楊玉芳
摘要:數(shù)控車床和數(shù)控技術(shù)在整個(gè)機(jī)械加工工業(yè)中已占有舉足輕重的作用,也代表著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展水平。本文通過對我國數(shù)控車床的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢進(jìn)行闡述,因此為我國數(shù)控車床發(fā)展提出一些建議。
關(guān)鍵詞:數(shù)控車床;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
引言
車床是機(jī)械加工中加工量大而面廣的重要設(shè)備,而傳統(tǒng)車床普遍存在車削加工工步長,輔助時(shí)間多,利用率低等問題。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控裝置為數(shù)控車床的開發(fā)進(jìn)入全盛時(shí)代奠定了基礎(chǔ)。數(shù)控車床的普及和應(yīng)用,打破了傳統(tǒng)的車床類界限,將普通車床、六角車床、單軸自動(dòng)車床等多種車床的全部或部分工序工作融為一體。極大提高了加工精度,其極強(qiáng)的適應(yīng)能力也深受用戶歡迎。數(shù)控車床和數(shù)控技術(shù)在整個(gè)機(jī)械加工工業(yè)中已占有舉足輕重的作用,也代表著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展水平。
一、我國數(shù)控車床的現(xiàn)狀
數(shù)控車床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品,是集機(jī)床、計(jì)算機(jī)、電機(jī)及其拖動(dòng)、自動(dòng)控制、檢測等技術(shù)為一身的自動(dòng)化設(shè)備。目前我國的機(jī)床制造技術(shù)呈現(xiàn)出品種多樣化、功能專門化、結(jié)構(gòu)模塊化等技術(shù)趨勢,這與數(shù)字控制器功能的發(fā)展和機(jī)床自身機(jī)構(gòu)、制造工藝以及加工精度等方面的改進(jìn)密切相關(guān)。同時(shí),數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也在逐步適應(yīng)環(huán)境保護(hù)和安全方面的發(fā)展要求。如今數(shù)控技術(shù)已被世界各國制造業(yè)廣泛采用,大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的車床制造也已成為各國加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
20世紀(jì)30年代,世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)生,隨著新技術(shù)革命的開始,數(shù)控車床也隨之誕生。1952年美國研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,幾年后日本成功研制出第一臺(tái)數(shù)控車床。此后,車床產(chǎn)業(yè)步入了數(shù)控化。
我國數(shù)控車床的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代初。通過30多年的發(fā)展,由國內(nèi)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型臥式數(shù)控車床成為我國當(dāng)前的主流產(chǎn)品,以其實(shí)惠的價(jià)格和較少的設(shè)備投入費(fèi)用,贏得了國內(nèi)企業(yè)的信賴。除此之外,2軸控制的臥式數(shù)控車床和立式數(shù)控車床等國產(chǎn)產(chǎn)品也受到了用戶的認(rèn)可,基本能滿足用戶的需要。目前,國產(chǎn)數(shù)控車床的品種、規(guī)格較為齊全,質(zhì)量基本穩(wěn)定可靠,已步入全面發(fā)展階段。但是,畢竟我國的數(shù)控車床產(chǎn)業(yè)與國外相比還不夠成熟,一些較為先進(jìn)的車床品種的開發(fā)與制造與較成熟的國家相比還存在很大差距。因此,我國各大機(jī)床廠家則采取與國外著名機(jī)床廠家合作、合資、技術(shù)引進(jìn)、樣機(jī)消化吸收等措施來提高我國的機(jī)床制造水平。于是,對于車削中心等3軸控制以上的中高檔數(shù)控車床,國內(nèi)用戶大部分選用進(jìn)口產(chǎn)品或合資、獨(dú)資企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品。經(jīng)過以上各種發(fā)展方式,近幾年,我國在數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展方面進(jìn)行高度重視,取得了較大進(jìn)步。在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域,特別是以PC平臺(tái)為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)走入了世界的前列。同時(shí)也開發(fā)了多個(gè)中高檔數(shù)控車床新品種。
縱觀我國數(shù)控車床的發(fā)展歷程,盡管取得了不少成績,但同時(shí)也存在不少問題。主要問題有:科技基礎(chǔ)薄弱、自主創(chuàng)新能力不強(qiáng);低檔產(chǎn)品產(chǎn)能過剩,高檔產(chǎn)品產(chǎn)能不足;產(chǎn)品質(zhì)量以及可靠性服務(wù)能力不足,功能部件發(fā)展滯后等??偟膩碚f,目前我國數(shù)控車床技術(shù)產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng),需要加大機(jī)床主機(jī)以及重要元器件的創(chuàng)新力度,同時(shí)加大數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)力度,不斷完善和提高機(jī)床加工精度和自動(dòng)化效率,努力追趕世界先進(jìn)水平。
二、我國數(shù)控車床未來發(fā)展趨勢
隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強(qiáng)以及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和信息化技術(shù)的不斷發(fā)展,我國數(shù)控車床產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢。
(一)高速化與高精度化
高速化、高精度化主要體現(xiàn)在主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給率、運(yùn)算速度及換刀速度的高效率。目前一些歐洲的高速加工中心主軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到60000r/min,而轉(zhuǎn)速高達(dá)160000r/min的超高速主軸也在研制開發(fā)中。因?yàn)楦咚佟⒏呔庸ぜ夹g(shù)可極大地提高效率、產(chǎn)品質(zhì)量和檔次,同時(shí)縮短生產(chǎn)周期,從而提高市場競爭能力。
(二)高性能
隨著數(shù)控技術(shù)的不斷完善,數(shù)控車床也實(shí)現(xiàn)多臺(tái)集中控制,甚至遠(yuǎn)距離遙控。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),機(jī)床制造商可以建立機(jī)床遠(yuǎn)程技術(shù)支持體系,實(shí)現(xiàn)工況信息的傳輸、存儲(chǔ)、查詢和顯示以及遠(yuǎn)程智能診斷。為了擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍、提高效率,應(yīng)實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用、一機(jī)多能,進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。
(三)多軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工
高速高精加工的實(shí)現(xiàn)需要配套功能部件的同步支持。因此電主軸、直線電機(jī)等也需快速發(fā)展。采用5軸聯(lián)動(dòng)對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削,可大幅度提高效率。當(dāng)前電主軸的出現(xiàn)使得5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化,制造難度和成本大幅降低,數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。從而促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型機(jī)床的發(fā)展。
(四)高柔性化
柔性是指數(shù)控設(shè)備適應(yīng)加工對象變化的能力。我國數(shù)控車床將向自動(dòng)化程度更高的方向發(fā)展,將管理、物流及各相應(yīng)輔機(jī)集成柔性制造系統(tǒng)。我國的數(shù)控車床對加工對象的變化適應(yīng)能力強(qiáng),在提高單機(jī)柔性化的同時(shí),朝著系統(tǒng)柔性化方向發(fā)展。從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨(dú)立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展。如出現(xiàn)了PLC控制的可調(diào)組合機(jī)床、多軸數(shù)控加工中心、換刀換箱式加工中心。此外,還應(yīng)兼顧應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。
(五)綠色化
隨著人類環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐步加強(qiáng),各行各業(yè)在經(jīng)濟(jì)和效益發(fā)展的同時(shí)也密切關(guān)注著其對環(huán)境的影響。因此,當(dāng)下的數(shù)控車床發(fā)展必須把環(huán)保和節(jié)能納入考慮范疇,即要實(shí)現(xiàn)切削工藝的綠色化。為了節(jié)約資源,減少對環(huán)境的破壞,近年來出現(xiàn)了不用或少用冷卻液的干切削或半干切削的數(shù)控車床,這類產(chǎn)品節(jié)能環(huán)保,不僅為用戶所歡迎,更贏得了社會(huì)各界的認(rèn)可。因此,綠色制造是數(shù)控車床發(fā)展的大趨勢,抓住這一方向,將使我國節(jié)能環(huán)保車床發(fā)展迅速并占領(lǐng)更多國際市場。
結(jié)語
綜合上述對我國數(shù)控車床發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢的分析,可知我國數(shù)控車床產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)的狀況仍十分明顯。各大企業(yè)應(yīng)抓住“十二五”的發(fā)展機(jī)遇,不斷改進(jìn)和完善數(shù)控技術(shù),加大創(chuàng)新力度,增強(qiáng)國產(chǎn)數(shù)控車床的核心競爭力,樹立自主創(chuàng)新的品牌意識(shí),實(shí)現(xiàn)我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)由生產(chǎn)大國向生產(chǎn)強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。
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