国内外重型数控机床的技术对比
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数控机床技术发展现状及趋势赵学明(广东工业大学,广东广州510006)摘要:现在世界上很多发达的工业化国家在生产中广泛应用数控机床。
随着电子技术和控制技术的飞速发展,当今的数控系统功能已经非常强大,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的发展起着越来越重要的作用。
随着科学技术的发展,世界先进技术的兴起和不断成熟,对数控技术提出了更高的要求。
当今数控机床正在不断采用最新成果,朝着高速化、超精度化、多功能化、智能化、系统化、网络化、高可靠性与环保等方向发展。
关键字:数控机床、技术、现状、发展趋势引言从20世纪中叶数控技术出现以来,数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。
数控加工具有如下特点:加工柔性好,加工精度高,生产率高,减轻操作者劳动强度、改善劳动条件,有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。
数控机床是一种高度机电一体化的产品,适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。
数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
进入21世纪,我国经济与国际全面接轨,进入了一个蓬勃发展的新时期。
机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机,也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力,加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。
随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步,数控机床的应用范围还在不断扩大,并且不断发展以更适应生产加工的需要。
1数控机床的简单介绍车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等都是机械加工方法,所谓机械加工,就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状,包含尺寸精度和几何精度两个方面。
能完成以上功能的设备都称为机床,数控机床就是在普通机床上发展过来的,数控的意思就是数字控制。
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。
国内数控机床现状解析与建议(doc 14页)国内数控机床现状简析及建议一、国内数控机床行业近年取得的成绩我国的数控机床无论从产品种类、技术水平、质量和产量上都取得了很大的发展,在一些关键技术方面也取得了重大突破。
据统计,目前我国可供市场的数控机床有1500种,几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。
领域之广,可与日本、德国、美国并驾齐驱。
这标志着国内数控机床已进入快速发展的时期。
近年来我国机床行业不断承担为国家重点工程和国防军工建设提供高水平数控设备的任务。
如国产XNZD2415型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点,通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门,在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C轴摆角铣头,配以工作台的纵向移动,可完成五自由度的运动。
该构型为国际首创。
基于RT一Linux开发的数控系统具有的实时性和可靠性,能在同一网络中与多台PLC相连接,可控制机床的五轴联动,实现人机对话。
该机床的作业空间4.5mx1.6mx1.2m,A轴转角±1050,C轴连续转角0一4000,主轴转速(无级)最高10000r/min,重复定位精钢类零件)进行中低转速下的强力切削,也适宜冶金、机车、造纸机械等行业对大型工件特别是长轴类零件进行高效、强力车削时采用。
TK68125A型落地式数控镗铣床可广泛适用于大中型柴油机、工程机械、汽车、船舶、航天航空工业的大中型复杂结构件加工,特别适用于对具有空间曲面的复杂零件高速、高效加工。
TK6913B型落地式数控镗铣床在高刚度方滑枕、数控可移动主轴组件、数控回转工作台、数控平旋盘、大型链式刀库、模块化开发等方面形成了自己的核心技术。
陕西汉江机床有限公司把为数控机床配套的高精度滚珠丝杠副和滚动直线导轨副作为主攻方向,2004年共生产滚珠丝杠副5万套,滚动直线导轨副2万套,其中为数控机床配套的高精度产品占产销量的80%以上。
关于各个国家的数控机床的发展历史Newly compiled on November 23, 2020关于各个国家的数控机床的发展历史数控机床是由美国发明家约翰·帕森斯上个世纪发明的。
随着电子信息技术的发展,世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代,其中数控机床就是代表产品之一。
数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。
它为国民经济各个部门提供装备和手段,具有无限放大的经济与社会效应。
欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程,而中国从20世纪80年代开始起步,仍处于发展阶段。
美国发展美国政府重视机床工业,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、科研任务,并且提供充足的经费,且网罗世界人才,特别讲究"效率"和"创新",注重基础科研。
因而在机床技术上不断创新,如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。
由于美国首先结合汽车、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,而且电子、计算机技术在世界上领先,因此其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,故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。
当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床,其存在的教训是,偏重于基础科研,忽视应用技术,且在上世纪80代政府一度放松了引导,致使数控机床产量增加缓慢,于1982年被后进的日本超过,并大量进口。
从90年代起,纠正过去偏向,数控机床技术上转向实用,产量又逐渐上升。
德国发展德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位,在多方面大力扶植。
于1956年研制出第一台数控机床后,德国特别注重科学试验,理论与实际相结合,基础科研与应用技术科研并重。
企业与大学科研部门紧密合作,对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究,在质量上精益求精。
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。
2023年数控重型立式车床行业市场规模分析数控重型立式车床是一种具有高精度、高效率和自动化水平较高的机床。
它广泛应用于制造业,并在汽车、航空、航天、医疗设备、电子等领域中得到了广泛的应用。
本文旨在分析数控重型立式车床行业市场规模。
一、数控重型立式车床的市场需求随着我国制造业的不断发展,数控重型立式车床的市场需求也在不断增长。
在我国汽车工业领域,车床是十分重要的生产工具,数控重型立式车床具有高速、高精度及高效率的特点,能够广泛应用于汽车零部件的加工,成为汽车工业中不可或缺的设备之一。
在其他制造业领域,如飞机制造、船舰制造、医疗设备制造、工业自动化等领域,数控重型立式车床的市场需求也在不断增长。
二、数控重型立式车床的市场规模分析数控重型立式车床市场规模与制造业的需求密切相关。
从我国制造业的发展来看,数控重型立式车床市场规模呈现逐年增长的趋势。
2019年,我国数控机床市场总规模达到1178亿元人民币,其中,数控立式车床市场规模占据较大比重。
根据市场研究机构Statista发布的数据,全球数控机床市场规模在2018年为657.7亿美元,预计到2022年将达到756.5亿美元,这也提示着数控重型立式车床市场规模在未来会继续扩大。
三、数控重型立式车床行业的发展趋势当前,数控重型立式车床行业的技术水平越来越高,具有自动化程度高、生产效率高、生产周期短等特点。
此外,随着智能制造理念的提出,数控重型立式车床也在不断的自动化和智能化,例如在加工过程中通过智能控制系统调节加工参数来实现智能化生产。
总体来看,数控重型立式车床的市场需求将在未来继续增长,这也将推动行业技术的不断创新,提高产品质量和生产效率。
在此情况下,行业中具备强大技术优势和丰富的市场经验的企业将会取得更大的市场份额。
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。
国外数控机床的发展现状
国外数控机床的发展现状可以总结为以下几个方面:
1. 技术水平不断提升:国外数控机床在技术上不断创新,不断引入先进的数控技术。
例如,采用高速切削技术、五轴联动加工技术、模块化设计和云计算等先进技术,实现了更高的加工精度和效率。
2. 自动化程度不断提高:国外数控机床的自动化程度越来越高,自动换刀系统、自动工件装卸系统、自动测量系统等成为标配。
一些国外厂商还将物联网技术应用于数控机床,实现了机床之间和机床与工厂之间的信息共享和智能化管理。
3. 工业
4.0 特征明显:国外数控机床的发展已经开始与工业4.0紧密结合。
通过采用传感器、物联网和云计算等技术,实现了机床的智能化和网络化。
机床可以通过网络连接到工厂和整个供应链,实现智能制造和智能化管理。
4. 市场需求多样化:国外数控机床市场需求多样化,从高速加工到重型加工,从航空航天到汽车制造,从模具制造到医疗设备制造等各个领域都有不同的需求。
为了满足这些需求,国外厂商不断开发和改进不同类型和规格的数控机床。
5. 环保和能源节约意识提高:国外数控机床的设计和生产越来越注重环保和能源节约。
采用节能电机、高效冷却系统、再生能源回收等技术,降低能源消耗和环境污染。
总的来说,国外数控机床的发展趋势是技术创新、自动化、智能化和环保节能化。
这些发展趋势将进一步推动数控机床产业的发展,提高加工质量和效率,满足不同行业的需求。
关于各个国家的数控机床的发展历史文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]关于各个国家的数控机床的发展历史数控机床是由美国发明家约翰·帕森斯上个世纪发明的。
随着电子信息技术的发展,世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代,其中数控机床就是代表产品之一。
数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。
它为国民经济各个部门提供装备和手段,具有无限放大的经济与社会效应。
欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程,而中国从20世纪80年代开始起步,仍处于发展阶段。
美国发展美国政府重视机床工业,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、科研任务,并且提供充足的经费,且网罗世界人才,特别讲究"效率"和"创新",注重基础科研。
因而在机床技术上不断创新,如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。
由于美国首先结合汽车、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,而且电子、计算机技术在世界上领先,因此其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,故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。
当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床,其存在的教训是,偏重于基础科研,忽视应用技术,且在上世纪80代政府一度放松了引导,致使数控机床产量增加缓慢,于1982年被后进的日本超过,并大量进口。
从90年代起,纠正过去偏向,数控机床技术上转向实用,产量又逐渐上升。
德国发展德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位,在多方面大力扶植。
于1956年研制出第一台数控机床后,德国特别注重科学试验,理论与实际相结合,基础科研与应用技术科研并重。
企业与大学科研部门紧密合作,对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究,在质量上精益求精。
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。
大型刀库技术的发展情况浅析摘要:刀库系统是提供自动化加工过程中所需之储刀及换刀需求的一种装置。
其自动换刀机构及可以储放多把刀具的刀库,改变了传统以人为主的生产方式。
借由电脑程序的控制,可以完成各种不同的加工需求,如铣削、钻孔、镗孔、攻牙等,大幅缩短加工时程,降低生产成本,这是刀库系统的最大特点。
近几年来,中国已成为世界机床第一消费大国,但国内生产数控机床的高性能部件主要依赖于进口,其中刀库产品,特别是大型、非标刀库产品在国内的研发生产远远满足不了市场的需要。
关键词:刀库技术国内国外发展1.国外及台湾地区刀库产品现状国外发达国家的企业,刀库普遍自制,如DMG、MAZAK、HASS等。
专业刀库制造主要集中在台湾,知名品牌有吉辅和德大等,它们均有20年以上的经验和技术。
目前,国内主要的刀库主机用户北京一机床、沈阳机床、大连机床、海天数控、汉川机床、桂林机床、昆明机床等企业加工中心的刀库主要由台湾厂家生产,全国60工位以上大型链式刀库的使用量在500台左右,目前在大陆销售的链条式刀库几乎全部是台湾品牌,尤其以吉辅和德大为代表,这两个厂家的链式刀库在中国市场占80%左右。
1.1.台湾吉辅:自1979年开始进入刀库领域,是最早的刀库专业制造厂家,已经成为亚洲地区的行业领先者,2009年该公司在大陆的营业额已接近1.3亿元人民币。
吉辅的链式刀库品种齐全,容刀数量从32把到120把,刀数不等,刀柄形式有BT、CAT、HSK等规格,如其典型刀库CAT50-120CH,刀库数量120把,最大抓刀重20Kg,换刀时间13sec。
台湾德大:是台湾目前最大的刀库专业生产厂,其生产品种繁多,如盘式、链式、斗笠式等,产品种类齐全,在台湾市场占有率约50%。
除了盘式、斗笠等常规刀库外,在链式刀库方面拥有32、40、60、90、120等多种规格,且适用于BT、CAT、HSK等刀柄。
1.2. 德国KTC公司:生产ATC90/HSK-A100K-GF-H刀库。
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。
我国机床形势严峻,与国外的机床差距在哪⾥?机床,⼜被称为⼯业之母,制造机器的机器。
机床⾏业的上游包括钢铁、铸造⾏业,⽽下游则影响着汽车、铁路、风电、核电、船舶制造、航空运输以及关乎到国防的军⼯⾏业。
它深深影响着我国的各个⾏业,也影响着我们⽣活的各个⾓落。
我国作为世界第⼀机床⽣产和消费⼤国,年度数控机床的市场规模超过3000亿⼈民币,全球机床市场三分之⼀属于中国,如此⼤的市场容量,为何我国机床业的发展依旧艰难?国产机床与外国的差距到底在哪⾥?“我国的⼯业起步晚、技术落后,⽽且⼏乎是在⼀穷⼆⽩的境况之下开始的,机床也在其中。
“1958年,在国外援助之下,我国研制出了第⼀台数控机床,从此开始数控机床的发展之路。
到了六⼗年代,欧美对中国进⾏技术封锁,也停⽌对中国的援助,机床⾏业依靠着⾃⽴更⽣发展出⼗⼋家⾻⼲企业,也就是后来的机床⾏业“⼗⼋罗汉”。
这⼗⼋家企业默默⽀撑着我国当时整个装备制造业乃⾄⼯业的发展,但随着市场及政策的变动,使昔⽇名扬天下的⼗⼋罗汉,听上去更像是⼀个隐退江湖后的传说。
取⽽代之便是中国机床⾏业的四⼤⽀柱企业,沈阳机床、⼤连机床、秦川机床、昆明机床。
2008年时,世界机床企业产值排名中,德国通快以25.3亿美⼑居⾸,亚军⽇本⼭崎马扎克21.6亿美⼑,季军是21.4亿美⼑的德国吉德曼(GILDEMEISTER)。
其后是⽇本⼤隈、⽇本天⽥(AMADA)、美国MAG、⽇本森精机、中国沈阳机床、⽇本捷太格特(Jtekt)、中国⼤连机床。
TOP10⾥,两家德国企业,五家⽇本企业,⼀家美国企业,两家中国企业。
⼗年后,2018年,当年排名第⼀的德国通快营收已超41亿美⼑,排名第三的德国GILDEMEISTER的DMG已与排名第七的⽇本森精机合并为MORI-DMG,年营收同样超过40亿美⼑。
当年排名靠后的⽇本捷太格特,凭借机床和汽车零部件两线业务⾼速发展,年营收规模蹿升超过130亿美⼑!连当年籍籍⽆名的台湾地区的友嘉机床集团,通过不断并购和发展,年营收也超过了22亿美⼑。
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。
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,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。
原因就是在重型机床领域,国际竞争力相对并不激烈,使国内重型机床企业在一些产品市场顺利实现了替代进口。
(1)重型龙门加工中心发展趋势是高功率、大扭矩、高复合型以及复杂孔面加工能力。
在世界范围内看,代表重型龙门加工中心最高水平的是德国瓦德里希²科堡公司的产品,北一机床采用的就是德国瓦德里希²科堡的技术。
希斯(SCHIESS)与科堡机床相比较,无论在功率、扭矩、规格上基本相当,但希斯公司的机床主轴转速高,精度保持性好,在技术上属于世界领先水平。
与国内外其他产品相比较,国外重切削能力较强,加工精度高,并且具有很多技术优势,比如横梁加工仿形技术,Z轴滑枕长度补偿技术,龙门框架X轴移动双电动机,三电动机甚至四电动机同步技术等。
(2)落地铣镗床国内的生产厂家主要有:昆明机床厂、齐齐哈尔二机床厂、济南第二机床厂、武汉重型机械厂等。
国外的落地铣镗床生产厂家主要有:意大利的PAMA公司、德国希斯、意大利的INNSEBERARDI公司、捷克的SKODA公司等。
HORIMASTERHM3规格产品除昆明机床厂采用滚动滑动复合导轨、中捷机床有限公司采用钢轨和直线导轨外,其余主要生产厂家多为静压式导轨结构,静压技术也相对比较成熟,HORIMASTERHM5除昆明机床厂采用滚动滑动复合导轨外,其余均为静压导轨。
静压技术在高精度重型机床领域中应用很广泛,优点是机床稳定性和整体刚性好,缺点是制造成本和难度相对较高。
另外,在市场上从结构上主要采用滑枕和主轴配合使用,以增加机床的加工范围和功能需要。
(3)数控龙门移动式和台式车铣加工中心国外主要生产商有德国科堡、意大利皮特卡纳奇、美国吉根、德国沙尔曼公司等,这些公司都具有多年生产重大型机床的经验。
国内开发研究尚属初期阶段,技术还不够成熟。
目前,国内的机床均不同程度地存在着承载能力低、精度不高、低负荷等缺点,不能完全满足国家发展的整体需求,特别是在军工、航天等行业更是需要这种高端的产品来支持。
可自由组合直线坐标和圆坐标的车、镗铣加工,还可以通过配置性能可靠的附件,按用户的要求配以不同的自动化程度。
机床的几何空间及附件尺寸可根据加工要求进行个性化设计。
(4)重型数控车床数控单柱移动立式铣车床是武重为加工三峡工程水轮机的关键设备,代表了我国超重型机床的生产能力和水平,标志着我国自主知识产权产品达到世界先进水平,成为世界上少数几个超重型机床供应国之一,也为设计、制造更多的铣车复合机床系列打下了基础。
此外,齐重数控设计制造的数控重型卧式车床是为哈尔滨电机厂提供的三峡工程配套设备,加工直径4.3m,加工长度18m,最大承重250t,机床可实现工件自动测量,机内对刀。
在加工三峡机组水轮机转子时,一次装夹重达200t的工件,完成对工件的全部加工。
该机床的研制成功,标志着重型卧式车床制造能力迈上新台阶。
我国重型数控机床的优点及进步近两年,我国重型数控机床发展最快,如重型数控龙门镗铣床,重型落地镗铣床,重型立、卧式车床等的年产量和市场消费量已居世界第一。
重型机床发展之快速是我国电力、船舶、石化和矿山等重型设备制造大量需求直接拉动的反映。
一批新产品如数控双龙门镗铣床、龙门车铣复合加工机床、动梁可交换工作台可换铣头五面体龙门加工中心等研制成功;关键技术,如静压导轨和静压轴承技术、同步控制和运动补偿技术、五轴联动技术、大功率双摆角铣头和重型回转工作台的技术攻关相继突破,标志着我国重型机床发展达到新的高度。
北京第一机床厂开始制造国内单机产值最大(8700万元/台)的超重型数控龙门镗铣床,目前一批世界之最的超重型机床陆续投入研制,将引导我国进入世界重型机床制造强国之列。
武汉重型机床集团制成XKD型超重型数控双龙门镗铣床,并投入自用。
该机床为双龙门移动式,4铣头,龙门宽度6.8m,加工长度57m.双龙门移动式4铣头结构属于国内首创。
齐重数控装备有限公司试制成功BVDM315³5MC型立式铣钻中心,该机床采用双柱龙门框架结构,双刀架双24刀库,中心主轴出水功能,转速达到5000r/min,静压导轨回转工作台C轴功能,工作台直径3150mm,定位精度5″,最大加工直径3150mm,工件重20t,该机床用于大型风电轴承加工,填补国内空白。
齐齐哈尔二机床集团公司试制成功XK2127型五轴数控动梁龙门镗铣床。
该机床采用长跨距重载滚珠丝杠及辅助装置,全自动附件交换装置,主轴浮动夹刀装置,横梁液压比例平衡等新技术,工作台8000mm³3000mm,主轴转速5~2000r/min,伺服电动机功率24kW,可实现多轴控制,五轴联动。
沈阳机床(集团)有限责任公司研制成功GMC2060u桥式龙门五轴加工中心。
机床在X向双向驱动的同步控制及调整技术、五坐标联动误差补偿技术、机床总体结构和拓扑优化有所突破,在高速、高精度和高刚度方面有所进展。
机床参数:X³Y³Z:6300mm³2500mm³1000mm;主轴转速240~24000r/min,快速移动30m/min,A轴+95°~110°,C轴±360°。
该机床在军工业广泛应用。
大连机床集团有限责任公司制成VX32~60动梁可交换工作台可换头五面体龙门加工中心,工作台长2000~12000mm,宽1600~3000mm,承重30t,X³Y³Z:7600mm³4700mm³1000mm,采用滚动直线导轨、电主轴和数控双摆角铣头。
机床在关键技术设计制造上有新突破。
秦川机床集团公司2008年开发出VTM260型龙门式铣车复合加工中心,机床具有七轴五联动功能,复合化程度较高,可一次装夹实现车、铣镗、钻、攻螺纹和车螺纹等功能。
工作台直径2600mm,最大车削直径3600mm,车削主电动机功率90kW,工作台车转速1~100r/min,工作台铣转速0~2r/min,铣轴电动机功率37kW,主轴转速1500r/min,C轴定位精度20″。
国内重型数控机床与国外同类产品的差距尽管我国重型机床行业在最近几年来有了长足进步,取得可喜的发展。
但是绝大部分中、高档重型数控机床还是依靠进口,其中德国和意大利的产品较多,它们代表着世界先进水平。
国内产品与国外产品在结构上的差别并不大,采用的新技术也相差无几,但在先进技术应用和制造工艺水平上与世界先进国家还有一定差距。
新产品开发能力和制造周期还满足不了国内用户需要,零部件制造精度和整机精度保持性、可靠性尚需很大提高,尤其是在与重型机床配套的数控系统、功能部件,如刀库、机械手和两坐标铣头等部件,还需要境外厂家配套满足。
国内重型机床制造企业的制造能力很强,但大而不精,其主要原因还是加工设备落后,数控化率很低,尤其是缺乏高精水平的加工设备。
同时,国内企业普遍存在自主创新能力不足,因为重型机床单件小批量的市场需求特点,决定了对技术创新的要求更高。
国内重型数控机床产品与发达国家着名企业相比仍存在一定差距,产品水平的差距主要体现在:(1)主轴转速国外先进水平已发展到最高达3000~4000r/min,而国内主要徘徊在800~1500r/min.(2)快速进给国外先进水平达20000~30000mm/min,而国内主要在6000~10000mm/min.(3)精度国外先进水平定位精度0.015/1000mm,重复定位精度0.003~0.007mm;国内产品定位精度0.025/1000mm,重复定位精度0.01~0.015mm.(4)其他机床的可靠性、精度的稳定性、复合多功能、柔性化、智能化方面不如国外厂家,外观质量也有明显的差距。
国内厂家尽管技术略逊于国外先进水平,但在制造能力和价格上有很大的优势,尤其是超重型机床已达到当代国际先进水平。
我们相信,我国重型机床制造随着科技进步与艰苦奋斗的努力,一定会逐步缩小与世界先进水平的差距。
重型数控机床的发展方向作为机械装备母机,机床制造业发展来源于其下游产业推动,机床行业下游产业主要有造船、工程机械、航空航天、汽车、铁路、电力设备、风电设备、动力设备、制冷设备和石化设备等。
随着我国航空航天业发展,势必带动促进装备制造业发展。
由于航空航天工业产品零件具有耐高温、高强度、难加工、合金材料与复合材料多、复杂结构件多、工艺要求高等特点,要求机床加工设备向大型(重型、超重型)、高速、精密、复合、智能化趋势发展。
航空发动机及其零部件加工需要大量高精度机床作支撑,发动机结构复杂,整体机匣、叶片加工需要多功能、高精度数控机床,如数控立车、数控精密镗床五轴加工心等。
为此,航空航天业对机床要求高,加之欧美、日本等国外强势机床企业进驻与当前国际金融危机影响下不明朗的环境,应进一步加速推动国内机床调头向高端发展。