种和功能少,可靠性不高,一直是我国数控机床生产中的薄弱环节,严重影响了我国数控机床的市场信誉。同时,我国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系,市场营销能力和经营管理水平也不高。这些都极大的影响了我国数控机床产业化的发展。

3.人才方面

由于数控系统是一种专门化程度极高的计算机应用科学,它涉及到许多经验的积累。在人才问题上,我国不但人员数量不足,而且现有人员的软件开发能力也不够强。这是因为一般纯粹设计软件的人并不能很好地做系统,数控系统的开发必须和机床的应用相结合,需要的是能将软件设计和加工实践相结合的复合型人才。多年来,我国也培养了不少这样的人才,但僵硬的机制以及激励制度的不完善造成了人才的大量外流,这就更加拉大了我们与国外在开发能力上的差距。

在市场经济引进技术设备的带动下,我国高速机床技术有了长足进步,差距在于机床关键功能部件的研发上,落后于市场需求。如转速20000 r.p.m以上的大功率高刚度主轴、无刷环形扭矩电机、直线电机、快速响应数控系统…等在实用上处于空白;多功能复合机床设计、制造网络、通讯网络技术的应用,还处于初级阶段……等。

 国内制造企业(尤其是国营企业)普遍未重视建立自身企业(行业)生产技艺系统数据库,其中包含制造工艺流程及相关的技艺(Know How)、金属(非金属)切削数据库、专家机制知识库、企业内外有效资源数据库……等。

高速切削机理的基础共性技术研究也处于初级阶段。

四、这些差距带来了那些影响

整机虽可以国内所产,但他们所要求的关键配套产品都要从国外选购,如:日本FANUC 原装进口的数控系统、日本 FANUC生产的驱动及伺服电机、日本NSK的主轴轴承和滚珠丝杠、直线导轨、日本山武株式会社的行程开关、德国西门子的交流接触器……最终,整个加工中心配置下来,只剩下床身和防护等机件是国内厂家所生产。这说明相当一部分用户对国产中高档数控机床及其配套产品还不大认可,他们的采购目标或是直接瞄准国外整机,或是退而求其次选择国内整机配套国外的功能部件。  

事实上,数控机床许多高技术含量的部分,都凝结在配套产品中,如果国产配套产品只能为中低端数控机床配套,其结果将不言自明。

我国机床工具行业在进入21世纪后,连续8年保持了快速发展的良好形势,已经连续4年在规模和产值上成为世界第三大机床出产国。但目前我国大部门高档数控机床依靠入口的局面仍未打破,国产数控机床中附加值较低的简朴经济型数控机床占比近70%,而入口的却是具有高附加值的高中档数控机床,国外公司大约占领我国高档机床85%的市场份额。

首先,会造成企业利润下降,甚至造成大批企业倒闭及全行业亏损。由于有些国有企业率先挑起了价格战,扰乱了市场秩序,严重损坏了行业发展的整体形象和经济环境,导致了国有资产的流失,导致整个行业利益滑坡。 

    其次,企业为弥补产品降价造成的损失,很容易以偷工减料等方式来降低成本,这必然会造成产品质量的下降,损害企业自身的信誉。价格战可能不仅没有起到抢占市场的效果,反而砸了自己的牌子,使产品在市场上一蹶不振。

    第三,由于企业无利润,甚至是亏损状态运行,致使企业员工的积极性不高,企业必将陷入衰退。

    第四,不利于行业的技术升级与产品结构的调整。当前,企业的技术升级及产品结构调整资金来源主要是靠自我积累,但企业的无利润甚至亏损状态,就没有能力投入资金进行技术升级和产品结构调整,就是有些企业靠银行的贷款进行技术升级和产品结构调整,也无力支付银行的本息,最后把企业拖死。

    第五,由于机床价格的下降,必将使主机厂家压低功能部件的价格。机床的每一次降价,都将传导给下游的功能部件配套厂家,使下游厂家无力进行新的功能部件的开发,不利于全行业功能部件的技术升级。

    第六,由于价格战,导致车床行业主要厂家在低端市场进行混战,没有更多的精力、时间、资金等进行高端产品的开发,使国外高端产品占领了国内的市场。

    第七,价格战除了刺伤竞争对手和伤害企业自身之外,还伤害中间商和用户。企业产品降价之后,中间商的现有库存将会受到较大影响,严重影响中间商的积极性。对于最终用户来说,这次产品降价了,还盼望着价格进一步下降,同时也让用户对产品的质量和服务水平失去信心。 下载本文

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