數(shù)控機床發(fā)展趨勢

時間:2019-03-21

來源:報告大廳

導(dǎo)語:近幾年國產(chǎn)數(shù)控機床制造商通過技術(shù)引進(jìn)、海內(nèi)外并購重組以及國外采購等獲得了一些先進(jìn)數(shù)控技術(shù),但缺乏對機床結(jié)構(gòu)與精度、可靠性、人性化設(shè)計等基礎(chǔ)性技術(shù)的研究,忽視了自主開發(fā)能力的培育,國產(chǎn)數(shù)控機床的技術(shù)水平、性能和質(zhì)量與國外還有較大差距,同樣難以得到大多數(shù)用戶的認(rèn)可。以下是數(shù)控機床發(fā)展趨勢分析:

近幾年國產(chǎn)數(shù)控機床制造商通過技術(shù)引進(jìn)、海內(nèi)外并購重組以及國外采購等獲得了一些先進(jìn)數(shù)控技術(shù),但缺乏對機床結(jié)構(gòu)與精度、可靠性、人性化設(shè)計等基礎(chǔ)性技術(shù)的研究,忽視了自主開發(fā)能力的培育,國產(chǎn)數(shù)控機床的技術(shù)水平、性能和質(zhì)量與國外還有較大差距,同樣難以得到大多數(shù)用戶的認(rèn)可。以下是數(shù)控機床發(fā)展趨勢分析:

我國數(shù)控機床未來發(fā)展的十二種大趨勢

1、高速化

隨著汽車、國防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應(yīng)用,對數(shù)控機床加工的高速化要求越來越高。

2、高精度化

數(shù)控機床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度,機床的運動精度、熱變形以及對振動的監(jiān)測和補償越來越獲得重視。

3、功能復(fù)合化

復(fù)合機床的含義是指在一臺機床上實現(xiàn)或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可分為工藝復(fù)合型和工序復(fù)合型兩類。工藝復(fù)合型機床如鏜銑鉆復(fù)合——加工中心、車銑復(fù)合——車削中心、銑鏜鉆車復(fù)合——復(fù)合加工中心等;工序復(fù)合型機床如多面多軸聯(lián)動加工的復(fù)合機床和雙主軸車削中心等。采用復(fù)合機床進(jìn)行加工,減少了工件裝卸、更換和調(diào)整刀具的輔助時間以及中間過程中產(chǎn)生的誤差,提高了零件加工精度,縮短了產(chǎn)品制造周期,提高了生產(chǎn)效率和制造商的市場反應(yīng)能力,相對于傳統(tǒng)的工序分散的生產(chǎn)方法具有明顯的優(yōu)勢。

4、控制智能化

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,為了滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動化的發(fā)展需求,數(shù)控機床的智能化程度在不斷提高。

5、德體系開放化

(1)向未來技術(shù)開放

(2)向用戶特殊要求開放

(3)數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)的建立

6、驅(qū)動并聯(lián)化

并聯(lián)運動機床克服了傳統(tǒng)機床串聯(lián)機構(gòu)移動部件質(zhì)量大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導(dǎo)軌進(jìn)給、作業(yè)自由度偏低、設(shè)備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷,在機床主軸(一般為動平臺)與機座(一般為靜平臺)之間采用多桿并聯(lián)聯(lián)接機構(gòu)驅(qū)動,通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應(yīng)自由度的運動,可實現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工、裝配和測量多種功能,更能滿足復(fù)雜特種零件的加工,具有現(xiàn)代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點。

7、極端化(大型化和微型化)

國防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機床的支撐。而超精密加工技術(shù)和微納米技術(shù)是21世紀(jì)的戰(zhàn)略技術(shù),需發(fā)展能適應(yīng)微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備,所以微型機床包括微切削加工(車、銑、磨)機床、微電加工機床、微激光加工機床和微型壓力機等的需求量正在逐漸增大。

8、信息交互網(wǎng)絡(luò)化

對于面臨激烈競爭的企業(yè)來說,使數(shù)控機床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能,以保證信息流在車間各個部門間暢通無阻是非常重要的。既可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享,又能實現(xiàn)數(shù)控機床的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、培訓(xùn)、教學(xué)、管理,還可實現(xiàn)數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)(數(shù)控機床故障的遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)等)。例如,日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個稱為信息塔(e-Tower)的外部設(shè)備,包括計算機、手機、機外和機內(nèi)攝像頭等,能夠?qū)崿F(xiàn)語音、圖形、視像和文本的通信故障報警顯示、在線幫助排除故障等功能,是獨立的、自主管理的制造單元。

9、新型功能部件

為了提高數(shù)控機床各方面的性能,具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應(yīng)用成為必然。

10、高可靠性

數(shù)控機床與傳統(tǒng)機床相比,增加了數(shù)控系統(tǒng)和相應(yīng)的監(jiān)控裝置等,應(yīng)用了大量的電氣、液壓和機電裝置,易于導(dǎo)致出現(xiàn)失效的概率增大;工業(yè)電網(wǎng)電壓的波動和干擾對數(shù)控機床的可靠性極為不利,而數(shù)控機床加工的零件型面較為復(fù)雜,加工周期長,要求平均無故障時間在2萬小時以上。為了保證數(shù)控機床有高的可靠性,就要精心設(shè)計系統(tǒng)、嚴(yán)格制造和明確可靠性目標(biāo)以及通過維修分析故障模式并找出薄弱環(huán)節(jié)。國外數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時間在7~10萬小時以上,國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時間僅為10000小時左右,國外整機平均無故障工作時間達(dá)800小時以上,而國內(nèi)高只有300小時。

11、加工過程綠色化

隨著日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源約束,制造加工的綠色化越來越重要,而中國的資源、環(huán)境問題尤為突出。因此,近年來不用或少用冷卻液、實現(xiàn)干切削、半干切削節(jié)能環(huán)保的機床不斷出現(xiàn),并在不斷發(fā)展當(dāng)中。在21世紀(jì),綠色制造的大趨勢將使各種節(jié)能環(huán)保機床加速發(fā)展,占領(lǐng)更多的世界市場。

12、多媒體技術(shù)的應(yīng)用

多媒體技術(shù)集計算機、聲像和通信技術(shù)于一體,使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力,因此也對用戶界面提出了圖形化的要求。合理的人性化的用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用,人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作,便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。除此以外,在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化,應(yīng)用于實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等,因此有著重大的應(yīng)用價值。

由于數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,一部分企業(yè)不顧長遠(yuǎn)利益,對提高自身的綜合服務(wù)水平不夠重視,甚至對服務(wù)缺乏真正的理解,只注重推銷而不注重售前與售后服務(wù)。有些企業(yè)派出的人員對生產(chǎn)的數(shù)控機床缺乏足夠了解,不會使用或使用不好數(shù)控機床,更不能指導(dǎo)用戶使用好機床;有的對先進(jìn)刀具缺乏基本了解,不能提供較好的工藝解決方案,用戶自然對制造商缺乏信心。

制造商的服務(wù)應(yīng)從研究用戶的加工產(chǎn)品、工藝、生產(chǎn)類型、質(zhì)量要求入手,幫助用戶進(jìn)行設(shè)備選型,推薦先進(jìn)工藝與工輔具,配備專業(yè)的培訓(xùn)人員和良好的培訓(xùn)環(huán)境,幫助用戶發(fā)揮機床的大效益、加工出高質(zhì)量的終產(chǎn)品,這樣才能逐步得到用戶的認(rèn)同,提高國產(chǎn)數(shù)控機床的市場占有率。以上是對數(shù)控機床發(fā)展趨勢分析。

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