國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的跨越式發(fā)展
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我國加入世貿(mào)組織后，機(jī)床工具市場進(jìn)一步國際化，競爭更加激烈。市場要求機(jī)床工具行業(yè)能夠提供優(yōu)質(zhì)高效的產(chǎn)品，具有合理的性能價(jià)格比，而且交貨期短。為此，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)周期會(huì)越來越短，而產(chǎn)品變化越來越頻繁。
數(shù)控機(jī)床是電子信息技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)床技術(shù)相融合的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其中“五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控”是數(shù)控技術(shù)中難度最大、應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)。它集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工技術(shù)于一體，應(yīng)用于復(fù)雜曲面的高效、精密、自動(dòng)化加工。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業(yè)和軍工部門迫切需要的關(guān)鍵加工設(shè)備。國際上把五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)作為一個(gè)國家工業(yè)化水平的標(biāo)志。 一、我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)起步階段 工業(yè)發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床的發(fā)展大體上經(jīng)歷了緩慢、快速和深入發(fā)展三個(gè)階段，目前已達(dá)較高水平，其機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率至少超過50%，產(chǎn)量數(shù)控化率至少超過20%。內(nèi)中金切機(jī)床數(shù)控化率更高，比如號稱“數(shù)控王國”的日本，“二戰(zhàn)”后日本為加速經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇與起飛，制定了《機(jī)械工業(yè)振興法》并堅(jiān)持實(shí)行多年。該法對機(jī)床業(yè)的發(fā)展做出了詳細(xì)、全面的規(guī)劃，在日本機(jī)床業(yè)的振興過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。2000年金切機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率為88.5%、產(chǎn)量數(shù)控化率為59.4%。而美國政府非常重視機(jī)床工業(yè)，特別講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。因而在機(jī)床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機(jī)床。上世紀(jì)80年代，為保護(hù)當(dāng)時(shí)在世界上并不先進(jìn)的美國本國數(shù)控機(jī)床業(yè)，迫使日、德、西班牙等國就數(shù)控機(jī)床對美出口簽訂“自動(dòng)限制協(xié)議”。而在上世紀(jì)50年代末的中國，第一臺數(shù)控機(jī)床是誕生在與新中國差不多一起成長的老國企北京第一機(jī)床廠。但由於技術(shù)、市場等多方面的原因，我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)是從“六五”起步，發(fā)展比較緩慢，到“七五”引進(jìn)技術(shù)、合作生產(chǎn)，繼而“八五”又消化吸收并實(shí)現(xiàn)了自主版權(quán)的開發(fā)。 二、“九五”讓數(shù)控產(chǎn)業(yè)化成為可能 數(shù)控系統(tǒng)裝置是數(shù)控機(jī)床的神經(jīng)中樞，是曾長期阻礙中國數(shù)控領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。就世界范圍來說，經(jīng)過多年市場激烈競爭，已形成由日本發(fā)那科公司獨(dú)占世界市場50%、德國西門子公司占據(jù)25%的壟斷局面。我國從上世紀(jì)90年代末開始，掌握了基于通用32位工業(yè)控制機(jī)開放式體系結(jié)構(gòu)，一舉站在同一起跑線上。 在數(shù)控系統(tǒng)方面，首先解決了結(jié)構(gòu)性的初步轉(zhuǎn)換。據(jù)介紹，“八五”末期，我國沒有明確技術(shù)發(fā)展的主框架，即采用專用集成電路，還是以PC為基礎(chǔ)的平臺結(jié)構(gòu)�！熬盼濉逼陂g，國家有關(guān)部門明確發(fā)展以PC為平臺的數(shù)控系統(tǒng)，通過“九五”的攻關(guān)，現(xiàn)在框架上已初步完成。其次，提高了數(shù)控系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，MTBF由5000小時(shí)達(dá)到20000小時(shí)，這一指標(biāo)使國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，基本解決了國內(nèi)用戶生產(chǎn)企業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，解決了多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的技術(shù)難題。從過去的三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)達(dá)到了最多可達(dá)八坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，打破了國外對我國的技術(shù)“限制”。同時(shí)，我國國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)已具備批量生產(chǎn)能力，市場品牌也在逐步樹立。目前，批量投入市場的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，具有性能價(jià)格比優(yōu)勢，正在改變國際強(qiáng)手在中國市場上奇貨可居的壟斷局面；經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)先于外商進(jìn)入市場成為一類主導(dǎo)產(chǎn)品；與之匹配的數(shù)字交流伺服電機(jī)及主軸電機(jī)已有自主版權(quán)的商品問世。 在數(shù)控機(jī)床方面，首先解決了可靠性指標(biāo)的認(rèn)定方法問題�！鞍宋濉蹦┢谖覈鴶�(shù)控機(jī)床的MTBF只有200小時(shí)，經(jīng)過這幾年的努力，現(xiàn)在已達(dá)到400小時(shí)，增長幅度達(dá)100%。
第二，加工中心主軸轉(zhuǎn)速由每分鐘4000轉(zhuǎn)達(dá)到10000轉(zhuǎn)，解決了由于這一關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)低，造成大量國外數(shù)控機(jī)床進(jìn)口的問題。目前，這一技術(shù)的關(guān)鍵產(chǎn)品也已小批量生產(chǎn)，如內(nèi)裝式電主軸等。第三，坐標(biāo)進(jìn)給速度由“八五”末期的每分鐘15米增加到40米，達(dá)到了國際水平。第四，加工中心換刀速度由“八五”末期5~8秒減少到1.5~3秒，也接近了世界先進(jìn)水平。 1990年數(shù)控成形機(jī)床產(chǎn)量僅26臺。進(jìn)入“九五”后，由于國產(chǎn)機(jī)電產(chǎn)品普遍升級換代，加上高起點(diǎn)外商投資企業(yè)的大量興辦，帶動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用。 1998~2001年數(shù)控機(jī)床凈進(jìn)口額的變化，可以從另一個(gè)側(cè)面反映這3年中國數(shù)控機(jī)床消費(fèi)額的快速增長勢頭。這3年中，數(shù)控機(jī)床進(jìn)口額的年均增幅達(dá)22.4%，數(shù)控機(jī)床出口額則沒有增長。2001年中國數(shù)控機(jī)床進(jìn)口額為14.112億美元，而數(shù)控機(jī)床出口額僅為0.443億美元。 三、我國數(shù)控機(jī)床已由成長期進(jìn)入快速發(fā)展期 近年來我國機(jī)床行業(yè)不斷承擔(dān)為國家重點(diǎn)工程和國防建設(shè)提供高水平數(shù)控設(shè)備的任務(wù)。如國產(chǎn)五軸聯(lián)動(dòng)加工中心、五軸龍門銑床、五軸落地銑鏜床的開發(fā)應(yīng)用，為我國第一條磁懸浮列車軌道橫梁加工用的銑鏜床加工中心，用于三峽發(fā)電機(jī)組的16米數(shù)控立車，用于“神舟五號”載人飛船加工太陽能接收板的精密龍門鉆鏜床和用于燃燒室零件加工的特殊銑床，用于核電站鍋爐制造的專用立式車床等。 中國機(jī)床工具協(xié)會(huì)名譽(yù)理事長梁訓(xùn)瑄用一件小事詮釋了我國數(shù)控機(jī)床的進(jìn)步。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是數(shù)控機(jī)床技術(shù)制高點(diǎn)標(biāo)志之一，2001年第七屆國際機(jī)床展覽會(huì)召開時(shí)，中國展出5種此類商品，之后陸續(xù)供應(yīng)市場投入生產(chǎn)使用，而德國某企業(yè)因此類產(chǎn)品進(jìn)入中國需經(jīng)其政府審查，未能如愿出展，坐失良機(jī)。在次年4月的第八屆展會(huì)上，中國推出了3種用于航空、航天、造船、冶礦等工業(yè)的重型龍門移動(dòng)式數(shù)控五軸聯(lián)動(dòng)鏜銑床。 我國的數(shù)控機(jī)床無論從產(chǎn)品種類、技術(shù)水平、質(zhì)量和產(chǎn)量上都取得了很大的發(fā)展，在一些關(guān)鍵技術(shù)方面也取得了重大突破。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國可供市場的數(shù)控機(jī)床有1500種，幾乎覆蓋了整個(gè)金屬切削機(jī)床的品種類別和主要的鍛壓機(jī)械，領(lǐng)域之廣，可與日本、德國、美國并駕齊驅(qū)；金屬切削機(jī)床的產(chǎn)值數(shù)控化率從1996年的23.11%增加到2003年的33%，數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)值比上年增長56.4%；2003年國產(chǎn)數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量已達(dá)36813臺，比上一年增長110%。這標(biāo)志著中國數(shù)控機(jī)床已進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。 四、數(shù)控機(jī)床功能部件產(chǎn)業(yè)化加速
從國內(nèi)外機(jī)床行業(yè)發(fā)展看，主機(jī)市場的強(qiáng)勁需求，為配套功能部件提供了廣闊的發(fā)展空間。 我國加入世貿(mào)組織后，機(jī)床工具市場進(jìn)一步國際化，競爭更加激烈。市場要求機(jī)床工具行業(yè)能夠提供優(yōu)質(zhì)高效的產(chǎn)品，具有合理的性能價(jià)格比，而且交貨期短。為此，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)周期會(huì)越來越短，而產(chǎn)品變化越來越頻繁。 有專家預(yù)言，今后5~10年機(jī)床工業(yè)將更多瞄準(zhǔn)購買零部件來組裝機(jī)床，投入市場。機(jī)床行業(yè)要優(yōu)質(zhì)快速生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，以滿足市場的需求，為數(shù)控機(jī)床配套的功能部件必須優(yōu)先快速發(fā)展。 目前，我國的功能部件生產(chǎn)發(fā)展緩慢，品種少，產(chǎn)業(yè)化程度低，不能滿足市場要求，不得不依賴進(jìn)口。功能部件成為今天發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的瓶頸。由于功能部件進(jìn)口價(jià)格昂貴，造成數(shù)控機(jī)床整機(jī)價(jià)格不斷上升，我國生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床幾乎失去了競爭優(yōu)勢。 國家發(fā)改委工業(yè)司處長程竹生表示，國家發(fā)改委將利用國債資金，支持?jǐn)?shù)控機(jī)床功能部件的產(chǎn)業(yè)化。 于成廷分析，為什么要把數(shù)控機(jī)床列入重點(diǎn)，因?yàn)樗菍儆诟咝录夹g(shù)產(chǎn)業(yè)。而功能部件是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)里面的單元技術(shù)載體，正是這些高技術(shù)單元，才使數(shù)控機(jī)床整機(jī)性能有高水平，因此對功能部件的發(fā)展不能忽視；功能部件是多品牌產(chǎn)業(yè)。就滾珠絲杠來說，螺距、直徑、長短的變量可以分出很多種品牌和規(guī)格。刀庫和機(jī)械手也是多品牌和多規(guī)格的。這里要強(qiáng)調(diào)模塊化，模塊化是指它的技術(shù)、它的工藝、它的制造方法，甚至它的生產(chǎn)方式，強(qiáng)調(diào)共性的地方，因此它又是專業(yè)化、大批量生產(chǎn)；功能部件產(chǎn)業(yè)是高效率產(chǎn)業(yè)。生產(chǎn)周期一定要嚴(yán)格控制，最大限度地縮短生產(chǎn)周期。要把高效率和生產(chǎn)周期緊密結(jié)合起來，按照國際上的水平來制定供貨期。 最后，有關(guān)專家對我國機(jī)床今年的形勢做出預(yù)測：2004年，我國機(jī)床工具行業(yè)將保持較快速度的發(fā)展，由于2003年增幅基數(shù)較高，2004年將有所回落，估計(jì)增長速度約為15%~20%；機(jī)床工具行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值和產(chǎn)品銷售收入將雙雙突破1000億大關(guān)。數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)數(shù)控系統(tǒng)，我國90%要從國外進(jìn)口。在我國機(jī)床工具行業(yè)“十五”規(guī)劃中，到2005年，我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量將達(dá)到2.5萬至3萬臺，同時(shí)高中檔比例將由目前的20%上升到40%左右。 |
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