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      數控車床前景以及生產趨勢

      責任編輯:嘉恒通達  發布時間:2014-10-14
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      數控車床前景怎樣

        數控技能是指用數字、文字和標記組成的數字指令來實現一臺或多臺呆板配置舉措控制的技能。它所控制的通常是位置、角度、速度等呆板量和與呆板能量流向有關的開關量。數控的孕育產生依賴于數據載體和二進制情勢數據運算的出現。1908年,穿孔的金屬薄片互換式數據載體問世;19世紀末,以紙為數據載體并具有資助成果的控制體系被發明;1938年,香農在美國麻省理工學院舉行了數據快速運算和傳輸,奠定了當代謀略機,包羅謀略機數字控制體系的根本。數控技能是與機床控制密切聯合生長起來的。1952年,第一臺數控機床問世,成為天下呆板工業史上一件劃期間的變亂,推動了自動化的生長。

        現在,數控技能也叫謀略機數控技能,現在它是接納謀略機實現數字步調控制的技能。這種技能用謀略機按事先存貯的控制步調來實行對配置的控制成果。由于接納謀略機替代原先用硬件邏輯電路組成的數控裝置,使輸入數據的存貯、處理懲罰、運算、邏輯果斷等種種控制機能的實現,均可議決謀略機軟件來完成。

        數控機床是一種技能密集度及自動化程度很高的機電一體化加工配置,是綜合應用謀略機、自動控制、自動檢測及精密...加工精度高,質量容易包管,生長前景非常遼闊,因此掌握數控車床的加工編程技能尤為緊張

        數控機床生長趨勢

        4月19日從第七屆中國國際機床展獲悉,隨著科學技能不停生長,數控機床的生長也越來越快,數控機床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化偏向生長。 高性能:隨著數控體系集成度的增強,數控機床也實現多臺會合控制,乃至遠距離遙控。高精度:數控機床本身的精度和加工件的精度越來越高,而精度的連結性要好。高速度:數控機床各軸運行的速度將大大加快。高柔性:數控機床的柔性化將向自動化程度更高的偏向生長,將辦理、物流及各相應輔機集成柔性制造體系。模塊化:數控機床要收縮周期和低沉成本,就肯定向模塊化偏向生長,這既有利于制造商又有利于客戶。 我國近幾年紀控機床雖然生長較快,但與國際先輩水平還存在肯定的差距,緊張體現在:可靠性差,表面質量差,產品開辟周期長,應變本領差。為了縮小與天下先輩水平的差距,有關專家發起機床企業應在以下6個方面著力研究:1.加放肆度實施質量工程,提高數控機床的無妨礙率。2.跟蹤國際水平,使數控機床向高效高精方面生長。3.加大成套計劃開辟本領上求突破。4.發揮辦事優勢,擴大市場占據率。5.多品種制造,饜足差異層次的用戶。6.模塊化計劃,收縮 開辟周期,快速相應市場。 數控機床利用范疇越來越大,國內國際市場容量也越來越大,但競爭也會加劇,我們只有緊跟先輩技能進步的大偏向,并不停創新,才氣趕超天下先輩水平。 中國冶金報

        數控技能和裝備生長趨勢及對策

        1 數控技能的生長趨勢

        數控技能的應用不光給傳統制造業帶來了革命性的變革,使制造業成為工業化的象征,而且隨著數控技能的不停生長和應用范疇的擴大,他對國計民生的一些緊張行業(it、汽車、輕工、醫療等)的生長起著越來越緊張的作用,因為這些行業所需裝備的數字化已是當代生長的大趨勢。從現在天下上數控技能及其裝備生長的趨勢來看,其緊張研究熱點有以下幾個方面〔1~4〕。

        1.1 高速、高精加工技能及裝備的新趨勢

        效率、質量是先輩制造技能的主體。高速、高精加工技能可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,收縮生產周期和提高市場競爭本領。為這天本先端技能研究會將其列為5大當代制造技能之一,國際生產工程學會(cirp)將其確定為21世紀的中間研究偏向之一。 在轎車工業范疇,年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須辦理的重點問題之一;在航空和宇航工業范疇,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,質料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的環境下,才氣對這些筋、壁舉行加工。近來接納大型團體鋁合金坯料“掏空”的要領來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件議決浩繁的鉚釘、螺釘和其他團結要領拼裝,使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

        從emo2001展會環境來看,高速加工中間進給速度可達80m/min,乃至更高,空運行速度可達100m/min左右?,F在天下上許多汽車廠,包羅我國的上海通用汽車公司,已經接納以高速加工中間組成的生產線部門替代組合機床。美國cincinnati公司的hypermach機床進給速度最大達60m/min,快速為100m/min,加速度達2g,主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁灰機零件,只用30min,而同樣的零件在一樣平常高速銑床加工需3h,在平凡銑床加工需8h;德國dmg公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。 在加工精度方面,近10年來,平凡級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中間則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。

        在可靠性方面,外洋數控裝置的mtbf值已達6 000h以上,伺服體系的mtbf值到達30000h以上,體現出非常高的可靠性。

        為了實現高速、高精加工,與之配套的成果部件如電主軸、直線電機得到了快速的生長,應用范疇進一步擴大。

        1.2 5軸聯動加工和復合加工機床快速生長

        接納5軸聯動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳多少形狀舉行切削,不但光潔度高,而且效率也大幅度提高。一樣平常認為,1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床,特別是利用立方氮化硼等超硬質料銑刀舉行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但已往因5軸聯動數控體系、主機布局龐大等緣故原由,其代價要比3軸聯動數控機床超過跨過數倍,加之編程技能難度較大,制約了5軸聯動機床的生長。 當前由于電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭布局大為簡化,其制造難度和成本大幅度低沉,數控體系的代價差距縮小。因此促進了復合主軸頭范例5軸聯動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的生長。

        在emo2001展會上,新日本工機的5面加工機床接納復合主軸頭,可實現4個垂直平面的加工和恣意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現,還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國dmg公司展出dmuvoution系列加工中間,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工,可由cnc體系控制或cad/cam直接或間接控制。 1.3 智能化、開放式、網絡化成為今世數控體系生長的緊張趨勢

        21世紀的數控裝備將是具有肯定智能化的體系,智能化的內容包羅在數控體系中的各個方面:為尋求加工效率和加工質量方面的智能化,如加工進程的自順應控制,工藝參數自動生成;為提高驅動性能及利用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自順應運算、自動辨認負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;另有智能診斷、智能監控方面的內容、方便體系的診斷及維修等。 為辦理傳統的數控體系關閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題?,F在許多國家對開放式數控體系舉行研究,如美國的ngc(the next generation work-station/machine control)、歐共體的osaca(open system architecture for control within automation systems)、日本的osec(open system environment for controller),中國的onc(open numerical control system)等。數控體系開放化已經成為數控體系的將來之路。所謂開放式數控體系便是數控體系的開辟可以在統一的運行平臺上,面向機床廠家和最終用戶,議決變化、增長或剪裁布局東西(數控成果),形成系列化,并可方便地將用戶的特別應用和技能法門集成到控制體系中,快速實現差異品種、差異檔次的開放式數控體系,形成具有鮮來日誥日性的名牌產品?,F在開放式數控體系的體系布局范例、通信范例、配置范例、運行平臺、數控體系成果庫以及數控體系成果軟件開辟東西等是當前研究的核心。

        網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地饜足生產線、制造體系、制造企業對信息集成的需求,也是實現新的制造模式如敏捷制造、假造企業、環球制造的根本單元。國內外一些著名數控機床和數控體系制造公司都在近兩年推出了相干的新觀點和樣機,如在emo2001展中,日本山崎馬扎克(mazak)公司展出的“cyberproduction center”(智能生產控制中間,簡稱cpc);日本大隈(okuma)機床公司展出“it plaza”(信息技能廣場,簡稱it廣場);德國西門子(siemens)公司展出的open manufacturing environment(開放制造環境,簡稱ome)等,反應了數控機床加工向網絡化偏向生長的趨勢。

        1.4 珍視新技能尺度、范例的創建 1.4.1 關于數控體系計劃開辟范例

        如前所述,開放式數控體系有更好的通用性、柔性、順應性、擴展性,美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略生長籌劃,并舉行開放式體系布局數控體系范例(omac、osaca、osec)的研究和訂定,天下3個最大的經濟體在短期內舉行了險些雷同的科學籌劃和范例的訂定,預示了數控技能的一個新的變革時期的到臨。我國在2000年也開始舉行中國的onc數控體系的范例框架的研究和訂定。 1.4.2 關于數控尺度

        數控尺度是制造業信息化生長的一種趨勢。數控技能誕生后的50年間的信息互換都是基于iso6983尺度,即接納g,m代碼形貌怎樣(how)加工,其素質特征是面向加工進程,顯然,他已越來越不能饜足當代數控技能高速生長的必要。為此,國際上正在研究和訂定一種新的cnc體系尺度iso14649(step-nc),其目的是提供一種不依賴于具體體系的中性機制,可以大概形貌產品整個生命周期內的統一數據模型,從而實現整個制造進程,以致各個工業范疇產品信息的尺度化。

        step-nc的出現大概是數控技能范疇的一次革命,對付數控技能的生長以致整個制造業,將孕育產生深遠的影響。首先,step-nc提出一種嶄新的制造理念,傳統的制造理念中,nc加工步調都墟市在單個謀略機上。而在新尺度下,nc步調可以疏散在互聯網上,這正是數控技能開放式、網絡化生長的偏向。其次,step-nc數控體系還可大大淘汰加工圖紙(約75%)、加工步調方式時間(約35%)和加工時間(約50%)。

        現在,泰西國家非常珍視step-nc的研究,歐洲提倡了step-nc的ims籌劃(1999.1.1~2001.12.31)。加入這項籌劃的有來自歐洲和日本的20個cad/cam/capp/cnc用戶、廠商和學術機構。美國的step tools公司是環球范疇內制造業數據互換軟件的開辟者,他已經開辟了用作數控機床加工信息互換的超級模型(super model),其目的是用統一的范例形貌全部加工進程?,F在這種新的數據互換格局已經在配備了siemens、fidia以及歐洲osaca-nc數控體系的原型樣機上舉行了驗證。

        2 對我國數控技能及其產業生長的根本預計

        我國數控技能起步于1958年,近50年的生長進程大抵可分為3個階段:第一階段從1958年到1979年,即關閉式生長階段。在此階段,由于外洋的技能封鎖和我國的根本條件的限定,數控技能的生長較為遲鈍。第二階段是在國家的“六五”、“七五”時期以及“八五”的前期,即引進技能,消化汲取,開端創建起國產化體系階段。在此階段,由于革新開放和國家的珍視,以及研究開辟環境和國際環境的改進,我國數控技能的研究、開辟以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”時期,即實施產業化的研究,進入市場競爭階段。在此階段,我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在“九五”末期,國產數控機床的國內市場占據率達50%,配國產數控體系(普遍型)也到達了10%。

        縱觀我國數控技能近50年的生長進程,特別是顛末4個5年籌劃的攻關,總體來看取得了以下結果。

        a.奠定了數控技能生長的根本,根本掌握了當代數控技能。我國現在已根本掌握了從數控體系、伺服驅動、數控主機、專機及其配套件的根本技能,此中大部門技能已具備舉行商品化開辟的根本,部門技能已商品化、產業化。

        b.開端形成了數控產業基地。在攻關結果和部門技能商品化的根本上,創建了諸如華中數控、航天數控等具有批量生產本領的數控體系生產廠。蘭州電機廠、華中數控等一批伺服體系和伺服電機生產廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等多少數控主機生產廠。這些生產廠根本形成了我國的數控產業基地。

        c.創建了一支數控研究、開辟、辦理人才的根本步隊。

        雖然在數控技能的研究開辟以及產業化方面取得了長足的進步,但我們也要蘇醒地了解到,我國高端數控技能的研究開辟,尤其是在產業化方面的技能水平現狀與我國的現實需求另有較大的差距。雖然從縱向看我國的生長速度很快,但橫向比(與外洋比擬)不但技能水平有差距,在某些方面生長速度也有差距,即一些高精尖的數控裝備的技能水平差距有擴大趨勢。從國際上來看,對我國數控技能水溫和產業化水平預計大抵如下。

        a.技能水平上,與外洋先輩水平約莫落后10~15年,在高精尖技能方面則更大。 b.產業化水平上,市場占據率低,品種包圍率小,還沒有形陳范圍生產;成果部件專業化生產水平及成套本領較低;表面質量相對差;可靠性不高,商品化程度不夠;國產數控體系尚未創建本身的品牌效應,用戶信心不夠。

        c.可連續生長的本領上,對競爭前數控技能的研究開辟、工程化本領較弱;數控技能應用范疇拓展力度不強;相干尺度范例的研究、訂定滯后。

        分析存在上述差距的緊張緣故原由有以下幾個方面。

        a.了解方面。對國產數控產業進程困難性、龐大性和長期性的特點了解不夠;對市場的不范例、外洋的封鎖加扼殺、體制等困難預計不夠;對我國數控技能應用水平及本領分析不夠。 b.體系方面。從技能的角度關注數控產業化問題的時間多,從體系的、產業鏈的角度綜合思量數控產業化問題的時間少;沒有創建完備的高質量的配套體系、完善的培訓、辦事網絡等支持體系。

        c.機制方面。不良機制造成人才流失,又制約了技能及技能蹊徑創新、產品創新,且制約了籌劃的有效實施,每每籌劃理想,實施困難。

        d.技能方面。企業在技能方面自主創新本領不強,核心技能的工程化本領不強。機床尺度落后,水平較低,數控體系新尺度研究不夠。 3 對我國數控技能和產業化生長的戰略思考 3.1 戰略思量

        我國是制造大國,在天下產業轉移中要只管即便繼承前端而不是后端的轉移,即要掌握先輩制造核心技能,否則在新一輪國際產業布局調解中,我國制造業將進一步“空芯”。我們以資源、環境、市場為價格,互換得到的大概僅僅是天下新經濟格局中的國際“加工中間”和“組裝中間”,而非掌握核心技能的制造中間的職位地方,這樣將會緊張影響我國當代制造業的生長進程。 我們應站在國家寧靜戰略的高度來珍視數控技能和產業問題,首先從社會寧靜看,因為制造業是我國就業人口最多的行業,制造業生長不但可提高人民的生存水平,而且還可緩解我國就業的壓力,保障社會的穩固;其次從國防寧靜看,西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質,對我國實現禁運和限定,“東芝變亂”和“考克斯報告”便是最好的例證。 3.2 生長戰略

        從我國根本國情的角度出發,以國家的戰略需求和百姓經濟的市場需求為導向,以提高我國制造裝備業綜合競爭本領和產業化水平為目的,用體系的要領,選擇可以大概主導21世紀初期我國制造裝備業生長升級的要害技能以及支持產業化生長的支持技能、配套技能作為研究開辟的內容,實現制造裝備業的跨躍式生長。

        強調市場需求為導向,即以數控終端產品為主,以整機(如量大面廣的數控車床、銑床、高速高精高性能數控機床、典范數字化呆板、重點行業要害配置等)發動數控產業的生長。重點辦理數控體系和相干成果部件(數字化伺服體系與電機、高速電主軸體系和新型裝備的附件等)的可靠性和生產范圍問題。沒有范圍就不會有高可靠性的產品;沒有范圍就不會有代價低廉而富有競爭力的產品;雖然,沒有范圍中國的數控裝備最終難以有出頭之日。 在高精尖裝備研發方面,要強調產、學、研以及最終用戶的精密聯合,以“做得出、用得上、賣得失”為目的,按國家意志實施攻關,以辦理國家之急需。

        在競爭前數控技能方面,強調創新,強調研究開辟具有自主知識產權的技能和產品,為我國數控產業、裝備制造業以致整個制造業的可連續生長奠定根本。

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