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數控機床市場發展前景范文1
【關鍵詞】 機床工業;現狀;發展規律;驅動因素
中國作為全球的制造業大國,裝備制造業在國民經濟中占有很大的比重。伴隨中國的工業化、城鎮化進程,裝備工業有了迅猛發展,作為裝備制造業的核心和基礎,機床行業備受重視,機床工業無論地位、產值、技術、市場等各個方面均有了飛速發展,但和國際機床行業強國德國、日本比較還有一定差距,伴隨我國科學、技術進步和工業化、城鎮化的發展,機床行業具有光輝的發展前景。本文主要從中國機床工業的發展規律及驅動因素上分析機床工業的發展前景。
一、國際機床行業的發展規律和現狀
1、機床工業的生產狀況
全球28個主要機床生產國家和地區2012年產值為932億美元,中國約占30%,位居第一位。機床生產前8位國家和地區依次是中國、日本、德國、意大利、瑞士、美國、韓國和中國臺灣。進入世界機床產值最大20家企業中,日本和德國最多,分別達6家,中國、美國和韓國排在其后,分別有2家,瑞士1家排在第6位。美、德 、日仍然是美、歐、亞三洲機床生產強國。
2、全球機床行業的消費情況
中、德、日、美、意是世界機床重點消費大國,占全球消費總量的73%。2013年中國機床消費381億美元,漲幅近12%,占全球消費量的30%,仍然居世界第一,其中中國金屬加工機床消費則占據全球市場的45%。美國、德國、日本機床消費增長已成定勢,而且以中高檔數控機床為消費主流。以歐元計算,各地區占比基本未變,亞洲占全球機床產值的57.7%,歐洲占比為34.7%,美洲占比為7.6%。其中2012年前十位機床消費國占全球市場80%。
3、全球機床行業的特點和分布格局
歐美機床企業集團化趨勢加強,控制著機床行業高端技術。美國企業重點發展高精尖機床技術,生產飛機、宇航、汽車工業所需高精度、高效、高自動化、高性能機床。德國企業對加工工藝研究投資不遺余力,尤以重型機床、大型精密機床著稱,精度及使用壽命最好。瑞士機床企業以中小精密機床技術著稱于世,擅長將現代電子技術應用于機床系統。意大利機床企業擅長生產單臺定制,個性化顯著的機床,機床的柔性化程度高。韓國、日本、臺灣擅長生產經濟實用性較強的中高檔機床,其中日本企業對機床壽命設計有特別的獨到技術。
4、機床行業在全球進行技術轉移
產業轉移的重要理論依據是比較優勢,由于各個國家的勞動力成本、產業配套、法律法規、教育體系等各個方面的不同,同樣的產品在各個國家中成本有明顯差異,而發展中國家在制造業和一些低端產品具有明顯優勢,成為產業轉移的理想目的地。發達國家將傳統成熟產業有計劃、有步驟地向發展中國家轉移。造船行業、港口機械、工程機械等勞動密集型產業由于技術含量較低、運輸成本高、環保壓力大等因素成為發達國家的主要轉移領域。中國機床行業由于中國的第一消費大國地位和生產成本、人員工資、工業配套等因素成為機床產業轉移的第一大國。高端制造主要集中在發達國家,高端裝備制造不但體現在技術檔次高、系統復雜成套、大型重型化、高速精密等科技水平和技術參數,更體現在售后服務復雜和更新換代快??傮w表現為:投入巨大、成套復雜,規模龐大、研發周期長等方面。所以國內在重型設備等方面進步明顯,比如港口機械、船舶、發電設備等,而精密機械等方面突破較慢。
二、我國機床行業的現狀和發展趨勢
在國家經濟增長的拉動和國內市場國際化促動下,中國機床行業從2002年(入關后)起,機床消費總量呈加速增長趨勢,“十五”以來,我國市場機床消費總額、進口額已連續居世界第一,數控機床更是以兩位數以上的增長速度快速發展,成為排名第一的機床消費大國。2012年機床全行業總產值為8000億元。預計2015年年消費額將近8500億元左右。國內機床消費市場競爭國際化,世界機床制造基地移地中國化成為大趨勢,國家建立裝備制造業基地如上海、沈陽、大連、浙江等。目前我國機床行業產品覆蓋國民經濟的各個領域,滿足各個行業的基本需求,在我國經濟發展中需要的裝備制造業機床,我國均能自行生產,基本沒有空白。
1、我國機床工業的歷史發展規律
中國機床消費總量呈加速增長趨勢,消費的增長導致了進口的快速增長,消費增長主要是受到固定資產投資增長、產業升級和跨國公司加大對中國投資建廠和合資生產的影響。這也是我國裝備制造業的產業升級的路線圖和升級進化過程,作為制造業核心的機床也經歷了同樣的發展歷程,隨著經濟和科技的發展,機床行業形成了低端到高端的歷史發展進程。
2、我國機床產業的技術現狀及存在問題
國內機床行業面臨的產品結構不合理問題突出。首先是粗加工機床占總產量的40%以上,機床產值數控化率低(32.7%),其次,數控機床低檔產品所占比例高(75%),數控化水平與國際差距較大。國產數控機床高、中、低檔比例為3:22:75。國產經濟型數控機床基本滿足了國內需求,中檔數控機床具備了一定的生產能力,小批量的國產高端數控機床已投入使用。
國內機床行業存在的問題是:機床精度普遍較低,缺少剛度實驗,很少采用軟件補償、溫度變形補償、高速主軸系統動平衡技術等保證定位精度,僅有少數幾種產品可達歐洲標準定位精度;基礎材料性能弱,很少普及高強度密烘鑄鐵(樹脂砂技術),無重大新材料開發;機床結構開發性能差,高速機床需要強化結構剛性,減輕移動件重量,機床整體結構突破傳統結構的能力差;技術差距大,國外普及的遠程服務技術、交鑰匙工程、高速機床硬切削、干切削及其機理研究空白,基本無切削軟件包供應;關鍵配套件性能不足,電主軸、高速滾珠絲杠副、直線電機、高速高精度數控系統,高精度位置檢測系統等普遍處于低水平狀態。
3、機床行業的市場分析
(1) 普通制造業。普通機械加工業中五金、電力設備、模具加工、礦山機械、冶金設備、建材設備、石油化工設備是帶動機床消費增長的主要因素。
(2)汽車行業。汽車工業對機床裝備的需求具有多層次、寬領域、快節奏、高質量、數量大的特點,柔性加工生產線、各種數控專用機床將是日后國內機床工業向汽車工業領域滲透的重點。中國汽車零部件配套行業的實力與主機廠的需求差距還相當大,汽車配套企業必須擴充、提高裝備能力,才能謀求其未來的生存發展。
(3)航空、航天、船舶、軍工行業。航空、航天、船舶、軍工產業是高端機床市場需求的大戶。隨著國家綜合國力的增強和國防現代化的升級,國家將會加大對國防裝備的投入(預計由目前占國內生產總值的2.5%提高到2025年的5%)。
(4)電子信息產業。電子信息產業是精密機床的主要市場。電子信息技術水平是國家現代化程度的重要標志。我國電子信息行業近幾年固定資產投資規模以年均16%速度增長。
4、數控機床是機床發展的主流
國內數控機床可供品種超過1500余種,特別是五軸(及以上)聯動數控機床已經成功開發,包括最關鍵的萬能自動鏜銑頭在內,只是精度、性能與國際水平還有差距。技術差距主要體現在整體加工精度、高速運行穩定性、持續無故障運行時間、后勤遠程維護等與國外產品有較大差距。核心部件數控化率不高,自動化程度低。數控機床的性能主要由關鍵功能件所決定,數控機床價值的60%由關鍵功能件所決定,國內數控機床功能件產業規模小,集中度小,產品性能水平與國外差距較大。國內數控機床產品剛開始產業化、水平質量一般。高檔次的系統全都是進口,中高檔機床用的數控系統、滾珠絲杠、高速電主軸、刀庫機械手、全功能數控刀架、數控回轉工作臺和高速防護裝置等,很多是以進口為主。
三、機床行業發展的驅動因素
1、國家的產業政策支持
機床工業是裝備制造業的基礎和核心,2010年10月,國務院出臺的《加快培育和發展戰略性新興產業的決定》也明確指出,要積極發展以數字化、柔性化及系統集成技術為核心的智能制造裝備,其中高檔數控機床成為了發展的重中之重。在“十二五”規劃中,明確提出要重點發展四大主機(金屬切削機床、金屬成型機床、鑄造機械、木工機床)。高端裝備制造業升級換代,和工業化、重工化的歷史發展機遇將在很大程度上推動機床行業快速增長。到2020年,航空航天、船舶、汽車、發電設備制造等相關行業所需要的高檔數控機床的大部分供應將立足國內,未來我國機床行業發展空間十分廣闊。
2、隨著裝備制造業和工業化、信息化的興起,機床行業發展后勁十足,前景廣闊
經過多年的積累和技術進步,我國工業特備是裝備制造業獲得快速發展,中國目前已經成為世界主要的機械裝備生產國和消費國家,技術含量和工藝水平大大提高,產品質量僅次于美國、日本和德國,領先于意大利和英國。我國裝備制造業的快速發展和國家崛起,必然導致基礎工業機床行業的快速發展。
3、機床行業高速發展具有一定穩定性
隨著高速、高效、高精度機床的技術成熟和大批量生產,歐美、日本、韓國等發達國家和地區機床更新換代加速,中國經濟的持續高速發展和世界制造業向中國的轉移,未來國內產品方向重點是高度數控化、高效、精密、大型化、功能復合化。預計十二五期間,國內數控機床增長率保持在30%以上,國內市場占有率達到70%以上。中高檔數控機床將成為市場消費的主流。機床行業的重點用戶分布在電力工業、航空、航天工業、造船工業、鐵路機車工業、國防工業、機械工業和汽車工業七大行業領域,隨著中高檔數控產量提高,該行業收益水平將進一步提高。同時隨著機床行業體制改革和國家政策支持力度加大,行業贏利水平必將大幅度提高。同相關行業比較,機床行業的毛利率較高,尤其高于普通機械加工行業水平。隨著機床產品數控化率的提高,該行業收益水平將進一步提高,機床用戶分布廣泛,各個國家工業發展的差異化、各個行業發展的差異性、機床產品的差異性和技術更新的快速性,使得機床行業的發展保持較高的穩定性。中國機床不會出現明顯的行業跟隨周期。目前約有30%機床提供給汽車、工程機械等相關行業,20%供給軍工、輪船、IT等行業,50%供給通用機械加工行業。機床用戶分布廣泛,各個行業發展的差異性和不均衡性將使得中國機床行業發展保持較高的穩定性。
4、大規模的基本建設是機床工業高速發展的保證
中國大規模的港口建設,特別是集裝箱港口建設推動中國的集裝箱、集裝箱起重機行業快速崛起,并一舉奠定了全球行業的主導地位。目前國內集裝箱港口吞吐量躍居全球首位。在十二五期間,中國國內投資仍然非常旺盛,主要包括:高速公路、高速鐵路、城市軌道交通、機場、港口、場館、住宅建設仍將是全球最活躍的區域,工程項目難度大,相應的消耗施工機械強度將保持穩定。超高壓輸變電項目、鐵路提速、國油國運、航空航天領域國家采購等使得國內需求仍構成了全球需求中舉足輕重的部分。固定資產投資和汽車、航空航天、模具等工業的發展是刺激機床行業起飛的主要因素。我國固定資產每投入100億元,將會帶動0.8―1.1億元的機床市場消費額,轎車產量每增減1%,數控機床消費量就變動0.54%。發電設備、船舶、冶金等大型和重型工業也是機床的主要消費者。
【參考文獻】
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數控機床市場發展前景范文2
機床是先進制造技術的載體和裝備工業的基本生產手段,機械制造的工作母機,是裝備制造業的基礎設備,主要應用領域是船舶、工程機械、軍工、農機、電力設備、鐵路機車、汽車等行業。在船舶、工程機械等行業的產能擴張壓力的推動之下,機床工業正迎來快速發展階段。
就最近幾年的發展情況看,在機床工業的下游產業中,船舶、工程機械、重型機械、軍工是發展最快的行業,這些行業的企業在從產能閑置發展到滿產超產的過程中,對機床設備的更新換代和小規模添置需求帶動了機床工業穩定中速增長;當前各大造船公司、工程機械公司的產能利用率基本都在100%以上,尤其是造船行業,手持訂單遠超當前產能。生產任務已經排到了2011年,擴大產能已成為必然,擴產必須的生產設備尤其是機床設備的需求量將迎來加速增長,其他如汽車、電力設備的需求也將維持穩定增長。
二、各機械子行業交替推動機床工業發展。大型重型機床速度遠快于中小型機床
機床是制造機器的機器,為汽車、船舶、軍工、工程機械等各個裝備制造產業提供裝備,因此與宏觀經濟、特別是制造領域的固定資產投資密切相關。同時機床行業的直接下游是機械制造,因此機床行業與機械制造業的關系更為密切。機床工業給其下游多個機械制造子行業提品,因此不同時期,各裝備制造子行業有繁榮,有衰退,而機床工業發展比其下游行業要相對穩健。在各個不同的經濟發展階段,各個子行業交替成為推動機床行業發展的主動力,機床行業將跟隨發展最快的子行業增長。
在當前的經濟發展階段,船舶、工程機械,重型機械、石化生產設備等重型設備是發展最快和增長前景最為明確的下游行業,汽車工業雖然整體盈利水平增長跟不上產量增長,但產銷量的增長還是比較明朗的,因此汽車工業對機床的需求仍將穩定增長。
重型工業發展是此輪中國經濟繁榮的主要增長點,成為拉動我國經濟的重要力量,中國目前正處于重型機械、重化工業發展階段的中段,這一階段還將持續很長時間,重型機械行業發展應該快于輕型、中型機械產品的發展,相對應地其所推動的大型、重型機床行業的發展速度將遠快于中小型機床,因此我們更看好大型、重型機床行業的發展前景。
三、高精密機床壁壘很高
機床行業作為精密機械制造業,發展特點是循序漸進,逐步累積,產品性能很難在短時間內取得爆發式進展。如同其它制造業一樣,基于亞洲國家的成本優勢,近年來機床工業有向亞洲新興國家轉移的趨勢,但這種趨勢發展的速度比較緩慢,遠遠落后于其它類機械設備制造業,這主要也是因為機床工業技術和工藝提高的難度很高。當然我們認為這種轉移的趨勢不可逆轉。
高精機床是先發優勢明顯的行業,技術與工藝非常嚴苛,每提高一步都需要很豐富的技術、工藝上的沉淀和艱苦的努力。對于后發的國家和企業來說很難彌補,這也是我國機床工業長期落后,貿易逆差居高不下的重要原因。這與我國其他行業特別是其他機械子行業發展突飛猛進,產品開始大規模出口的形勢形成了鮮明對比。相對于其他機械行業來說,我國管理部門對機床行業的重視和扶持力度是相當大的,但是機床行業的逆差水平是所有機械類子行業中最高的,這充分說明了高精機床提高的難度。
正因為高精機床行業提高難度大,所以機床行業先進國家對本國機床企業保護的力度也比其他行業要大,西方國家對我國機床業不僅在技術上嚴格限制轉讓,而且基于政治原因在高精機床產品上也對我國實施限制和禁運。高精機床是當前為數不多的西方國家對我國采取限制和禁運措施的產品。
當然機床行業這種高壁壘特點確實給國內機床企業發展制造了障礙,但這也成為國內高精機床行業龍頭企業的保護墻和后發企業的進入壁壘,龍頭機床企業相對國內后發企業的技術優勢會維持很長一段時期。
四、中國機床工業取得很大進步
機床是裝備工業的基礎,生產裝備的裝備,機床工業是關系國民經濟、國防建設的基礎工業和戰略性產業,在發達國家無一不重視機床工業。我國機床工業經過多年艱苦努力,建立起較大的規模和較完整的體系,奠定了有利的技術基礎,具備相當的競爭實力。整體上說,我國機床工業已跨入世界行列的第一方陣。2000年以來,世界機床工業由歐洲向亞洲新興國家轉移趨勢,雖然緩慢但難以逆轉。
“十五”以來,我國機床消費連創紀錄,大陸市場機床消費總額(國內產品銷售產值十進口額一出口額)和進口額已連續5年居世界第一,成為令全球矚目的機床消費大國。2006年中國大陸市場機床消費額達131.1億美元,同比增長約20%;機床進口72.4億美元,同比增長11.55%,增幅比上年同期提高1.7個百分點。中國機床消費額占全球機床銷售總額的比重已達到20%以上,為機床產業發展提供了難得的市場機遇。世界機床消費位列二、三、四名的日本約占15%,美國約占11.6%,德國約占10.6%。
作為一個世界上發揮重要作用的大國,我國必須從各個方面確保國家的獨立自主地位。我國機床行業產品種類齊全,可生產品種已經超過3600種,基本已經無空白領域,大部分滿足了我國裝備制造業對機床的需求。
近年來,我國機床市場需求非常旺盛,2003年至2006年之間,銷售收入增長率分別為21%、21%、17%,27%,而數控機床更是以50%以上的速度增長。機床工具行業整體銷售收入連年以20%以上的復合增長率增長,從目前的情況來看,國內機床行業需求旺盛趨勢還將延續。在技術含量較高的金屬切削機床方面,機床產量連年上升,年復合增長率22%以上,數控金屬切削機床產量上升幅度更快,數控金切機床比例穩步增長,2001年中國數控金切機床比例只有9%,到2007年上半年已經達到了20%。由于我國目前正處于工業化初期,很多金屬加工產品要求的精度并不要求很高,加上我國勞動力成本低廉,因此低端普通機床仍然有一定的市場銷路。
五、國產機床數控化率逐年提高
數控機床的工作原理就是將加工過程所需的各種操作(如主軸變速、工件的松開與夾緊、進刀與退刀、開車與停車、自動關停冷卻液)和步驟以及工件的形狀尺寸用數字化的代碼表示,通過控制介質將數字信息送入數控裝置,數控裝置對輸入的信息進行處理與運算,發出各種控制信號,控制機床的伺服系統或其他驅動元件,使機床自動加工出所需要的工件。所以,數控加工的關鍵是加工數據和工藝參數的獲取,即數控編程。
數控機床與普通機床相比有很多無可比擬優點:1、適合于復雜異形零件的加工;2、加工精度高;3、加工穩定可靠;4、高柔性,加工對象改變時,一般只需要更改數控程序,體現出很好的適應性,5、高生產率;6、勞動條件好,機床自動化程度高,操作人員勞動強度大大降低,工作環境較好。
缺點是:1、投資大,使用費用高;2、生產準備工作復雜;3、維修困難,數控機床是典型的機電一體化產品,技術含量高,對維修人員的技術要求很高。歐洲、美國、日本的機床業都很重視數控化,目前歐美日的金屬切削機床的產值數控化率均在80%以上,數量數控化率也在60%以上。
我國數控機床開發晚,起點低,前期發展緩慢。數控系統裝置是數控機床的神經中樞,是長期阻礙中國數控領域發展的關鍵環節?!熬盼濉币院髧矣嘘P部門明確發展以pc為平臺的數控系統,通過“九五”的攻關,現在框架上已初步完成。解決了多坐標聯動的技術難題。從過去的三坐標聯動達到了最多可達入坐標聯動,打破了國外對我國的技術“限制”。同時,我國國產數控系統已具備批量生產能力,市場品牌也在逐步樹立,正在改變國際強手在中國市場上奇貨可居的壟斷局面。
經過多年的發展的我國數控機床已經取得了很大進步,遠高于普通機床的發展速度,2002年國產數控金屬切削機床24803臺,06年達到了82024臺,數量數控化率從9%提高到了20%,產值數控化率為44%。
但是總體來說我國數控金切機床還是相對比較落后,國內市場占有率低,基本依賴進口,這是導致我國金屬加工、金屬切削機床的貿易逆差連年上升的重要原因。我國數控金切機床消費對進口產品的依存度長期維持在70%以上,如何發展我國數控金切機床,是我國機床業界的重要任務,同時也是我國機床擴張和增長的重大機會。
六、對進口機床依存度仍然很高
長期以來我國機床工業取得了很大發展,但是相對于發達國家的機床工業我們仍然落后,主要在加工精度、穩定性、無故障時間上與國外產品有較大差距,而且數控化率偏低,雖然我國大陸機床主機的銷售收入增長很快,但進口增長也很快,進出口逆差有逐年擴大趨勢,只是在07年上半年,進出口逆差有稍稍縮小的跡象,總體而言,我國對進口機床的依存度較高,一直維持在50%以上。這其中,數控金切機床對國外產品的依存度很高是重要原因。我國數控金切機床對進口存度達到了70%,可以說基本依賴進口。
造成這種局面的主要原因是我國機床產品,尤其是高精機床和數控機床的性能、質量、穩定性落后,而且提高速度緩慢;另一個原因是國內對機床行業的保護力度還不到位。前些年為了吸引外資,對外商直接投資企業購買外國設備免稅。近年來,政府已經對這些政策進行了修改,外商投資企業進口機床的免稅條款已經廢除,而且國內企業的固定資產投資購買國產設備可以抵稅。這些措施有力地支持了國產機床業的發展。
當然我國機床行業對進口度高,也從側面說明了機床行業提高的速度較慢,很難取得爆發性的飛躍,行業壁壘非常高,因此國內機床行業內的領先企業,在技術和產品性能上優勢將保持很長一段時間,其他后來者很難在短時間內超越。同時對外依存度高也給予了我國機床行業較大的發展空間。
數控機床市場發展前景范文3
關鍵詞:數控;實訓;思考
近年以來,國家為加快和鞏固高技能人才的培養,提高中國制造業的核心競爭力,出臺許多了政策措施,目的在提升先進制造技術在機械制造業中的含量。數控技術作為先進制造技術的核心,是實現自動化、網絡化、揉性化和集成化的基礎,具備超一流的數控應用技能,已經成為企業用人的重要標準。作為培養高技能人才的職業技術院校遇到了前所未有的機遇和挑戰,各院校紛紛設立與數控技術有關的專業,并對傳統制造類專業教學計劃進行調整,增開數控技術課程,取得了可喜的成果,使我們感到數控技術后備人才的培養大有希望。
但是,受到歷史原因和各種條件限制,許多院校在選擇數控實訓設備時,缺乏對市場的深入調研和數控技術未來發展前景的了解,盲目從事,人云亦云,特別是新建院校,更是無從下手,很容易產生各種誤區,最終導致選擇的數控設備不合理,不適用,缺乏瞻前性,給學校的發展設置了難于逾越的瓶頸。
就此,筆者從一個數控技術教學者的角度談談看法。
合理數控設備的比例
合理數控設備的比例,是要解決的首要問題?,F在很多學校的數控加工實訓都是以數控車床為主,銑床為輔,其比例大約是10比1~2左右,其原因主要有以下幾點:(1)車床加工范圍很大,各種類型零件的首道工序幾乎都可以在車床上完成,現在車床幾乎占整個金屬切削機床的30%左右;(2)車床在價格上比銑床便宜得多,容易接受,特別是國產經濟型數控車床價格優勢更明顯;(3)車床生產廠家多,歷史悠久,技術相對成熟,供貨范圍廣。
而今,隨著先進制造方法的廣泛應用,傳統的加工方法受到挑戰。首先,車削加工將不再是金屬切削的主要方法,數控車床的價格優勢已不很明顯,特別是數控車床是二軸連動控制,生成程序簡單,加工范圍受到很大限。其次,從發展的眼光看,我們生活在三維空間里,數控銑床是三軸聯動,能形象地描述零件幾何體的形狀,更有效地訓練學生的思考方式和動手能力,越來越多的零件由原來的直接加工轉變為由模具制造出來,而適合模具制造的數控銑床(加工中心)會越來越多。再次,CAD/CAM的發展使三維設計廣泛應用于實際加工,特別是應用于模具制造中,數控銑床與CAD/CAM的無縫對接把模具制造推向前所未有的嶄新時代。企業對數控銑床(加工中心)的需求量明顯上升,熟練其操作、能編程、懂調試、會維修的復合型人才備受青睞。
鑒于以上原因,作為培養數控技術應用人才的職業技術院校,應逐步加大數控銑床在數控實訓設備中的比例,將實訓重點由原來的數控車床為主的兩軸聯動加工,逐步過渡到以數控銑床(加工中心)為主的三軸聯動加工,這樣培養出來的學生將更符合社會的需求??梢韵胂?,一個只懂數控車床操作和簡單二維G代碼的畢業生與一個既會數控銑床操作、又懂三維編程的畢業生相比,就業的幾率和待遇差距會很大。
優化數控系統的配置
數控系統是數控機床的核心,影響著數控機床的技術性能和功能范圍。而專用CNC系統之間互不兼容的弊病,使數控機床不能在不同廠商的不同平臺上運行,所以,開放式數控系統是未來數控機床發展的趨勢。眼下國內市場上數控機床所配備的數控系統多為FANUC—Oi和SIEMENS—802系列系統,各種版本的數控技術教科書也都是以上述兩種系統為模板編寫的,所以選擇配有以上兩種系統的數控實訓設備是理所當然的,但是這兩種系統相對價格比較便宜,功能相對比較弱,屬于普通型數控系統,是日本FANUC公司和德國西門子公司配套給國外機床制造商的。日本FANUC公司和德國西門子公司現在已經不用上述系統配備數控機床了,而是用FANUC160i/180i/210i、SIEMENS840Di,因為這些數控系統都是開放式的,屬高端系統,其功能齊全,價格昂貴。
所以,在選擇數控機床的數控系統時,可以選擇一定量的FANUC—Oi和SIEMENS—802系列系統,同時也要考慮選擇一定量的其他系統,特別是開放式數控系統,盡量做到合理配置,既有經濟型、普通型,又有少量高檔型??紤]到學校主要是用于培訓和教學,對機床的精度要求不高,為了緩解資金壓力,一般應盡量選擇國產數控機床。
先進的機床結構配置
數控銑床在結構上大體經過了三個階段。
初期數控銑床的主要結構特點是工作臺升降式,與普通銑床工作臺結構基本相同,工作臺除在X和Y方向運動外,還要隨升降臺在Z方向上下運動,這種結構的最大缺點是Z軸伺服電機要承受包括工作臺、工件重量及切削力等負載,運動控制困難,不利于加工速度和加工精度的提高,應作為回避的對象。
第二階段即在我國最常見的床身式數控銑床,其特點是工件只隨工作臺在X和Y方運動,Z軸方向由滑座帶主軸上下運動,受國外產品的影響,機床在主軸單元、數控刀架和轉臺、刀庫和機械手、滾動絲杠副、滾動直線導軌等數控機床功能部件及刀具刀柄有了明顯改進,機床的可靠性、速度和精度有了很大提高,現在工廠里多數銑床幾乎都是這種結構,應作為重點選擇的對象。
第三階段即龍門式結構,這種結構的最大好處是機床的剛性好,因而精度容易提高,速度也快,在我國經濟發達地區得到了非常迅速的推廣和應用,是數控銑床結構的發展趨勢,在資金允許的情況下可適量考慮選擇,體現數控實訓設備的不凡實力。
經濟型數控車床的結構與普通臥式車床基本相同,其主要特點是水平床身,前置轉塔刀架,價格低,應用范圍廣,現在工廠里多數數控車床幾乎都是這種結構,應作為主要選擇對象,在資金允許條件下,可選擇適量傾斜床身后置刀架型結構,以擴展學生的知識面和對數控車床的全面認識。
另外,選擇一定量的其他數控設備如數控高速雕刻機、數控電火花線切割機、數控電火花成型機、數控對刀儀等,從實用性、價格及加工功能范圍來看都是很有必要的。
總而言之,數控技術教學設備配備要受到許多因素特別是資金和理念的影響,集有限資金,如何配置既能充分滿足教學實訓要求,又不陳舊落后,且體現數控技術發展水平的數控設備,是值得職業技術院校深思和考慮的問題。
參考文獻:
[1]吳玉厚.數控機床電主軸單元技術[M].北京:機械工業出版社,2006.
數控機床市場發展前景范文4
【關鍵詞】 機械制造 數控技術 發展趨勢
隨著制造業的不斷發展,傳統的機械制造技術已經越來越不能滿足現代制造業發展的要求。因此,需要利用現代數控技術的靈活性來增強機械制造業對外界元素的適應能力以及市場的變化情況,最大限度地應用在機械制造行業中,并將機械設備的功能以及效率、可靠性提高到一個全新的平臺,以此來滿足現代化市場的競爭需求,而不被社會所淘汰。
1 數控技術及其特點
1.1 數控技術概述
利用數字信息對機械加工以及運動過程所進行控制的技術稱之為數控技術,其主要是把傳統的機械制造技術、計算機技術、網絡通信技術、光機電技術及傳感檢測技術結合在一起的現代制造業基礎技術,因此,其具有高精準度、效率高、柔性自動化等特點。現階段其主要是預先編制好程序,利用控制程序來實現對設備的控制功能,采用計算機進行控制。
1.2 數控加工技術特點
通過簡便的改變數控加工的工藝參數,給換批加工以及研制新產品帶來了方便;通過實現一次裝夾工件完成多道工序的加工,以此來確保加工精度,縮短了輔助時間;普通機床難以完成的復雜零件以及零件曲面形狀的加工得到了高品質的完成;通過模塊化標準工具的采用,不僅減少了換刀以及安裝時間,還提高了工具標準化的程度以及工具的管理水平。
2 數控技術在機械加工中的應用
2.1 數控技術在機床上的應用
機械制造中的關鍵是機械設備,具備有控制能力的機床設備是現代的機電一體化產品的重要組成部分,同時也是現今社會對現代機械制造業的要求。數控機床是通過把計算機的控制裝置運用到機床上,利用數控技術對機床的加工進行實施操控,計算機數控技術給機械制造業提供了良好的機床控制能力。其工作原理是以代碼來實現機床控制的機電一體化產品,把刀具跟工件之間的位置、主軸變速以及刀具的選擇、冷卻泵的工作和停止等操作以及順序動作數字碼記錄在控制介質上,通過發出的控制指令來控制機床的伺服系統或者是其他的一些執行元件,讓機床最終能夠自動地加工出所需要的零件。
2.2 數控系統在工業生產上的應用
工業機器人跟傳統的數控系統都是主要由控制單元以及驅動單元、執行機構所組成的。工業機器人一般被運用在機器設備的生產線上面,例如裝配、焊接以及噴漆等方面,一些比較復雜惡劣的勞動環境下也會被運用到,利用它們來完成人類很難完成的工作,例如深水作業以及太空作業,通過人手或是手腕的動作模擬程序來完成構件的搬運以及抓取等動作,這在很大程度上改善了人們的勞動條件,大家的人身安全以及生產品質也得到了保障。
在汽車的批量裝配以及噴漆或是安裝大型的集裝箱、搬運等方面,工業機器人起到了重要的作用。在實際操作過程中,控制單元一般都是由計算機系統組成,其就像是人類的中樞神經,通過寫入內核的程序向驅動單元發出指令,指揮機器人完成預想的操作,并同時同步地檢測執行動作,當出現錯誤或是發生鼓掌的時候,就由傳感系統以及檢測系統反饋到控制單元內,并發出報警信號做出相應的保護動作,執行結構主要是由伺服系統和機械構件組成,通過動力部分提供動力給執行結構,在驅動元件的作用下讓執行結構完成規定的操作。
2.3 數控技術在兵器工業機械中的應用
根據現階段的兵器工業機械的具體情況,進行全面的投資并購買置辦大量的數控加工機床等設施是一個不可能完成的任務,因此,就需要充分地利用好現有各種型號的加工機床。把普通的機床跟數控機床結合在一起,制定出加工精度等級。相比較于傳統的普通機床,數控機床有著精加工精度高而且重復性良好、加工品質也比較穩定的優點,對于精度要求低的加工設備可以在普通機床上進行加工,對于精度要求高的加工設備可以在具有高精度的數控機床上進行加工。另外,兵器企業主要針對目前企業的主要裝備都是普通機床,因此就需要充分利用現有的設備資源,建立在普通舊機床的基礎上,根據相應的要求,在原有的機床上選擇國產或是國外進口的數控系統進行數顯以及數控的改造,讓其通過數控改造能夠成為一個全新概念的數控機床,最終能夠達到投入最少的資金,方便操作,功能以及精度都有所提高,并能夠滿足機械加工的需求,適應日后逐漸復雜的制造過程,實現整體機床數控化的提高。
3 數控技術的發展趨勢及戰略
3.1 數控技術的發展趨勢
3.1.1 高速度高精度加工技術趨勢
高效率和高質量是現代制造技術的發展關鍵。速度和精度是數控系統的兩個重要技術指標,它直接關系到技工效率和產品質量,高速、高精度加工技術可以極大地提高現代制造業的效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭力。
3.1.2 柔性化
柔性化包含兩個方面,一方面是數控系統本身的柔性,數控系統采用了模塊化設計,功能覆蓋面大,可裁剪性強,便于滿足不同用戶要求。另一方面是群控系統的柔性,同一群控系統能依據不同生產流程的要求使物料流和信息流自動進行動態調整,從而最大限度地發揮群控系統的效能。
3.1.3 開放化
數控系統開放化已經成為數控系統發展的趨勢,因為傳統的數控系統是一種專用封閉性數控系統存在兼容性差、技術升級困難的弊端。開放化數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上,通過改變、增加或裁剪結構對象形成系列化,面向機床廠家和最終用戶。
3.1.4 多軸化
一機多能的數控系統可以最大限度地提高設備利用率,數控系統正向多軸多系統系列控制功能發展。多軸聯動機工,零件在一臺數控機床上一次裝夾后,可進行自動換刀、旋轉主軸頭、旋轉工作臺等操作,完成多工序、多表面的復合加工,不僅光潔度高而且效率也大幅度提高。
3.1.5 集成化
數控技術的集成化主要有幾個方面。使用更新的IC器件,NC系統進行高密度立體安裝,以減少占有空間和提高可靠性;使用光纜傳遞信號,減少銅纜;采用無纜連接,進一步減小NC系統內連接電纜數目。
3.1.6 智能化、網絡化
在數控技術上實時智能化正沿著自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等方面發展。而數控裝備網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求,也是實現新的制造模式的基礎單元。
3.2 數控技術發展戰略
我國是一個制造大國,因此,在世界產業的轉移中要不斷地接受前端專業,而不是后端轉移,為了防止我國制造業在新一輪的國際產業結構調整中成為“空芯”,就要緊緊抓住先進的制造核心技術。但是在實際的操作過程中,不能夠以資源、環境以及市場作為代價來換取可能僅僅只是世界新經濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”,而是應該注重制造業核心技術的開發和研究,力爭用科技力量提升制造業技術力量水平。如果不能取得核心技術制造中心的位置,那么我國的現代制造業的發展進程將會受到嚴重的影響。要以我國的基本國情角度作為出發點,導向是國家的戰略需求以及國民經濟的市場需求,最終要以提高我國的制造裝備業綜合競爭能力以及產業化水平作為最終目標。利用系統的方法,選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業發展升級的關鍵技術,研究開發的內容要以能夠支持產業化發展的支撐技術、配套技術為主,最終能夠實現制造裝備業飛躍性的發展。要強調以市場需求作為導向,通過整機的發展來帶動數控產業的發展,重點解決數控系統以及相關功能部件的可靠性以及生產規模的問題。
4 結語
在制造業的發展過程中,數控技術的發展對于提高其整體水平具有重要的影響。實現機械制造自動化的關鍵因素就是數控技術,國家工業的發展以及綜合國力的提高將會受到其直接性的影響,現在用來衡量一個國家的技術水平以及戰略地位的重要標準,就是以數控技術作為核心內容的機械設備的生產和應用水平。因此,廣泛地使用數控技術于制造業,不論是從戰略角度還是其發展策略,都是我國實現工業經濟大國的必要措施,因此,需要大力倡導與發展。
參考文獻:
[1]叢高祥,陳麗,李凱等.淺談數控技術在機械加工中的應用與發展前景[J].價值工程,2011,(03):22-23.
數控機床市場發展前景范文5
關鍵詞:中職 數控 實訓 教學
中圖分類號: G718 文獻標識碼: C 文章編號:1672-1578(2012)01-0215-01
隨著機械制造業的飛速發展,中國正在逐步變成“世界制造中心”,數控技術的應用也越來越廣泛,大力培養數控人才已迫在眉睫。
中等職業教育培養的主要是“藍領層”數控技術人才,這類人才是指在生產崗位上承擔數控機床的具體操作及日常簡單維護工作的技術工人,在企業數控技術崗位中占70.2%,是目前需求量最大的數控技術人才。數控技術是一門實用性極強的技術,需要緊密配合生產實踐。
然而中等職業學校數控教學現狀是:一是數控專業師資嚴重短缺,相關課程開設不足;二是實訓教學設備(數控機床及數控系統)類型單一,且往往落后于企業;三是沒有適用的高質量教材,教學模式各異。
利用現有條件上好數控專業實訓課應作到以下幾點:
1 激發學生興趣,上好第一堂“入門課”
數控專業和一般專業不同,絕大多數學生在學習之前沒有接觸過數控機床,更有部分學生不知道什么叫數控。對于第一次接受新的學科學習,總是存在著極強的好奇心理。
這時可采用如下方法來引導學生入門:(1)介紹好該課程與生產實踐的密切關系。如數控加工實訓課,可通過身邊的事例來說明、提出問題。在生產中幾乎無時無刻都離不開機械零件,像手表,汽車,大到飛機火箭航天器等。零件是怎么通過數控機床加工出來,使學生心中提出許多疑問來增加其想象、思考和研究。(2)利用多媒體介紹數控技術應用的重要性,精心準備一些相關的數控領域的視頻及圖片資料,可從發展前景、市場需求等方面來進行,幫助學生了解實際、增強學習興趣。(3)帶領學生參觀數控機床、現場操作過程、展示優秀畢業生的數控作品,有利于學生了解學習該課程的重要性和開闊學生的視野,認識和了解數控機床不同的類型,提高學生對數控的感性認識。
雖然有的學生不是通過第一次課就能產生興趣,但起始課是重要的,讓學生覺得自己又增長了知識。好的開始是成功的一半,更是我們成功教好數控實訓的一半。
2 注重理實一體,利用好仿真軟件
對于“藍領型”數控人才,必須以傳統的機械制造技術(金屬材料及熱處理、切削原理及刀具、機床夾具、機制工藝等)為基礎,學習掌握“數控機床原理及應用基礎”和“數控加工編程技術”,還需要熟練掌握“CAD/CAM”軟件。
傳統的理論教學較抽象,脫離實踐,學生往往會產生枯燥、厭倦情緒。書到用時方恨少,這種學習方法目的明確,收效最直接。在實訓課中,總有學生感覺理論所學的有關內容到實訓中不夠用。這時我們要抓住時機向他們講授理論與實訓課的關系,充分調動學生學習的積極性,可穿插利用數控仿真軟件教學,形象生動,在實訓教學中對原有知識加以鞏固。數控仿真軟件是一個應用虛擬現實技術于數控加工操作技能實訓的仿真軟件,具備對機床操作全過程和加工運行全環境的仿真功能,可以進行數控編程教學,加工操作過程教學,使需要在數控設備上才能完成的大部分教學功能在此虛擬制造環境中實現,彌補了傳統數控教學的不足。
基于這一功能和特點,使用仿真軟件將大大減少在數控機床設備上的資金投入,既能降低成本又能加快數控人才的培養速度。由于仿真軟件不存在安全問題,學生可以大膽地獨立進行學習和仿真練習。并對加工零件的幾何形狀和精度進行自我檢測,增強了學生的自學能力,精簡了教學過程,提高了學習效率。
3 實施細節教學,合理安排實訓內容
在實訓教學過程中,安全永遠是第一位的,我們尤其注重實訓紀律教育,除進行原有的安全操作規程學習外,我們還從學生的每一個訓練細節入手,列出各種安全隱患,進行教育,使學生在上機床操作時牢記安全規程。
實施細節教學還體現在要求學生在實訓過程中勤記筆記。實訓課基本上被認為是全部動手操作,但是,學生不可能持續的操作機床,在操作過后很容易忘記。因此要求學生在訓練過程中不斷地記筆記,不斷的總結,比如學習數控銑平面銑削時,你可以在筆記上記下所有操作步驟,并注明注意事項。在操作過程中,可以記下所選刀具、所用切削用量、轉速、進給倍率、精加工方法等,課后再整理。通過自身的操作,容易出錯的步驟重點標注,提醒下次操作注意。一周實訓課程結束后,讓學生進行小結,總結得失點以及自己的體會。通過天天記筆記,周周寫小結的形式,讓學生對數控專業的認識更進一步。這樣實訓操作課才能充分體現其功能。
在數控實訓過程中,筆者發現學生在操作中,很多帶有盲目性,往往會浪費很多時間,特別是剛入門的學生,不知道按哪個開關,哪個鍵,只能不斷的摸索。學生操作機床后收獲很小,效率很低??紤]這一問題,筆者給學生整理了從“開機到出產品”過程中的每一個步驟,教學時再進行適當的講解,要求學生剛開始時嚴格按照步驟規范操作。這樣學生很快能夠熟悉數控機床操作,大大提高了實訓效率。
在實訓教學中,筆者要求學生帶著問題去操作,操作機床的目的是為了解決某個問題。在一次數控銑床實訓課中,要求學生利用G68/G69指令練習加工圖形,明確說明練習目的是為理解其指令格式,有的同學拿到一塊毛坯后就輸入程序,模擬圖形正確后,開始自動執行??墒羌庸こ龅膱D形卻比要求的要大,經自己仔細檢查后才發現原來操作時未將原有的刀補修改正確,只能銑平面,重新開始。當平面銑完時,下課時間也到了,布置的操作任務自然沒有完成。學生如果在操作過程中如果不注意步驟方面的細節,會嚴重影響實訓效率。因此,向學生強調細節操作,培養學生的細致、認真是非常必要的。
數控機床市場發展前景范文6
【關鍵詞】機電一體化技術;應用;發展趨勢
引言
隨著現代科學技術的不斷進步與發展,各種技術相互融合的趨勢也越來越明顯,這是社會生產力發展到一定水平的必然趨勢。在機械工程領域中,隨著微機電子技術和計算機技術的高速發展并與機械工業相互滲透,形成了機電一體化。使工業生產由機械電氣化邁入了機電一體化為特征的發展階段。
1 機電一體化技術的發展現狀
縱觀機電一體化技術的發展史,大致可以可將其分成三個階段。20世紀60年代為初級階段,期間,由于第二次世界戰爭的爆發很大程度上促進了機械產品與電子技術的結合,但這種結合由于當時電子技術發展水平有限,結合并不深入,廣泛。20世紀70年代,為機電一體化蓬勃發展的階段,該時期內,計算機技術,控制技術和通信技術的飛速發展大大促進了機電一體化的發展,并逐漸在世界范圍內被普遍接受。20世紀90年代后期,機電一體化技術進入了深入發展階段,并不斷像智能化邁進,人工智能技術,光纖技術和神經網絡技術的巨大進步加快了機電一體化技術的發展進程[1] 。
2 機電一體化的發展趨勢
機電一體化是機械,微電子,控制,計算機,信息處理等多學科的交叉融合的結果,它的發展和進步與相關技術的進步與發展是脫不開的。機電一體化的發展方向主要包括以下幾點:
2.1 智能化
智能化是機電一體化技術的重要目標和方向。該種智能化,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能,運籌學,計算機科學,心理學,生理學等新思想,新方法來模擬人類智能,使之具有邏輯思維,判斷推理,自主決策等能力。當然,想要機電一體化產品能達到人類同樣水平的高智能化是不現實也是沒有必要的,擁有部分智能或低級智能便足夠達到較高的控制目標 。
2.3 網絡化
20世紀90年代,網絡技術得到了前所未有的高速發展,成為計算機技術發展的突出成就之一。網絡技術的不斷普及給人類的生活帶來了巨大的變革。無論是在工業生產,還是在人們的日常生活中,網絡化技術的運用無處不在。同時,各種網絡將全球經濟,生產連成一片,企業間的競爭也將全球化[2] 。企業間只要研制發明出了功能獨到,質量可靠的機電一體化新產品,就會通過網絡暢銷全球??梢哉f,機電一體化產品在朝著網絡化方向不斷快速發展。
2.4 微型化
微型化是精細加工技術發展的必然趨勢,該微型化指的是機電一體化向微型機器,和微觀領域發展的趨勢。外國稱其為微電子系統MEMS。它是指可以批量制作,集微型結構,微型傳感器,微型執行器以及信號處理和控制電路,直至接口和通信電源等于一體的微型器件或系統機。微機電一體化體積小,耗能少,運動靈活,在生物醫療,軍事,信息等方面具有不可比擬的優勢。
2.5 綠色化
高速發展的工業社會豐富了我們的物質生活條件,給我們的生活帶來了極大的便利,但與此同時,也破壞了資源,生態環境也受到嚴重污染 。因此,在這種情況下,人們開始呼吁生產綠色產品。綠色產品是指低能耗,低污染,舒適,協調而可再生利用的產品。生產綠色化產品是時展的必然趨勢。綠色產品從其生產到銷毀的申明過程中都符合了環境保護和人類健康要求[3] 。因此綠色的機電一體化產品具有很好的市場發展前景。
3 機電一體化技術的應用
隨著我國市場經濟體制的不斷完善 ,機電一體化技術的應用領域也越來越廣泛,主要應用在以下幾個方面:
3.1 數控機床
數控機床代表了一個國家機床的生產水平,經過多年發展,我國在數控機床及相應的數控技術在結構,功能,操作和控制精度上都有著迅速的提高。其主要表現在以下幾個方面:其一,總線式,模塊化,緊湊型的結構,即采用cpu,多住總線的體系結構;其二,設計開放,是硬件體系結構和功能模塊具有層次性,兼容性,復合接口標準,大大提高了客戶的使用效益;其三,一臺機床能夠同時完成多個獨立任務,或控制多臺機床的能力,并將刀具破損檢測,物料搬運,機械手等都控制集成到系統中去;其四,系統的多級網絡功能,加強了系統組合及構成復雜加工系統地能力。
3.2 工業機器人
一個國家機器人技術水平一定程度上反映了該國家綜合技術水平的高低。隨著機器人技術的不斷發展,工業機器人已經廣泛高效的運用于各工業領域中。該種結合了機構學,自動控制,計算機,人工智能,通訊技術,傳感技術,等多種學科和技術的綜合成果能夠具有感知,思維和行動功能[4]。在具體操作中能夠獲取,處理和識別多種信息,獨立完成復雜的操作任務。機電一體化在工業機器人中的運用能夠很大程度上提高工業生產水平。。
3.3 自動機與自動生產線
不難發現,自動機械與自動生產線及各種自動化設備已廣泛使用在國民經濟生產和生活中。它是當前機電一體化技術應用的又一具體體現。如在各種印刷包裝生產線,郵件信函自動分揀處理生產線,各種高速香煙生產線中,將現代電子技術與傳感技術應用于其中,能夠有效提高生產效率。
4 結語
機電一體化已經成為當今世界最重要的技術發展方向之一,并輻射影響到幾乎全部的工業行業。機電一體化作為機械工業發展的必然趨勢,將在各方面帶來顯著地經濟效益和社會效益,具有廣闊的發展前景。
參考文獻
[1]劉磊,涂萬陽.機電一體化在數控機床中的應用[J].經營管理者,2014(04).
[2]李曉培.淺談機電一體化特點及發展研究[J].中小企業管理與科技(下旬刊),2013(12).