国内外数控机床对比
- 格式:doc
- 大小:21.00 KB
- 文档页数:3
数控机床现状及发展趋势分析数控机床的概念数控机床就是在数字控制下,能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。
数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成.国产数控机床的发展现状一、国产数控机床与国际先进水平差距逐渐缩小数控机床是当代机械制造业的主流装备,国产数控机床的发展经历{HotTag}了30年跌宕起伏,已经由成长期进入了成熟期,可提供市场1,500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,产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。
特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。
其中,五轴(坐标)联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一.它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体,应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工,是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。
五轴联动数控机床的应用,其加工效率相当于2台三轴机床,甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资,大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。
国产五轴联动数控机床品种日趋增多,国际强手对中国限制的五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功,改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面。
二、国产数控机床存在的问题由于中国技术水平和工业基础还比较落后,数控机床的性能、水平和可*性与工业发达国家相比,差距还是很大,尤其是数控系统的控制可*性还较差,数控产业尚未真正形成。
因此加速进行数控系统的工程化、商品化攻关,尽快建成与完善数控机床和数控产业成为当前的主要任务。
目前主要问题有:三、核心技术严重缺乏统计数据表明,数控机床的核心技术-数控系统,由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成,中国90%需要国外进口。
国内外数控机床差距分析数控机床是一种精密工具,用于自动控制机械设备的操作和运动。
它使用数字计算机控制系统,可以根据程序指令来执行各种任务。
随着科技的进步和工业生产的需求,数控机床在国内外得到了广泛应用。
然而,国内外数控机床之间存在一定差距。
首先,国内外数控机床在技术水平上存在差距。
国外发达国家在数控机床研发方面投入巨大,技术水平相对较高。
国内数控机床制造商在技术创新和研发方面还存在一定的不足。
虽然国内也有一些先进的数控机床生产企业,但整体技术水平相对落后。
其次,国内外数控机床在设备性能上存在差距。
国外数控机床在刚性、精度、速度和稳定性等方面具有明显的优势。
高精度的传感器、精密加工的零件以及先进的自动化控制系统是国外数控机床性能优越的原因之一、而国内数控机床在这些方面的性能有待提高。
第三,国内外数控机床在工艺和加工能力上存在差距。
国外的数控机床能够应用于复杂的加工场景,如五轴加工、高速切削、曲面加工等。
而国内数控机床的应用多集中在常规的二、三轴加工上。
这意味着国内数控机床在应对复杂工艺和高难度加工方面有一定的不足。
最后,国内外数控机床在市场份额上存在差距。
国外数控机床在国际市场上占有很大份额,其产品的质量和性能广受认可。
而国内数控机床在国际市场上的份额相对较小。
虽然国内数控机床厂商在提高产品质量和技术创新方面有所努力,但仍然需要进一步提高,才能在国际市场竞争中取得更好的成绩。
综上所述,国内外数控机床之间存在一定的差距。
在技术水平、设备性能、工艺能力和市场份额等方面,国外数控机床相对更具竞争力。
国内数控机床制造企业需要加大技术研发力度,提高产品质量和性能,以缩小与国外数控机床的差距,并在国际市场上获得更大的份额。
2011年7月,中国机床工具工业协会执行副理事长王黎明日前指出:中国95%的高档机床数控系统仍依赖进口,国内高档系统的自给率不到5%,其中日本成为主要的进口国,约占1/3。
在国际市场上,中、高档数控系统主要由以日本发那科公司、德国西门子公司为代表的少数企业所垄断,其中发那科占一半左右。
在国内市场上,主要规模生产企业有20多家,以华中数控、广州数控、大连大森、北京凯恩帝、南京华兴等5家企业为代表。
质量稳定性(可靠性)国内外存较大的差距目前世界上的数控系统种类繁多,形式各异,组成结构上都有各自的特点。
这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。
例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。
对于T系统和M系统,同样也有很大的区别,前者适用于回转体零件加工,后者适合于异形非回转体的零件加工。
对于不同的生产厂家来说,基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响,在设计思想上也可能各有千秋。
例如,美国Dynapath系统采用小板结构,便于板子更换和灵活结合,而日本FANUC系统则趋向大板结构,使之有利于系统工作的可靠性,促使系统的平均无故障率不断提高。
然而无论哪种系统,它们的基本原理和构成是十分相似的。
一般整个数控系统由三大部分组成,即控制系统,伺服系统和位置测量系统。
控制系统按加工工件程序进行插补运算,发出控制指令到伺服驱动系统;伺服驱动系统将控制指令放大,由伺服电机驱动机械按要求运动;测量系统检测机械的运动位置或速度,并反馈到控制系统,来修正控制指令。
这三部分有机结合,组成完整的闭环控制的数控系统。
数控系统到目前为止共发展了六代,第一代是电子管数控系统,第二代是晶体管数控系统,第三代是集成电路数控系统,第四代是小型计算机数控系统,第五代是微型计算机数控系统,第六代是PC数控系统。
PC数控系统目前是最先进的结构体系,PC数控系统的发展,形成了PC嵌入NC的“NC+PC”结构和NC嵌入PC的“PC+NC”结构两大主要流派。
我国数控机床的现状和发展数控机床是数字控制机床是用数字代码形式的信息(程序指令),控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床,简称数控机床。
数控机床具有广泛的适应性,加工对象改变时只需要改变输入的程序指令;加工性能比一般自动机床高,可以精确加工复杂型面,因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件,并能获得良好的经济效果。
因而了解和提升数控机床对我国的制造业的发展至关重要。
一.国内外数控机床的发展(1)我国数控机床的发展我国于1958年研制出第一台数控机床,发展过程大致可分为两大阶段。
建国初期在1958—1979年间为第一阶段,第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识,在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下,主要存在的问题是盲目性大,缺乏实事求是的科学精神。
改革开放,从1979年至今为第二阶段。
在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术,从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国家(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产,解决了可靠性、稳定性问题,数控机床开始正式生产和使用,并逐步向前发展。
在20余年间,数控机床的设计和制造技术有较大提高,主要表现在三大方面:培训一批设计、制造、使用和维护的人才;通过合作生产先进数控机床,使设计、制造、使用水平大大提高,缩小了与世界先进技术的差距;通过利用国外先进元部件、数控系统配套,开始能自行设计及制造高速、高性能、多轴联动加工的数控机床,供应国内市场的需求,但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。
至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑,不能独立发展,基本上处于从仿制走向自行开发阶段,严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人;缺少深入系统的科研工作;元部件和数控系统不配套;企业和专业间缺乏合作,基本上孤军作战,虽然厂多人众,但形成不了合力。
(2)国外数控技术的发展数控机床的起源1948年,美国帕森斯公司接受美国空军委托,研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。
数控机床功能部件国内外产品对比分析作者:张智勇来源:《数字化用户》2013年第15期【摘要】近年来,我国数控机床发展迅猛,但是在一些相关的技术问题上也遇到了瓶颈问题,机床技术需要提高,而且要向着智能化、环保的方向发展,主机技术水平的提高,就带动机床的各部分零部件也要相应的提高速度,为了满足数控机床水平快速发展的需要。
我们需要做充分的准备。
【关键词】数控机床数控系统电主轴防护装置传动部件一、功能部件跟不上发展数控机床将成为空话。
客户在选择零部件的时候,不仅侧重于零部件的质量和性能,还更注重它的可靠性。
也就是说,零部件出现故障的频率。
而这个频率是指占整机故障的频率,出现的频率越小,证明它的性能越好,因为这些因素都会影响整个机床的运转和工作效率,而对于我国目前数控功能部件产业的发展状态,还处于一个滞后的阶段,这也是我国数控机床发展过程中必须要解决的问题。
二、国内外功能部件水平分析目前,我国的功能部件生产水平与10年前相比,应该说有了非常大的提高,品种也不继完善,主要性能和可靠性方面提高较大,价格相比进口产品比较低廉,但生产效率却远远低于国外,生产成本高、周期长、交货滞后现象普遍存在,因此,在为经济型数控车配套选择时较多,但在为高档数控机床配套的功能部件与国外相比差距较大。
国内数控机床功能部件产品水平较国外产品低主要表现在以下几个方面:(一)速度随着数控机床高速沦的发展,对功能部件产品也提出了相应要求。
基于材料、检测能力、装备制造能力等方面的条件限制,国内产品在速度方面较国外同类产品要差。
例如各类动力卡盘的极限转速比国外平均低1000-2000r/min。
盘体材料、零件制造精度、动平衡差距等因素决定了这种国产动力卡盘的水平。
(二)可靠性国外功能部件产品开发应用比较早,经验丰富,再由于技术进步、新材料、新结构的不继出现与应用,使得产品的可靠性得到了提高,但是近些年来,发生在电器配套件是上的数控刀架故障也占到很大的比例。
论国内外数控系统发展现状探析推荐文章中国经济发展现状分析论文热度:太极拳运动的现状和发展趋势热度:世界篮球发展现状介绍热度:对外贸易依存度的名词解释_发展现状_测算方法_决定因素热度:中国建筑业发展现状分析热度:数控系统是一种利用数字信号对执行机构的位移、速度、加速度和动作顺序等实现自动控制的控制系统。
从1952年美国麻省理工学院研制出第1台实验性数控系统,到现在已走过了半个世纪。
数控系统也由当初的电子管式起步,发展到了今天的开放式数控系统。
数控系统确保了数控机床具有高精、高速、高效的功能,可以使装备制造业实现数字化、柔性化和网络化制造。
随着我国航空航天、船舶、汽车、电站设备和国防工业等制造业的高速发展,数控机床在装备制造业中的重要性愈来愈明显,中高档数控系统的需求也越来越大。
以往中高档数控系统基本被国外厂商占领,因此我国中高档数控系统技术必须加快发展。
一、国外数控系统现状在国际市场,德国、美国、日本等几个国家基本掌控了中高档数控系统。
国外的主要数控系统制造商有西门子(Siemens)、发那克(FANUC)、三菱电机(Mitsubishi Electric)、海德汉(HEIDENHAIN)、博世力士乐(Bosch Rexroth)、日本大隈(Okuma)等。
1.纳米插补与控制技术已走向实用阶段纳米插补将产生的以纳米为单位的指令提供给数字伺服控制器,使数字伺服控制器的位置指令更加平滑,从而提高了加工表面的平滑性。
将“纳米插补”应用于所有插补之后,可实现纳米级别的高质量加工。
在两年一届的美国芝加哥国际制造技术(机床)展览会(IMTS 2010)上,发那克就展出了30i/31i/32i/35i-MODEL B数控系统。
除了伺服控制外,“纳米插补”也可以用于Cs轴轮廓控制;刚性攻螺纹等主轴功能。
西门子展出的828D所独有的80bit浮点计算精度,可使插补达到很高的轮廓控制精度,从而获得很好的工件精度。
此外,三菱公司的M700V系列的数控系统也可实现纳米级插补。
价格:国内合资的数控车床大约100万元人民币/台,进口车床25万欧元/台,开动率:加工质量:天内凸轮轴轴颈磨削余量不均匀,是不是数控车把轴车弯了?刀盘:进口数控车有双刀盘形式的,效率很高,具体价格:富士机械25万欧元。
/f?kz=118450496我是做台湾数控机床代理销售的,多年来我看到国产的数控机床与进口的相比,存在不小的差距。
具体在以下几点比较明显:1,外观-----国产的和进口的放在一起,一眼就能分辨出来;如果有分辨不出的,那一定是外方控股的工厂生产的,最起码也是合资的;2,精度-----如我们代理的台湾亚崴1600的机床,全程0.005毫米重复定位精度0.003毫米,而国产的都在几道,即百分之几毫米。
有一次一个朋友托我给他的朋友新买的机床把把关,刚到货正在交机,打精度时厂方带来的是百分表,我们就问:为什么不用千分表,回答:够用了。
是呀,国家标准就定的是百分之几的精度,国产机床没有超标,可台湾机床执行的是日本JIS标准,也是百分之几的精度要求,可是他们制造的却都是千分之几的精度的机床,台湾人傻?精度浪费?3,精度保持性-----私营企业购买的机床就是用它来创造效益的,故一般都会24小时不停机,这就对机床的考验比较明显。
我在长春有两家客户,刚开始时并不信任我,不相信台湾亚崴的机床有那么好(相对)而国产的有那么差,还由于价格的原因就买了陕西某厂的一米机,使用一年X轴打全程精度差了二十多道,只能用它做粗加工了,至此终于发现了我说得没错,以后再买机床都买的我的亚崴机床。
现在已经用了将近三年了,精度几乎没有下降,当然也需要必要的维护。
4,机床结构稳定性-----主要是床身铸件的稳定性。
业内人士都知道,我国的铸造工艺水平比之日本有相当的差距,而台湾的技术方面得益于日本,如“米汉纳”铸铁要比国内的机床铸件的稳定性好很多。
从2000年左右开始,台湾机床公司相继在国内设厂,目的只有一个-----降低生产成本。
国内外数控机床的发展情况分析论文国内外数控机床的发展情况分析论文当今世界,工业发达国家对机床工业高度重视,竞相发展机电一体化、高精、高效、高自动化先进机床,以加速工业和国民经济的发展。
长期以来,欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争,已形成一条无形战线,特别是随微电子、计算机技术的进步,数控机床在20世纪80年代以后加速发展,各方用户提出更多需求,早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。
中国加入WTO后,正式参与世界市场激烈竞争,今后如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展,实是紧迫而又艰巨的任务。
数控机床的技术特点及其发展条件1948年美国空军部门为制造飞机杂零件,提供设备研经费,由G&L公司与MIT合作研究四年,于1952年试制出世界第一台数控铣床,立即生产100台交付军工使用。
在成果上显示了它是社会需求、科技水平、人员素质三者的结晶;在技术上则显示出机电一体化机床在控制方面的巨大创新。
数控机床的技术特点数控机床具有以下三大突出的特点:利用二进制数学方式输入,加工过程可任意编程,主轴及进给速度可按加工工艺需要变化,且能实现多座标联动,易加工杂曲面。
对于加工对象具有“易变、多变、善变”的特点,换批调整方便,可实现杂件多品种中小批柔性生产,适应社会对产品多样化的需求。
但价格较昂贵,需要正确分析其使用的经济合理性;利用硬件和软件相组合,能实现信息反馈、补偿、自动加减速等功能,可进一步提高机床的加工精度、效率、自动化程度;是以电子控制为主的机电一体化机床,充分发挥了微电子、计算机技术特有的优点,易于实现信息化、智能化、网络化,可较易地组成各种先进制造系统,如FMS、FTL、FA,甚至将来的CIMS,能最大限度地提高工业的生产率、劳动生产率。
数控机床发展的条件任何事物都有其特点与发展条件,人们掌握后才能加速其发展。
数控机床的发展条件主要包括:它是机、电、液、气、光多学科各种高科技的综合性组合,特别是以电子、计算机等现代先进技术为基石,必须具有巩固的技术基础,互相配套,缺一不可。
世界十大顶尖高端机床强国一、美国评价:全球高端机床领域,美国、德国、日本三国是当今世界上在数控机床科研设计、制造和使用上,技术最先进、经验最丰富的国家。
美国历届政府都十分重视机床工业的研发,比如美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向及科研任务,并且提供大量充足的经费,网罗全世界人才,尤其在发展中讲究“效率”和“创新”,十分注重基础科研。
因此先进的机床技术不断创新。
比如美国在1952年研制出世界第一台数控机床、在1958年研发出更加先进的加工中心、在70年代初研制成FMS、在1987年首创开放式数控系统等。
美国不但通过结合汽车、轴承生产需求,充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线,并且在电子领域、计算机技术领域保持世界上领先,因此美国的数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实,且一贯重视科研和创新,因此美国的高性能数控机床技术在世界始终处于领先地位。
美国由于偏重基础科研而忽视应用技术,叠加上世纪80年代引导的放松,致使数控机床产量增长放缓,最终于1982年被后起之秀日本超越。
从90年代起,美国开始纠正偏向,让数控机床从技术转向实用,由此产量又逐渐回升。
美国机床工业起步比英国晚50年,但在制造技术方面很快就超过了英国,跃居世界首位。
比如1896年福特制造出第一辆汽车,为配合汽车大量生产,格里森公司研制了一整套用于齿轮加工、测量的设备和刀具,其他公司也研制出许多新型高效的自动化机床。
1934年研制出世界上第一条组合机床自动化线。
1948年建立了世界上第一条年产3000万套轴承的自动线,使汽车产量迅速提高,1950年汽车产量达到800万辆。
从此,美国机床工业迅猛发展,无论技术先进性、产量、生产规模上,长期居世界首位。
美国机床制造业在高效自动化机床、自动生产线、NC机床、FMS 等机床技术及工业生产上仍处于世界领先地位。
美国的机床技术之所以能够在世界上保持长期领先,政府在引导加强研发和不断创新方面起到了至关重要的作用。
国内外重型数控机床的技术对比根据原国家机械工业部机床工具局规定:自身重量在10~30t范围内的机床属于大型机床,30~100t范围内的机床属于重型机床,大于100t的机床属于超重型机床(现在还没有权威部门给出新的定义)。
重型数控机床主要用于大型、特大型零件加工,是为国防军工、航空航天、船舶、能源(火电、水电、核电、风力发电)、交通运输(铁路、汽车)、冶金、工程机械等主要工业支柱产业以及国家重点工程项目服务。
目前,我国自主开发研制的重型机床和超重型机床产品基本满足了一些国家重点工程需要,并多次创造出极限规格的世界之最。
如我国已经制造出加工直径25m的超重型数控立式铣车床,镗杆直径320mm的落地式铣镗床,加工宽度为10m以上的数控龙门镗铣床,回转直径在5000mm以上的数控重型卧式车床等一批具有自主知识产权,而且技术水平已经接近世界先进水平的重型机床系列产品。
为了应对全球金融危机,国家采取了多种政策来扩大内需、保持经济增长。
我国正处于对传统生产方式进行现代化改进阶段,不论是铁路建设、电站建设、船舶制造、航空航天建设,还是汽车、工程机械、军工行业,均需要大量的高端机床来支撑。
而我国高档重型数控机床95%依赖国外进口。
为加强与国外同行竞争优势,解决我国在发展高档重型数控机床过程中的关键、核心问题,在国家《高档数控机床与基础制造装备》重大科技专项中,体现出国家急需的高档数控重型机床涵盖了重型机床系列的最主要产品,也反映出市场需求的发展趋势以及对产品技术水平要求方向。
“专项”中有7台高档数控机床属于重型机床行业范畴,说明国家对发展高档数控重型机床产品的期待,牵涉到的多台高档数控重型机床产品既是国家急需的高档装备制造设备,也代表了重型机床行业的技术发展方向。
发展中的国内外重型数控机床面对其他品种机床市场在金融危机下的快速下跌,重型机床市场几乎没有受到影响,这个诱因使许多机床厂家纷纷转向市场较好的大重型机床市场。
国内外数控技术的发展现状与趋势一、本文概述数控技术,即数控加工编程技术,是现代制造业的核心技术之一,它涉及到计算机编程、机械设计、自动控制等多个领域。
随着科技的飞速发展,数控技术在国内外都取得了显著的进步,广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等各个行业。
本文将对国内外数控技术的发展现状与趋势进行深入探讨,以期了解数控技术的最新发展动态,为相关领域的从业者提供有益的参考。
本文将回顾数控技术的起源与发展历程,从最初的简单数控系统到现在的高度智能化、网络化数控系统,阐述数控技术在国内外的发展历程和主要成就。
接着,本文将重点分析国内外数控技术的现状,包括数控系统、数控机床、数控编程软件等方面的发展情况,以及数控技术在各个行业的应用现状。
同时,本文还将探讨数控技术发展中的关键问题,如精度与效率、智能化与自动化、开放性与标准化等。
在趋势分析方面,本文将关注数控技术的前沿动态,探讨数控技术的未来发展方向。
随着、大数据、云计算等新一代信息技术的快速发展,数控技术将如何实现与这些技术的深度融合,提高加工精度、效率和智能化水平,将是本文关注的重点。
本文还将分析数控技术在绿色制造、智能制造等领域的应用前景,以及国内外数控技术市场竞争格局的变化趋势。
本文旨在全面梳理国内外数控技术的发展现状与趋势,为相关领域的从业者提供有价值的参考信息,推动数控技术的持续创新与发展。
二、数控技术的历史回顾数控技术,即数字控制技术,其发展历程可以追溯到20世纪40年代末。
初期的数控技术主要应用于军事工业,例如美国为了制造飞机叶片而研发的数控铣床。
随着计算机技术的飞速发展和普及,数控技术也逐步实现了电子化、信息化和智能化。
20世纪50年代,数控技术开始进入商业应用领域,主要用于机床加工和自动化生产线。
此时,数控系统多为硬件连线式,编程复杂,灵活性差。
进入60年代,随着计算机软件技术的发展,数控系统开始采用软件编程,大大提高了编程的灵活性和效率。
国内外数控立式复合磨床的概况和发展趋势姚 峻杭州机床集团有限公司 技术中心(310022)1 数控立式复合磨床发展背景数控立式复合磨床是近年来兴起并迅速发展的品种,主要针对中大型圆柱、圆锥类工件不能一次装夹在卧式外圆磨床上完成磨削加工的难题而开发的。
数控复合磨床是高新技术机床产品,具有较高的技术含量。
尽管国内磨床制造厂家有大型卧式外圆磨床品种生产,最大的规格可磨工件的直径达到φ1000mm以上甚至更大,而以生产重型机床如大型立式车床为主的生产厂也生产和提供立式磨床,但许多用户反映目前在端面以及外圆磨削φ360 mm以上工件时,基本上没有适合的加工设备,近年来,要贯彻新的国际标准,对齿轮的精度提出更高的技术要求,急需采用磨削的工艺手段来贯标。
比如国内减速机行业的大齿轮、汽车行业的后桥齿轮,直径普遍在φ500mm以上,由于缺乏合适的加工设备,现有的加工精度和效率达不到要求。
数控立轴复合磨床针对了用户的需求,顺应了当今世界机床工业“高速、复合、智能、环保”的发展潮流,适合了多品种小批量、变品种变批量的生产方式。
数控复合磨床可以通过一次装夹就完成零件的内圆、外圆、端面、锥面等的复合磨削加工,具有高效率、高精度、操作方便等特点,机床的组合性强,可以安装ATC砂轮库、APC交换工作台、AMS自动测量系统及机械手等功能部件,易实现自动化生产。
同时还由于立式布置夹紧力小,夹具比较简单,占地面积小,节约设备的购置费用。
该机适合于磨削加工盘类、短轴类、套筒类等长径比比较小的零件,特别适用于汽车配件、齿轮加工、轴承以及其它行业多品种、小批量的零件加工。
机床可广泛地应用于对圆柱、圆锥、球轴承内、外套圈、滚道及端面各表面的多批量、多品种、多规格的精加工磨削;也适用于齿轮类、套筒类等零件的高精度磨削加工。
2 数控复合磨床的特点与主要结构立式磨床:具有磨削精度高、加工效率高、占地面积小、自动化程度高等优点。
特别在大工件的装夹方面具有卧式磨床没有的优点。
国内外重型数控机床的技术对比根据原国家机械工业部机床工具局规定:自身重量在10~30t范围内的机床属于大型机床,30700t范围内的机床属于重型机床,大于100t的机床属于超重型机床(现在还没有权威部门给出新的定义)。
重型数控机床主要用于大型、特大型零件加工,是为国防军工、航空航天、船舶、能源(火电、水电、核电、风力发电)、交通运输(铁路、汽车)、冶金、工程机械等主要工业支柱产业以及国家重点工程项目服务。
目前,我国自主开发研制的重型机床和超重型机床产品基本满足了一些国家重点工程需要,并多次创造出极限规格的世界之最。
如我国已经制造出加工直径25m的超重型数控立式铳车床,链杆直径320mm勺落地式铳链床,加工宽度为10m 以上的数控龙门链铳床,回转直径在5000mmA上的数控重型卧式车床等一批具有自主知识产权,而且技术水平已经接近世界先进水平的重型机床系列产品。
为了应对全球金融危机,国家采取了多种政策来扩大内需、保持经济增长。
我国正处于对传统生产方式进行现代化改进阶段,不论是铁路建设、电站建设、船舶制造、航空航天建设,还是汽车、工程机械、军工行业,均需要大量的高端机床来支撑。
而我国高档重型数控机床95诲赖国外进口。
为加强与国外同行竞争优势,解决我国在发展高档重型数控机床过程中的关键、核心问题,在国家《高档数控机床与基础制造装备》重大科技专项中,体现出国家急需的高档数控重型机床涵盖了重型机床系列的最主要产品,也反映出市场需求的发展趋势以及对产品技术水平要求方向。
“专项”中有7台高档数控机床属于重型机床行业范畴,说明国家对发展高档数控重型机床产品的期待,牵涉到的多台高档数控重型机床产品既是国家急需的高档装备制造设备,也代表了重型机床行业的技术发展方向。
发展中的国内外重型数控机床面对其他品种机床市场在金融危机下的快速下跌,重型机床市场几乎没有受到影响,这个诱因使许多机床厂家纷纷转向市场较好的大重型机床市场。
国内外重型数控机床的技术对比与发展国内外重型数控机床的技术对比与发展1. 引言重型数控机床是制造业中的重要工具,其在航空航天、汽车、能源等领域的应用日益广泛。
国内外对于重型数控机床的技术研发和应用也呈现出不同的发展路径和特点。
本文将对国内外重型数控机床的技术进行对比,探讨其在发展中的差异与趋势,并分享我对这一主题的个人观点。
2. 国内重型数控机床的技术发展2.1 发展历程国内重型数控机床的技术起步相对较晚,经历了跟随倒逼和创新突破两个阶段。
在跟随倒逼阶段,国内企业主要通过引进国外先进技术和设备来满足市场需求。
随着市场的迅速扩张和外部技术的限制,国内企业开始进行技术创新,逐步实现了关键核心技术的突破。
2.2 技术对比国内重型数控机床的技术与国外同类产品相比,在精度、速度和可靠性等方面仍存在一定差距。
主要表现在控制系统、伺服驱动系统以及结构设计等方面。
尽管国内企业在一些细分领域取得了突破,但与国外的领先企业相比,仍然有较大的差距。
3. 国外重型数控机床的技术发展3.1 技术特点国外重型数控机床的技术发展处于较为成熟的阶段,其技术特点主要包括高精度、高速度、高可靠性和灵活性。
国外企业在控制系统、传动系统和切削系统等方面已经达到了较高的水平,并且不断进行技术创新和突破。
3.2 技术趋势随着市场需求的变化和技术的发展,国外重型数控机床的技术趋势主要有以下几个方面。
继续提高机床的精度和稳定性,以满足高端制造需求。
注重绿色制造和能源效率,减少对环境资源的消耗。
再次,发展智能制造技术,提高生产效率和灵活性。
加强国际合作和创新,推动全球重型数控机床的发展。
4. 个人观点与展望在我看来,国内重型数控机床的发展仍然面临一些挑战和机遇。
国内企业需要加大投入,提高技术创新能力,突破关键核心技术,以缩小与国外企业的差距。
另可以加强国际合作,借鉴国外先进技术和管理经验,推动国内重型数控机床的发展。
总结:国内外重型数控机床的技术对比与发展表明,在精度、速度和可靠性等方面,国内与国外仍存在一定差距。
国内外当下主产机床对比1 中高档、中低档数控系统的综合比较以下精选各数控公司的中高档数控系统、中低档数控系统中最佳性能产品加以比较:(1)广州数控GSK21M数控系统系统具有4轴3联动控制功能,可扩展至7轴4联动控制;支持直线、圆弧、样条曲线插补;最快进给速度可达60m/min;系统具有256点输入输出点;,支持梯形图编程;具有99组刀具长度补偿和刀具半径补偿;直线坐标轴具有反向间隙及螺距误差补偿;系统支持刚性攻丝;系统采用4级密码控制系统操作权限;采用电子盘,用户程序容量可达32MB;系统可通过RS232接口实现与PC机通信,用于传输程序、参数和梯形图。
支持U盘存储。
(2)凯恩帝K1000M/T II系列数控系统系统具有4轴4联动控制功能;数字量输入输出点数可达40/24个,支持梯形图编程;数控系统NC代码处理速度可达10000/18s,最快进给速度可达24m/min;系统具有直线插补、圆弧插补、螺旋线插补等基本插补控制功能;具有刀具半径补偿、刀具长度补偿;具有反向间隙和螺距误差补偿;系统支持刚性攻丝;系统采用4级密码控制系统操作权限;采用电子盘,用户程序容量可达640KB;系统可通过RS232接口实现与PC机通信传输程序、参数和偏置。
支持U盘存储。
(3)华中数控世纪星HNC-21M/T系列数控系统系统基于嵌入式PC,具有5轴4联动控制功能,具有脉冲输出接口、模拟量输出接口;数字量输入输出点数可达40/32个;系统最小分辨率1µm,最大移动速度:16m/min;系统具有直线、圆弧、螺旋线、正弦线插补,自动加减速控制;支持小线段连续加工功能,适用于复杂模具加工;系统支持反向间隙补偿,多达5000点的双向螺距误差补偿功能; 8MB Flash程序断电存储,8MBRAM加工缓冲区,可选配硬盘支持2GB数控程序存储;可采用RS232接口传输数控代码,可选配以太网接口;系统具有刀具半径补偿、刀尖半径补偿和刀具长度补偿等。
数控机床与普通机床结构比较及国内外发展需求分析2010级机制8班 201030510807 黄建威一、数控车床简介数控车床由一下部分组成,包括数控系统、床身、主轴、进给系统、回转刀架、操作面板和辅助系统等。
数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型,立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件车削加工,卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。
卧式数控车床按功能可进一步分为经济型数控车床、普通数控车床和车削加工中心。
二、数控机床与普通机床结构图比较在传统的普通机床中,主运动一般采用多轴乘积式分级变速机构,系统构造复杂,传动链长,从而导致传动精度低且动态性能差。
现代数控机床多采用直流或交流调速电机驱动主轴的转动,由电机加无级调速或者很少几级分级变速实现传动,分级变速采用3、4对变速齿轮或塔轮,这种传动方式的传动链短,不仅传动精度高而且实现自动控制比较容易。
数控机床的进给运动都采用伺服系统,因而步进电机,滚珠丝杆、滚动导轨或滚动支承等功能元件的应用愈来愈普遍,使得进给箱与滑板箱的构造也得以简化。
下图为普通车床结构图:普通车床内部传动图:从上图可以看出普通车床传动结构复杂,多用齿轮组实现变速,传动链长。
由于车床各零件加工时存在一定误差,加上车床加工轴类零件时不可避免地产生振动和热变形,使得普通机床加工精度较低。
再加上使用普通车床加工时,操作者的技术娴熟与否对加工精度和加工效率有很大影响,从而提高了零件的加工成本。
因此,普通车床仅适用于单件小批零件的生产,很少用于大批量生产。
以下为数控车床的结构图:从数控车床的内部结构图可以得出,数控车床与普通车床相比结构大为简化,传动链短,可以轻易地提高加工零件时的精度和效率。
举例来说,数控车床进给系统为Z轴伺服电机,并且采用滚珠丝杠实现进给,零件加工精度得到了大幅提升。
而普通车床进给系统采用的是进给箱、溜板箱和普通丝杠,功率在零部件摩擦过程中损耗较大,而且普通丝杠进给过程中易出现“爬行”现象,零件加工精度得不到保证;再者,数控车床加工零件过程中任何动作由各轴伺服单元、编码器及伺服电机共同控制,并有反馈系统回馈刀具运动情况,完全实现过程无人工监控,加工成本较低的同时保证高精度,这不是普通机床可以比拟的。
从国内外高档数控机床技术看装备制造业发展现状及趋势数控机床和基础制造装备是装备制造业的“工作母机”,一个国家的机床行业技术水平和产品质量,是衡量其装备制造业发展水平的重要标志。
——《中国制造“2025”》机床作为当前机械加工产业的主要设备,其技术发展已经成为国内机械加工产业的发展标志。
数控机床是制造装备业的工作母机,是先进的生产技术和军工现代化的战略装备。
高档数控机床是指具有高速、精密、智能、复合、多轴联动、网络通信等功能的数字化数控机床系统。
高档数控机床作为世界先进机床设备的代表,其发展象征着国家目前的机床制造业占全世界机床产业发展的先进阶段,因此国际上把五轴联动数控机床等高档机床技术作为一个国家工业化的重要标志。
高档数控机床在传统数控机床的基础上,能完成一个自动化生产线的工作效率,是科技速度发展的产物,而对于国家来讲这是机床制造行业本质上的一种进步。
高档数控机床集多种高端技术于一体,应用于复杂的曲面和自动化加工,在航空航天、船舶、机械制造、高精密仪器、军工、医疗器械产业等多种领域的设备制造业有着非常紧密的关系。
《中国制造“2025”》将数控机床和基础制造装备列为“加快突破的战略必争领域”,其中提出要加强前瞻部署和关键技术突破,积极谋划抢占未来科技和产业竞争制造点,提高国际分工层次和话语权。
1、国内外高档数控机床发展现状美、德、日三国事当今世上在数控机床科研、设计、制作和应用上,技巧最先进、经验最多的国家。
美国的特点是:政府器重机床工业,美国国防部等部门不断提出机床的发展方向、科研任务和供给充分的经费,且网罗世界人才,特别讲究“效率”和“创新”,重视基础科研。
哈斯自动化公司是全球最大的数控机床制造商之一,在北美洲的市场占有率大约为40%,所有机床完全在美国加州工厂生产,拥有近百个型号的CNC立式和卧式加工中心、CNC车床、转台和分度器。
哈斯致力于打造精确度更高、重复性更好、经久耐用,而且价格合理的机床产品。
数控机床与普通机床的结构图比较,国内外发展趋势与择业分析数控机床与普通机床结构图比较数控机床的机床本体的基本构成与普通机床相似,但由于数控机床在功能和性能上的要求与普通机床存在着很大的差异,所以数控机床的机床本体在整体布局、结构、性能上与普通机床有许多明显的差异,出现了许多适应数控机床功能特点的完全新颖的机械结构和部件。
CNC机床主要组成部分有:信息输入、数控装置、伺服驱动及检测装置、机床本体、机电接口五大部分组成;普通车床主要组成部分有:主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠丝杠和床身。
二者的不同主要体现在以下几个方面:1、数控机床主轴箱和进给变速箱的结构一般都比较简单;齿轮、轴类零件、轴承的数量大为减少;电动机可以直接连接主轴和滚珠丝杠,不用齿轮。
在使用直线电动机、电主轴的场合,甚至可以不用丝杠、主轴箱。
在操作上,它不像普通机床那样,需要操作者通过手柄进行调整和变速,操作机构比普通机床要简单得多,许多机床甚至没有手动机械操作机构。
此外,由于数控机床的大部分辅助动作都可以通过数控系统的辅助功能(M功能)进行控制,因此常用的操作按钮也比较普通机床少,操作更为方便、更简单。
2、普通机床有很复杂的传动系统和变速机构.大部分只有一个驱动电机.而数控机床的机械结构就要简单的多,数控机床的进给运动都采用伺服系统,因而步进电机,滚珠丝杆、滚动导轨或滚动支承等功能元件的应用愈来愈普遍,使得进给箱与滑板箱的构造也得以简化。
这样不仅减少进给系统的摩擦阻力,提高传动效率,而且还可以使运动平稳并获得高的定位精度。
3、在数控机床上,自动换刀装置(ATC),动力刀架、自动排屑装置、自动润滑装置等特殊机械部件是必不可少的,有的机床还带有自动托盘交换装置(APC)。
这些自动化装置都是普通机床上不具备的。
图为一款普通车床图为一款数控机床国内外发展趋势目前,数控机床的发展日新月异,其总的发展趋势是高精度话、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化,并注重工艺适用性和经济性。
国内外当下主产机床对比
1 中高档、中低档数控系统的综合比较
以下精选各数控公司的中高档数控系统、中低档数控系统中最佳性能产品加以比较:
(1)广州数控GSK21M数控系统
系统具有4轴3联动控制功能,可扩展至7轴4联动控制;支持直线、圆弧、样条曲线插补;最快进给速度可达60m/min;系统具有256点输入输出点;,支持梯形图编程;具有99组刀具长度补偿和刀具半径补偿;直线坐标轴具有反向间隙及螺距误差补偿;系统支持刚性攻丝;系统采用4级密码控制系统操作权限;采用电子盘,用户程序容量可达32MB;系统可通过RS232接口实现与PC机通信,用于传输程序、参数和梯形图。
支持U盘存储。
(2)凯恩帝K1000M/T II系列数控系统
系统具有4轴4联动控制功能;数字量输入输出点数可达40/24个,支持梯形图编程;数控系统NC代码处理速度可达10000/18s,最快进给速度可达24m/min;系统具有直线插补、圆弧插补、螺旋线插补等基本插补控制功能;具有刀具半径补偿、刀具长度补偿;具有反向间隙和螺距误差补偿;系统支持刚性攻丝;系统采用4级密码控制系统操作权限;采用电子盘,用户程序容量可达640KB;系统可通过RS232接口实现与PC机通信传输程序、参数和偏置。
支持U盘存储。
(3)华中数控世纪星HNC-21M/T系列数控系统
系统基于嵌入式PC,具有5轴4联动控制功能,具有脉冲输出接口、模拟量输出接口;数字量输入输出点数可达40/32个;系统最小分辨率1µm,最大移动速度:16m/min;系统具有直线、圆弧、螺旋线、正弦线插补,自动加减速控制;支持小线段连续加工功能,适用于复杂模具加工;系统支持反向间隙补偿,多达5000点的双向螺距误差补偿功能; 8MB Flash程序断电存储,8MBRAM加工缓冲区,可选配硬盘支持2GB数控程序存储;可采用RS232接口传输数控代码,可选配以太网接口;系统具有刀具半径补偿、刀尖半径补偿和刀具长度补偿等。
(4)大连大森dasen-3i、dasen-9i
自1995年成立以来,陆续推出了大森Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型及大森Ⅵ型数控系统,属于中、低档数控产品。
目前供应的大森3i型数控系统是大森Ⅲ型数控系统的升级产品:系统具有3轴3联动控制功能;具有PLC在线显示、编辑、监控功能;加工程序容量可升级为240KB;最快速移动速度可达240m/min;计算机联机传输速度可达19200bps;采用130,000p/r绝对值编码器。
大森9i型数控系统,具有3轴2轴联动控制功能;最小分辨率1μm,最大移动速度30m/min;RS232通信接口;具有反向间隙补偿和螺距误差补偿功能;具有刀具半径、刀尖半径、刀具长度补偿功能;程序容量40MB以上,最多支持100个数控程序;采用内置PLC,数字量输入输出点可达44/44个。
(5)日本FANUC公司Fanuc-0i MB/TB系列数控系统
系统具有4轴4联动控制功能;具有4路D/A模拟量伺服闭环控制接口;数字量输入输出点数可达96/64;分辨率1μm时进给速度可达240m/min,分辨率为0.1μm时进给速度可达100m/min;系统具有直线、圆弧、螺旋线插补功能,支持刚性攻丝;数控系统具有刀具半径补偿、刀具长度补偿,且几何误差、磨损误差可以分别补偿;数控系统支持反向间隙补偿、螺距误差补偿;PMC指令处理速度可达3.3ms/1000步,采用梯形图编程,最大存储容量可达4000步;系统支持密码
控制系统操作权限;支持CF卡存储设备,支持以太网通信,用户NC程序存储容量可达256KB,可登记的程序数量为200个。
(6)大连光洋数控GTP8000L/GT800L数控系统
GTP8000L/GT800L系统具有四轴四轴联动控制功能;具有4路脉冲方式的伺服控制接口或4路16位D/A模拟量高精度伺服闭环控制接口;数字量输入输出点数可达72/48;数控系统可处理250段NC指令/s,分辨率1μm时进给速度可达240m/min,分辨率为0.1μm时进给速度可达100m/min;GTP8000L系统具有几何轨迹预读、动态预读、自适应预读三级预读功能,能够在实时预处理几百个NC 程序段,提高连续微小线段轨迹的加工质量和效率,特别适用于加工复杂模具;系统具有直线、圆弧、螺旋线插补功能,支持刚性攻丝和无滞后螺纹插补;系统具有三维等距控制功能,保持刀尖与工件表面距离恒定,适用于激光切割、激光焊接、火焰切割、等离子切割等特殊加工场合;系统支持正弦振荡轴,可编程控制振幅、振荡频率等参数,适用于特殊控制场合;系统具有螺旋线插补、切线圆弧插补、二维样条插补等轨迹插补功能;具有二维切线加工功能,可以控制刀轴矢量和加工轨迹保持一定的角度;具有三次样条规划、平滑过渡等速度控制方式,保证加工过程的平稳性,提高工件表面质量;数控系统具有128组刀具半径补偿、刀具长度补偿,且每组补偿中几何误差、磨损误差可以分别补偿;数控系统支持反向间隙补偿、每轴可达16000点螺距误差补偿;数控系统内置软件PLC指令80μs/1000步,用户可任选IEC61131-3标准的五种语言编程,最大存储容量可达1MB;系统采用10级密码控制系统操作权限;系统采用工业PC机,支持USB 存储设备,支持以太网通信,用户NC程序存储容量可达40GB,可登记的程序数量无限制。
2 高档数控系统
以下精选各公司高档数控系统,就功能、性能进行综合比较:
(1)华中数控高性能数控系统
除具有世纪星系列数控系统的基本功能外,还支持4个通道、16轴控制功能。
(2) Fanuc-16i高档数控系统
该系统最多支持3个通道,20个轴控制功能;系统具有直线插补、圆弧插补、指数插补、圆柱插补、极坐标插补、螺旋线插补、光顺插补、虚拟轴插补、圆锥/螺旋插补、渐开线插补等插补功能;系统具有刀具长度、刀具半径及磨损量、间隙、螺距误差、直线度、倾斜度等各项补偿功能;系统在分辨率为1μm时最大进给速度可达240m/min;分辨率为0.1μm时最大进给速度可达100m/min;在分辨率为0.01μm时最大进给速度可达10m/min;PMC的指令处理速度可达33μs/1000步,PMC用户程序存储容量可达2MB;PMC输入输出点数最多2048/2048点。
系统在硬件上采用两种数字总线:在轴控制部分采用FANUC专用的FSSB 串行伺服总线联接所有的伺服驱动器;在机床面板等机床外围设备部分采用Fanuc I/O Link总线联接。
通过两种总线将实时性要求不同的数据分离开。
(3) Sinumerik840D高档数控系统
该系统最多支持12个通道、31个轴控制功能;系统具有直线插补、圆弧插补、NURBS插补、螺旋线插补、多维样条插补、多项式插补、主数值耦合及曲线表插补、渐开线插补等插补功能;系统具有刀具长度、刀具半径及磨损量、间隙、螺距误差、测量系统误差等补偿功能;系统在分辨率为1μm时最大进给速度可达
300m/min;PLC指令的处理速度可达100μs/1024步;PLC的存储容量可达48KB;系统采用模块化I/O,每个模块输入输出点可达72/48。
Sinumerik840D在硬件上采用了两级数字总线:机床面板、检测元件等机床外围设备和NC之间采用Profibus总线;在轴控制部分加入了一个总线转换设备,向上通过Profibus总线联接到NC控制器,向下通过DriverClique总线联接到各伺服驱动器。
(4)大连光洋GTP8000E系列高档数控系统
GTP8000E系统支持多达6个通道最多32个轴,每个通道可支持五轴联动控制;最多可控制6个主轴,3个手轮,可实现主轴定向、主轴 /旋转轴切换功能;系统硬件上采用16位模拟量高精度伺服闭环接口;具有直线、圆弧、螺旋线、二维样条极坐标和圆柱坐标等插补功能;具有切线圆弧插补、三次样条规划、平滑过渡速度等控制方式;系统提供128组刀具长度、刀具半径、刀尖半径补偿值,且几何误差和磨损量可分别补偿;系统具有反向间隙补偿,以及每轴多达16000点的螺距误差补偿功能;系统在分辨率1μm时进给速度可达240m/min,在分辨率为0.1μm时进给速度100m/min;NC指令预处理速度2000段/秒,可高效处理大量微小线段的高速加工,适用于复杂模具的高效率加工;PLC指令执行速度40μs/1000步;系统采用模块化I/O,输入输出点数最多可扩展至768/512点;系统采用工业PC平台,NC代码存储容量可达40GB以上。
为了提高控制精度,系统采用了多种独特的高精度控制算法,如极坐标、圆柱坐标等插补功能,三次样条规划、平滑过渡等速度控制方式,自适应预读、曲率优化、自适应调节技术等;从用户的角度考虑,为用户开发了一些实用的高级功能,如保持刀具与加工轨迹上任意一点的切线夹角恒定的二维路径切线加工功能;保持刀尖与工件表面距离恒定的三维等距控制功能等。
大连光洋数控的第二代全数字总线式数控系统,针对机床面板、开关等机床外围设备,以及伺服驱动器等实时性不同的数据信息,采用了统一的Glink数字总线,支持多达8个通道、24个轴,多达768/512个I/O点。
在硬件构架上采用最少的硬件,结合高性能的GTP8000E软件数控,实现了高性能的全数字总线式数控系统,和目前国际上流行的总线式数控系统比较,有着显著的竞争优势。