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数控机床市场发展前景范文1
【关键词】 机床工业;现状;发展规律;驱动因素
中国作为全球的制造业大国,装备制造业在国民经济中占有很大的比重。伴随中国的工业化、城镇化进程,装备工业有了迅猛发展,作为装备制造业的核心和基础,机床行业备受重视,机床工业无论地位、产值、技术、市场等各个方面均有了飞速发展,但和国际机床行业强国德国、日本比较还有一定差距,伴随我国科学、技术进步和工业化、城镇化的发展,机床行业具有光辉的发展前景。本文主要从中国机床工业的发展规律及驱动因素上分析机床工业的发展前景。
一、国际机床行业的发展规律和现状
1、机床工业的生产状况
全球28个主要机床生产国家和地区2012年产值为932亿美元,中国约占30%,位居第一位。机床生产前8位国家和地区依次是中国、日本、德国、意大利、瑞士、美国、韩国和中国台湾。进入世界机床产值最大20家企业中,日本和德国最多,分别达6家,中国、美国和韩国排在其后,分别有2家,瑞士1家排在第6位。美、德 、日仍然是美、欧、亚三洲机床生产强国。
2、全球机床行业的消费情况
中、德、日、美、意是世界机床重点消费大国,占全球消费总量的73%。2013年中国机床消费381亿美元,涨幅近12%,占全球消费量的30%,仍然居世界第一,其中中国金属加工机床消费则占据全球市场的45%。美国、德国、日本机床消费增长已成定势,而且以中高档数控机床为消费主流。以欧元计算,各地区占比基本未变,亚洲占全球机床产值的57.7%,欧洲占比为34.7%,美洲占比为7.6%。其中2012年前十位机床消费国占全球市场80%。
3、全球机床行业的特点和分布格局
欧美机床企业集团化趋势加强,控制着机床行业高端技术。美国企业重点发展高精尖机床技术,生产飞机、宇航、汽车工业所需高精度、高效、高自动化、高性能机床。德国企业对加工工艺研究投资不遗余力,尤以重型机床、大型精密机床著称,精度及使用寿命最好。瑞士机床企业以中小精密机床技术著称于世,擅长将现代电子技术应用于机床系统。意大利机床企业擅长生产单台定制,个性化显著的机床,机床的柔性化程度高。韩国、日本、台湾擅长生产经济实用性较强的中高档机床,其中日本企业对机床寿命设计有特别的独到技术。
4、机床行业在全球进行技术转移
产业转移的重要理论依据是比较优势,由于各个国家的劳动力成本、产业配套、法律法规、教育体系等各个方面的不同,同样的产品在各个国家中成本有明显差异,而发展中国家在制造业和一些低端产品具有明显优势,成为产业转移的理想目的地。发达国家将传统成熟产业有计划、有步骤地向发展中国家转移。造船行业、港口机械、工程机械等劳动密集型产业由于技术含量较低、运输成本高、环保压力大等因素成为发达国家的主要转移领域。中国机床行业由于中国的第一消费大国地位和生产成本、人员工资、工业配套等因素成为机床产业转移的第一大国。高端制造主要集中在发达国家,高端装备制造不但体现在技术档次高、系统复杂成套、大型重型化、高速精密等科技水平和技术参数,更体现在售后服务复杂和更新换代快。总体表现为:投入巨大、成套复杂,规模庞大、研发周期长等方面。所以国内在重型设备等方面进步明显,比如港口机械、船舶、发电设备等,而精密机械等方面突破较慢。
二、我国机床行业的现状和发展趋势
在国家经济增长的拉动和国内市场国际化促动下,中国机床行业从2002年(入关后)起,机床消费总量呈加速增长趋势,“十五”以来,我国市场机床消费总额、进口额已连续居世界第一,数控机床更是以两位数以上的增长速度快速发展,成为排名第一的机床消费大国。2012年机床全行业总产值为8000亿元。预计2015年年消费额将近8500亿元左右。国内机床消费市场竞争国际化,世界机床制造基地移地中国化成为大趋势,国家建立装备制造业基地如上海、沈阳、大连、浙江等。目前我国机床行业产品覆盖国民经济的各个领域,满足各个行业的基本需求,在我国经济发展中需要的装备制造业机床,我国均能自行生产,基本没有空白。
1、我国机床工业的历史发展规律
中国机床消费总量呈加速增长趋势,消费的增长导致了进口的快速增长,消费增长主要是受到固定资产投资增长、产业升级和跨国公司加大对中国投资建厂和合资生产的影响。这也是我国装备制造业的产业升级的路线图和升级进化过程,作为制造业核心的机床也经历了同样的发展历程,随着经济和科技的发展,机床行业形成了低端到高端的历史发展进程。
2、我国机床产业的技术现状及存在问题
国内机床行业面临的产品结构不合理问题突出。首先是粗加工机床占总产量的40%以上,机床产值数控化率低(32.7%),其次,数控机床低档产品所占比例高(75%),数控化水平与国际差距较大。国产数控机床高、中、低档比例为3:22:75。国产经济型数控机床基本满足了国内需求,中档数控机床具备了一定的生产能力,小批量的国产高端数控机床已投入使用。
国内机床行业存在的问题是:机床精度普遍较低,缺少刚度实验,很少采用软件补偿、温度变形补偿、高速主轴系统动平衡技术等保证定位精度,仅有少数几种产品可达欧洲标准定位精度;基础材料性能弱,很少普及高强度密烘铸铁(树脂砂技术),无重大新材料开发;机床结构开发性能差,高速机床需要强化结构刚性,减轻移动件重量,机床整体结构突破传统结构的能力差;技术差距大,国外普及的远程服务技术、交钥匙工程、高速机床硬切削、干切削及其机理研究空白,基本无切削软件包供应;关键配套件性能不足,电主轴、高速滚珠丝杠副、直线电机、高速高精度数控系统,高精度位置检测系统等普遍处于低水平状态。
3、机床行业的市场分析
(1) 普通制造业。普通机械加工业中五金、电力设备、模具加工、矿山机械、冶金设备、建材设备、石油化工设备是带动机床消费增长的主要因素。
(2)汽车行业。汽车工业对机床装备的需求具有多层次、宽领域、快节奏、高质量、数量大的特点,柔性加工生产线、各种数控专用机床将是日后国内机床工业向汽车工业领域渗透的重点。中国汽车零部件配套行业的实力与主机厂的需求差距还相当大,汽车配套企业必须扩充、提高装备能力,才能谋求其未来的生存发展。
(3)航空、航天、船舶、军工行业。航空、航天、船舶、军工产业是高端机床市场需求的大户。随着国家综合国力的增强和国防现代化的升级,国家将会加大对国防装备的投入(预计由目前占国内生产总值的2.5%提高到2025年的5%)。
(4)电子信息产业。电子信息产业是精密机床的主要市场。电子信息技术水平是国家现代化程度的重要标志。我国电子信息行业近几年固定资产投资规模以年均16%速度增长。
4、数控机床是机床发展的主流
国内数控机床可供品种超过1500余种,特别是五轴(及以上)联动数控机床已经成功开发,包括最关键的万能自动镗铣头在内,只是精度、性能与国际水平还有差距。技术差距主要体现在整体加工精度、高速运行稳定性、持续无故障运行时间、后勤远程维护等与国外产品有较大差距。核心部件数控化率不高,自动化程度低。数控机床的性能主要由关键功能件所决定,数控机床价值的60%由关键功能件所决定,国内数控机床功能件产业规模小,集中度小,产品性能水平与国外差距较大。国内数控机床产品刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口,中高档机床用的数控系统、滚珠丝杠、高速电主轴、刀库机械手、全功能数控刀架、数控回转工作台和高速防护装置等,很多是以进口为主。
三、机床行业发展的驱动因素
1、国家的产业政策支持
机床工业是装备制造业的基础和核心,2010年10月,国务院出台的《加快培育和发展战略性新兴产业的决定》也明确指出,要积极发展以数字化、柔性化及系统集成技术为核心的智能制造装备,其中高档数控机床成为了发展的重中之重。在“十二五”规划中,明确提出要重点发展四大主机(金属切削机床、金属成型机床、铸造机械、木工机床)。高端装备制造业升级换代,和工业化、重工化的历史发展机遇将在很大程度上推动机床行业快速增长。到2020年,航空航天、船舶、汽车、发电设备制造等相关行业所需要的高档数控机床的大部分供应将立足国内,未来我国机床行业发展空间十分广阔。
2、随着装备制造业和工业化、信息化的兴起,机床行业发展后劲十足,前景广阔
经过多年的积累和技术进步,我国工业特备是装备制造业获得快速发展,中国目前已经成为世界主要的机械装备生产国和消费国家,技术含量和工艺水平大大提高,产品质量仅次于美国、日本和德国,领先于意大利和英国。我国装备制造业的快速发展和国家崛起,必然导致基础工业机床行业的快速发展。
3、机床行业高速发展具有一定稳定性
随着高速、高效、高精度机床的技术成熟和大批量生产,欧美、日本、韩国等发达国家和地区机床更新换代加速,中国经济的持续高速发展和世界制造业向中国的转移,未来国内产品方向重点是高度数控化、高效、精密、大型化、功能复合化。预计十二五期间,国内数控机床增长率保持在30%以上,国内市场占有率达到70%以上。中高档数控机床将成为市场消费的主流。机床行业的重点用户分布在电力工业、航空、航天工业、造船工业、铁路机车工业、国防工业、机械工业和汽车工业七大行业领域,随着中高档数控产量提高,该行业收益水平将进一步提高。同时随着机床行业体制改革和国家政策支持力度加大,行业赢利水平必将大幅度提高。同相关行业比较,机床行业的毛利率较高,尤其高于普通机械加工行业水平。随着机床产品数控化率的提高,该行业收益水平将进一步提高,机床用户分布广泛,各个国家工业发展的差异化、各个行业发展的差异性、机床产品的差异性和技术更新的快速性,使得机床行业的发展保持较高的稳定性。中国机床不会出现明显的行业跟随周期。目前约有30%机床提供给汽车、工程机械等相关行业,20%供给军工、轮船、IT等行业,50%供给通用机械加工行业。机床用户分布广泛,各个行业发展的差异性和不均衡性将使得中国机床行业发展保持较高的稳定性。
4、大规模的基本建设是机床工业高速发展的保证
中国大规模的港口建设,特别是集装箱港口建设推动中国的集装箱、集装箱起重机行业快速崛起,并一举奠定了全球行业的主导地位。目前国内集装箱港口吞吐量跃居全球首位。在十二五期间,中国国内投资仍然非常旺盛,主要包括:高速公路、高速铁路、城市轨道交通、机场、港口、场馆、住宅建设仍将是全球最活跃的区域,工程项目难度大,相应的消耗施工机械强度将保持稳定。超高压输变电项目、铁路提速、国油国运、航空航天领域国家采购等使得国内需求仍构成了全球需求中举足轻重的部分。固定资产投资和汽车、航空航天、模具等工业的发展是刺激机床行业起飞的主要因素。我国固定资产每投入100亿元,将会带动0.8―1.1亿元的机床市场消费额,轿车产量每增减1%,数控机床消费量就变动0.54%。发电设备、船舶、冶金等大型和重型工业也是机床的主要消费者。
【参考文献】
[1] 中国机床商务网[OL].2010-2013.http://.
[2] 中国统计年鉴网[OB/OL].2010-2013.
[3] 工业统计年报.2010-2013.
数控机床市场发展前景范文2
机床是先进制造技术的载体和装备工业的基本生产手段,机械制造的工作母机,是装备制造业的基础设备,主要应用领域是船舶、工程机械、军工、农机、电力设备、铁路机车、汽车等行业。在船舶、工程机械等行业的产能扩张压力的推动之下,机床工业正迎来快速发展阶段。
就最近几年的发展情况看,在机床工业的下游产业中,船舶、工程机械、重型机械、军工是发展最快的行业,这些行业的企业在从产能闲置发展到满产超产的过程中,对机床设备的更新换代和小规模添置需求带动了机床工业稳定中速增长;当前各大造船公司、工程机械公司的产能利用率基本都在100%以上,尤其是造船行业,手持订单远超当前产能。生产任务已经排到了2011年,扩大产能已成为必然,扩产必须的生产设备尤其是机床设备的需求量将迎来加速增长,其他如汽车、电力设备的需求也将维持稳定增长。
二、各机械子行业交替推动机床工业发展。大型重型机床速度远快于中小型机床
机床是制造机器的机器,为汽车、船舶、军工、工程机械等各个装备制造产业提供装备,因此与宏观经济、特别是制造领域的固定资产投资密切相关。同时机床行业的直接下游是机械制造,因此机床行业与机械制造业的关系更为密切。机床工业给其下游多个机械制造子行业提品,因此不同时期,各装备制造子行业有繁荣,有衰退,而机床工业发展比其下游行业要相对稳健。在各个不同的经济发展阶段,各个子行业交替成为推动机床行业发展的主动力,机床行业将跟随发展最快的子行业增长。
在当前的经济发展阶段,船舶、工程机械,重型机械、石化生产设备等重型设备是发展最快和增长前景最为明确的下游行业,汽车工业虽然整体盈利水平增长跟不上产量增长,但产销量的增长还是比较明朗的,因此汽车工业对机床的需求仍将稳定增长。
重型工业发展是此轮中国经济繁荣的主要增长点,成为拉动我国经济的重要力量,中国目前正处于重型机械、重化工业发展阶段的中段,这一阶段还将持续很长时间,重型机械行业发展应该快于轻型、中型机械产品的发展,相对应地其所推动的大型、重型机床行业的发展速度将远快于中小型机床,因此我们更看好大型、重型机床行业的发展前景。
三、高精密机床壁垒很高
机床行业作为精密机械制造业,发展特点是循序渐进,逐步累积,产品性能很难在短时间内取得爆发式进展。如同其它制造业一样,基于亚洲国家的成本优势,近年来机床工业有向亚洲新兴国家转移的趋势,但这种趋势发展的速度比较缓慢,远远落后于其它类机械设备制造业,这主要也是因为机床工业技术和工艺提高的难度很高。当然我们认为这种转移的趋势不可逆转。
高精机床是先发优势明显的行业,技术与工艺非常严苛,每提高一步都需要很丰富的技术、工艺上的沉淀和艰苦的努力。对于后发的国家和企业来说很难弥补,这也是我国机床工业长期落后,贸易逆差居高不下的重要原因。这与我国其他行业特别是其他机械子行业发展突飞猛进,产品开始大规模出口的形势形成了鲜明对比。相对于其他机械行业来说,我国管理部门对机床行业的重视和扶持力度是相当大的,但是机床行业的逆差水平是所有机械类子行业中最高的,这充分说明了高精机床提高的难度。
正因为高精机床行业提高难度大,所以机床行业先进国家对本国机床企业保护的力度也比其他行业要大,西方国家对我国机床业不仅在技术上严格限制转让,而且基于政治原因在高精机床产品上也对我国实施限制和禁运。高精机床是当前为数不多的西方国家对我国采取限制和禁运措施的产品。
当然机床行业这种高壁垒特点确实给国内机床企业发展制造了障碍,但这也成为国内高精机床行业龙头企业的保护墙和后发企业的进入壁垒,龙头机床企业相对国内后发企业的技术优势会维持很长一段时期。
四、中国机床工业取得很大进步
机床是装备工业的基础,生产装备的装备,机床工业是关系国民经济、国防建设的基础工业和战略性产业,在发达国家无一不重视机床工业。我国机床工业经过多年艰苦努力,建立起较大的规模和较完整的体系,奠定了有利的技术基础,具备相当的竞争实力。整体上说,我国机床工业已跨入世界行列的第一方阵。2000年以来,世界机床工业由欧洲向亚洲新兴国家转移趋势,虽然缓慢但难以逆转。
“十五”以来,我国机床消费连创纪录,大陆市场机床消费总额(国内产品销售产值十进口额一出口额)和进口额已连续5年居世界第一,成为令全球瞩目的机床消费大国。2006年中国大陆市场机床消费额达131.1亿美元,同比增长约20%;机床进口72.4亿美元,同比增长11.55%,增幅比上年同期提高1.7个百分点。中国机床消费额占全球机床销售总额的比重已达到20%以上,为机床产业发展提供了难得的市场机遇。世界机床消费位列二、三、四名的日本约占15%,美国约占11.6%,德国约占10.6%。
作为一个世界上发挥重要作用的大国,我国必须从各个方面确保国家的独立自主地位。我国机床行业产品种类齐全,可生产品种已经超过3600种,基本已经无空白领域,大部分满足了我国装备制造业对机床的需求。
近年来,我国机床市场需求非常旺盛,2003年至2006年之间,销售收入增长率分别为21%、21%、17%,27%,而数控机床更是以50%以上的速度增长。机床工具行业整体销售收入连年以20%以上的复合增长率增长,从目前的情况来看,国内机床行业需求旺盛趋势还将延续。在技术含量较高的金属切削机床方面,机床产量连年上升,年复合增长率22%以上,数控金属切削机床产量上升幅度更快,数控金切机床比例稳步增长,2001年中国数控金切机床比例只有9%,到2007年上半年已经达到了20%。由于我国目前正处于工业化初期,很多金属加工产品要求的精度并不要求很高,加上我国劳动力成本低廉,因此低端普通机床仍然有一定的市场销路。
五、国产机床数控化率逐年提高
数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作(如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液)和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示,通过控制介质将数字信息送入数控装置,数控装置对输入的信息进行处理与运算,发出各种控制信号,控制机床的伺服系统或其他驱动元件,使机床自动加工出所需要的工件。所以,数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取,即数控编程。
数控机床与普通机床相比有很多无可比拟优点:1、适合于复杂异形零件的加工;2、加工精度高;3、加工稳定可靠;4、高柔性,加工对象改变时,一般只需要更改数控程序,体现出很好的适应性,5、高生产率;6、劳动条件好,机床自动化程度高,操作人员劳动强度大大降低,工作环境较好。
缺点是:1、投资大,使用费用高;2、生产准备工作复杂;3、维修困难,数控机床是典型的机电一体化产品,技术含量高,对维修人员的技术要求很高。欧洲、美国、日本的机床业都很重视数控化,目前欧美日的金属切削机床的产值数控化率均在80%以上,数量数控化率也在60%以上。
我国数控机床开发晚,起点低,前期发展缓慢。数控系统装置是数控机床的神经中枢,是长期阻碍中国数控领域发展的关键环节。“九五”以后国家有关部门明确发展以pc为平台的数控系统,通过“九五”的攻关,现在框架上已初步完成。解决了多坐标联动的技术难题。从过去的三坐标联动达到了最多可达入坐标联动,打破了国外对我国的技术“限制”。同时,我国国产数控系统已具备批量生产能力,市场品牌也在逐步树立,正在改变国际强手在中国市场上奇货可居的垄断局面。
经过多年的发展的我国数控机床已经取得了很大进步,远高于普通机床的发展速度,2002年国产数控金属切削机床24803台,06年达到了82024台,数量数控化率从9%提高到了20%,产值数控化率为44%。
但是总体来说我国数控金切机床还是相对比较落后,国内市场占有率低,基本依赖进口,这是导致我国金属加工、金属切削机床的贸易逆差连年上升的重要原因。我国数控金切机床消费对进口产品的依存度长期维持在70%以上,如何发展我国数控金切机床,是我国机床业界的重要任务,同时也是我国机床扩张和增长的重大机会。
六、对进口机床依存度仍然很高
长期以来我国机床工业取得了很大发展,但是相对于发达国家的机床工业我们仍然落后,主要在加工精度、稳定性、无故障时间上与国外产品有较大差距,而且数控化率偏低,虽然我国大陆机床主机的销售收入增长很快,但进口增长也很快,进出口逆差有逐年扩大趋势,只是在07年上半年,进出口逆差有稍稍缩小的迹象,总体而言,我国对进口机床的依存度较高,一直维持在50%以上。这其中,数控金切机床对国外产品的依存度很高是重要原因。我国数控金切机床对进口存度达到了70%,可以说基本依赖进口。
造成这种局面的主要原因是我国机床产品,尤其是高精机床和数控机床的性能、质量、稳定性落后,而且提高速度缓慢;另一个原因是国内对机床行业的保护力度还不到位。前些年为了吸引外资,对外商直接投资企业购买外国设备免税。近年来,政府已经对这些政策进行了修改,外商投资企业进口机床的免税条款已经废除,而且国内企业的固定资产投资购买国产设备可以抵税。这些措施有力地支持了国产机床业的发展。
当然我国机床行业对进口度高,也从侧面说明了机床行业提高的速度较慢,很难取得爆发性的飞跃,行业壁垒非常高,因此国内机床行业内的领先企业,在技术和产品性能上优势将保持很长一段时间,其他后来者很难在短时间内超越。同时对外依存度高也给予了我国机床行业较大的发展空间。
数控机床市场发展前景范文3
关键词:数控;实训;思考
近年以来,国家为加快和巩固高技能人才的培养,提高中国制造业的核心竞争力,出台许多了政策措施,目的在提升先进制造技术在机械制造业中的含量。数控技术作为先进制造技术的核心,是实现自动化、网络化、揉性化和集成化的基础,具备超一流的数控应用技能,已经成为企业用人的重要标准。作为培养高技能人才的职业技术院校遇到了前所未有的机遇和挑战,各院校纷纷设立与数控技术有关的专业,并对传统制造类专业教学计划进行调整,增开数控技术课程,取得了可喜的成果,使我们感到数控技术后备人才的培养大有希望。
但是,受到历史原因和各种条件限制,许多院校在选择数控实训设备时,缺乏对市场的深入调研和数控技术未来发展前景的了解,盲目从事,人云亦云,特别是新建院校,更是无从下手,很容易产生各种误区,最终导致选择的数控设备不合理,不适用,缺乏瞻前性,给学校的发展设置了难于逾越的瓶颈。
就此,笔者从一个数控技术教学者的角度谈谈看法。
合理数控设备的比例
合理数控设备的比例,是要解决的首要问题。现在很多学校的数控加工实训都是以数控车床为主,铣床为辅,其比例大约是10比1~2左右,其原因主要有以下几点:(1)车床加工范围很大,各种类型零件的首道工序几乎都可以在车床上完成,现在车床几乎占整个金属切削机床的30%左右;(2)车床在价格上比铣床便宜得多,容易接受,特别是国产经济型数控车床价格优势更明显;(3)车床生产厂家多,历史悠久,技术相对成熟,供货范围广。
而今,随着先进制造方法的广泛应用,传统的加工方法受到挑战。首先,车削加工将不再是金属切削的主要方法,数控车床的价格优势已不很明显,特别是数控车床是二轴连动控制,生成程序简单,加工范围受到很大限。其次,从发展的眼光看,我们生活在三维空间里,数控铣床是三轴联动,能形象地描述零件几何体的形状,更有效地训练学生的思考方式和动手能力,越来越多的零件由原来的直接加工转变为由模具制造出来,而适合模具制造的数控铣床(加工中心)会越来越多。再次,CAD/CAM的发展使三维设计广泛应用于实际加工,特别是应用于模具制造中,数控铣床与CAD/CAM的无缝对接把模具制造推向前所未有的崭新时代。企业对数控铣床(加工中心)的需求量明显上升,熟练其操作、能编程、懂调试、会维修的复合型人才备受青睐。
鉴于以上原因,作为培养数控技术应用人才的职业技术院校,应逐步加大数控铣床在数控实训设备中的比例,将实训重点由原来的数控车床为主的两轴联动加工,逐步过渡到以数控铣床(加工中心)为主的三轴联动加工,这样培养出来的学生将更符合社会的需求。可以想象,一个只懂数控车床操作和简单二维G代码的毕业生与一个既会数控铣床操作、又懂三维编程的毕业生相比,就业的几率和待遇差距会很大。
优化数控系统的配置
数控系统是数控机床的核心,影响着数控机床的技术性能和功能范围。而专用CNC系统之间互不兼容的弊病,使数控机床不能在不同厂商的不同平台上运行,所以,开放式数控系统是未来数控机床发展的趋势。眼下国内市场上数控机床所配备的数控系统多为FANUC—Oi和SIEMENS—802系列系统,各种版本的数控技术教科书也都是以上述两种系统为模板编写的,所以选择配有以上两种系统的数控实训设备是理所当然的,但是这两种系统相对价格比较便宜,功能相对比较弱,属于普通型数控系统,是日本FANUC公司和德国西门子公司配套给国外机床制造商的。日本FANUC公司和德国西门子公司现在已经不用上述系统配备数控机床了,而是用FANUC160i/180i/210i、SIEMENS840Di,因为这些数控系统都是开放式的,属高端系统,其功能齐全,价格昂贵。
所以,在选择数控机床的数控系统时,可以选择一定量的FANUC—Oi和SIEMENS—802系列系统,同时也要考虑选择一定量的其他系统,特别是开放式数控系统,尽量做到合理配置,既有经济型、普通型,又有少量高档型。考虑到学校主要是用于培训和教学,对机床的精度要求不高,为了缓解资金压力,一般应尽量选择国产数控机床。
先进的机床结构配置
数控铣床在结构上大体经过了三个阶段。
初期数控铣床的主要结构特点是工作台升降式,与普通铣床工作台结构基本相同,工作台除在X和Y方向运动外,还要随升降台在Z方向上下运动,这种结构的最大缺点是Z轴伺服电机要承受包括工作台、工件重量及切削力等负载,运动控制困难,不利于加工速度和加工精度的提高,应作为回避的对象。
第二阶段即在我国最常见的床身式数控铣床,其特点是工件只随工作台在X和Y方运动,Z轴方向由滑座带主轴上下运动,受国外产品的影响,机床在主轴单元、数控刀架和转台、刀库和机械手、滚动丝杠副、滚动直线导轨等数控机床功能部件及刀具刀柄有了明显改进,机床的可靠性、速度和精度有了很大提高,现在工厂里多数铣床几乎都是这种结构,应作为重点选择的对象。
第三阶段即龙门式结构,这种结构的最大好处是机床的刚性好,因而精度容易提高,速度也快,在我国经济发达地区得到了非常迅速的推广和应用,是数控铣床结构的发展趋势,在资金允许的情况下可适量考虑选择,体现数控实训设备的不凡实力。
经济型数控车床的结构与普通卧式车床基本相同,其主要特点是水平床身,前置转塔刀架,价格低,应用范围广,现在工厂里多数数控车床几乎都是这种结构,应作为主要选择对象,在资金允许条件下,可选择适量倾斜床身后置刀架型结构,以扩展学生的知识面和对数控车床的全面认识。
另外,选择一定量的其他数控设备如数控高速雕刻机、数控电火花线切割机、数控电火花成型机、数控对刀仪等,从实用性、价格及加工功能范围来看都是很有必要的。
总而言之,数控技术教学设备配备要受到许多因素特别是资金和理念的影响,集有限资金,如何配置既能充分满足教学实训要求,又不陈旧落后,且体现数控技术发展水平的数控设备,是值得职业技术院校深思和考虑的问题。
参考文献:
[1]吴玉厚.数控机床电主轴单元技术[M].北京:机械工业出版社,2006.
数控机床市场发展前景范文4
【关键词】 机械制造 数控技术 发展趋势
随着制造业的不断发展,传统的机械制造技术已经越来越不能满足现代制造业发展的要求。因此,需要利用现代数控技术的灵活性来增强机械制造业对外界元素的适应能力以及市场的变化情况,最大限度地应用在机械制造行业中,并将机械设备的功能以及效率、可靠性提高到一个全新的平台,以此来满足现代化市场的竞争需求,而不被社会所淘汰。
1 数控技术及其特点
1.1 数控技术概述
利用数字信息对机械加工以及运动过程所进行控制的技术称之为数控技术,其主要是把传统的机械制造技术、计算机技术、网络通信技术、光机电技术及传感检测技术结合在一起的现代制造业基础技术,因此,其具有高精准度、效率高、柔性自动化等特点。现阶段其主要是预先编制好程序,利用控制程序来实现对设备的控制功能,采用计算机进行控制。
1.2 数控加工技术特点
通过简便的改变数控加工的工艺参数,给换批加工以及研制新产品带来了方便;通过实现一次装夹工件完成多道工序的加工,以此来确保加工精度,缩短了辅助时间;普通机床难以完成的复杂零件以及零件曲面形状的加工得到了高品质的完成;通过模块化标准工具的采用,不仅减少了换刀以及安装时间,还提高了工具标准化的程度以及工具的管理水平。
2 数控技术在机械加工中的应用
2.1 数控技术在机床上的应用
机械制造中的关键是机械设备,具备有控制能力的机床设备是现代的机电一体化产品的重要组成部分,同时也是现今社会对现代机械制造业的要求。数控机床是通过把计算机的控制装置运用到机床上,利用数控技术对机床的加工进行实施操控,计算机数控技术给机械制造业提供了良好的机床控制能力。其工作原理是以代码来实现机床控制的机电一体化产品,把刀具跟工件之间的位置、主轴变速以及刀具的选择、冷却泵的工作和停止等操作以及顺序动作数字码记录在控制介质上,通过发出的控制指令来控制机床的伺服系统或者是其他的一些执行元件,让机床最终能够自动地加工出所需要的零件。
2.2 数控系统在工业生产上的应用
工业机器人跟传统的数控系统都是主要由控制单元以及驱动单元、执行机构所组成的。工业机器人一般被运用在机器设备的生产线上面,例如装配、焊接以及喷漆等方面,一些比较复杂恶劣的劳动环境下也会被运用到,利用它们来完成人类很难完成的工作,例如深水作业以及太空作业,通过人手或是手腕的动作模拟程序来完成构件的搬运以及抓取等动作,这在很大程度上改善了人们的劳动条件,大家的人身安全以及生产品质也得到了保障。
在汽车的批量装配以及喷漆或是安装大型的集装箱、搬运等方面,工业机器人起到了重要的作用。在实际操作过程中,控制单元一般都是由计算机系统组成,其就像是人类的中枢神经,通过写入内核的程序向驱动单元发出指令,指挥机器人完成预想的操作,并同时同步地检测执行动作,当出现错误或是发生鼓掌的时候,就由传感系统以及检测系统反馈到控制单元内,并发出报警信号做出相应的保护动作,执行结构主要是由伺服系统和机械构件组成,通过动力部分提供动力给执行结构,在驱动元件的作用下让执行结构完成规定的操作。
2.3 数控技术在兵器工业机械中的应用
根据现阶段的兵器工业机械的具体情况,进行全面的投资并购买置办大量的数控加工机床等设施是一个不可能完成的任务,因此,就需要充分地利用好现有各种型号的加工机床。把普通的机床跟数控机床结合在一起,制定出加工精度等级。相比较于传统的普通机床,数控机床有着精加工精度高而且重复性良好、加工品质也比较稳定的优点,对于精度要求低的加工设备可以在普通机床上进行加工,对于精度要求高的加工设备可以在具有高精度的数控机床上进行加工。另外,兵器企业主要针对目前企业的主要装备都是普通机床,因此就需要充分利用现有的设备资源,建立在普通旧机床的基础上,根据相应的要求,在原有的机床上选择国产或是国外进口的数控系统进行数显以及数控的改造,让其通过数控改造能够成为一个全新概念的数控机床,最终能够达到投入最少的资金,方便操作,功能以及精度都有所提高,并能够满足机械加工的需求,适应日后逐渐复杂的制造过程,实现整体机床数控化的提高。
3 数控技术的发展趋势及战略
3.1 数控技术的发展趋势
3.1.1 高速度高精度加工技术趋势
高效率和高质量是现代制造技术的发展关键。速度和精度是数控系统的两个重要技术指标,它直接关系到技工效率和产品质量,高速、高精度加工技术可以极大地提高现代制造业的效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争力。
3.1.2 柔性化
柔性化包含两个方面,一方面是数控系统本身的柔性,数控系统采用了模块化设计,功能覆盖面大,可裁剪性强,便于满足不同用户要求。另一方面是群控系统的柔性,同一群控系统能依据不同生产流程的要求使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度地发挥群控系统的效能。
3.1.3 开放化
数控系统开放化已经成为数控系统发展的趋势,因为传统的数控系统是一种专用封闭性数控系统存在兼容性差、技术升级困难的弊端。开放化数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,通过改变、增加或裁剪结构对象形成系列化,面向机床厂家和最终用户。
3.1.4 多轴化
一机多能的数控系统可以最大限度地提高设备利用率,数控系统正向多轴多系统系列控制功能发展。多轴联动机工,零件在一台数控机床上一次装夹后,可进行自动换刀、旋转主轴头、旋转工作台等操作,完成多工序、多表面的复合加工,不仅光洁度高而且效率也大幅度提高。
3.1.5 集成化
数控技术的集成化主要有几个方面。使用更新的IC器件,NC系统进行高密度立体安装,以减少占有空间和提高可靠性;使用光缆传递信号,减少铜缆;采用无缆连接,进一步减小NC系统内连接电缆数目。
3.1.6 智能化、网络化
在数控技术上实时智能化正沿着自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等方面发展。而数控装备网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式的基础单元。
3.2 数控技术发展战略
我国是一个制造大国,因此,在世界产业的转移中要不断地接受前端专业,而不是后端转移,为了防止我国制造业在新一轮的国际产业结构调整中成为“空芯”,就要紧紧抓住先进的制造核心技术。但是在实际的操作过程中,不能够以资源、环境以及市场作为代价来换取可能仅仅只是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”,而是应该注重制造业核心技术的开发和研究,力争用科技力量提升制造业技术力量水平。如果不能取得核心技术制造中心的位置,那么我国的现代制造业的发展进程将会受到严重的影响。要以我国的基本国情角度作为出发点,导向是国家的战略需求以及国民经济的市场需求,最终要以提高我国的制造装备业综合竞争能力以及产业化水平作为最终目标。利用系统的方法,选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术,研究开发的内容要以能够支持产业化发展的支撑技术、配套技术为主,最终能够实现制造装备业飞跃性的发展。要强调以市场需求作为导向,通过整机的发展来带动数控产业的发展,重点解决数控系统以及相关功能部件的可靠性以及生产规模的问题。
4 结语
在制造业的发展过程中,数控技术的发展对于提高其整体水平具有重要的影响。实现机械制造自动化的关键因素就是数控技术,国家工业的发展以及综合国力的提高将会受到其直接性的影响,现在用来衡量一个国家的技术水平以及战略地位的重要标准,就是以数控技术作为核心内容的机械设备的生产和应用水平。因此,广泛地使用数控技术于制造业,不论是从战略角度还是其发展策略,都是我国实现工业经济大国的必要措施,因此,需要大力倡导与发展。
参考文献:
[1]丛高祥,陈丽,李凯等.浅谈数控技术在机械加工中的应用与发展前景[J].价值工程,2011,(03):22-23.
数控机床市场发展前景范文5
关键词:中职 数控 实训 教学
中图分类号: G718 文献标识码: C 文章编号:1672-1578(2012)01-0215-01
随着机械制造业的飞速发展,中国正在逐步变成“世界制造中心”,数控技术的应用也越来越广泛,大力培养数控人才已迫在眉睫。
中等职业教育培养的主要是“蓝领层”数控技术人才,这类人才是指在生产岗位上承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人,在企业数控技术岗位中占70.2%,是目前需求量最大的数控技术人才。数控技术是一门实用性极强的技术,需要紧密配合生产实践。
然而中等职业学校数控教学现状是:一是数控专业师资严重短缺,相关课程开设不足;二是实训教学设备(数控机床及数控系统)类型单一,且往往落后于企业;三是没有适用的高质量教材,教学模式各异。
利用现有条件上好数控专业实训课应作到以下几点:
1 激发学生兴趣,上好第一堂“入门课”
数控专业和一般专业不同,绝大多数学生在学习之前没有接触过数控机床,更有部分学生不知道什么叫数控。对于第一次接受新的学科学习,总是存在着极强的好奇心理。
这时可采用如下方法来引导学生入门:(1)介绍好该课程与生产实践的密切关系。如数控加工实训课,可通过身边的事例来说明、提出问题。在生产中几乎无时无刻都离不开机械零件,像手表,汽车,大到飞机火箭航天器等。零件是怎么通过数控机床加工出来,使学生心中提出许多疑问来增加其想象、思考和研究。(2)利用多媒体介绍数控技术应用的重要性,精心准备一些相关的数控领域的视频及图片资料,可从发展前景、市场需求等方面来进行,帮助学生了解实际、增强学习兴趣。(3)带领学生参观数控机床、现场操作过程、展示优秀毕业生的数控作品,有利于学生了解学习该课程的重要性和开阔学生的视野,认识和了解数控机床不同的类型,提高学生对数控的感性认识。
虽然有的学生不是通过第一次课就能产生兴趣,但起始课是重要的,让学生觉得自己又增长了知识。好的开始是成功的一半,更是我们成功教好数控实训的一半。
2 注重理实一体,利用好仿真软件
对于“蓝领型”数控人才,必须以传统的机械制造技术(金属材料及热处理、切削原理及刀具、机床夹具、机制工艺等)为基础,学习掌握“数控机床原理及应用基础”和“数控加工编程技术”,还需要熟练掌握“CAD/CAM”软件。
传统的理论教学较抽象,脱离实践,学生往往会产生枯燥、厌倦情绪。书到用时方恨少,这种学习方法目的明确,收效最直接。在实训课中,总有学生感觉理论所学的有关内容到实训中不够用。这时我们要抓住时机向他们讲授理论与实训课的关系,充分调动学生学习的积极性,可穿插利用数控仿真软件教学,形象生动,在实训教学中对原有知识加以巩固。数控仿真软件是一个应用虚拟现实技术于数控加工操作技能实训的仿真软件,具备对机床操作全过程和加工运行全环境的仿真功能,可以进行数控编程教学,加工操作过程教学,使需要在数控设备上才能完成的大部分教学功能在此虚拟制造环境中实现,弥补了传统数控教学的不足。
基于这一功能和特点,使用仿真软件将大大减少在数控机床设备上的资金投入,既能降低成本又能加快数控人才的培养速度。由于仿真软件不存在安全问题,学生可以大胆地独立进行学习和仿真练习。并对加工零件的几何形状和精度进行自我检测,增强了学生的自学能力,精简了教学过程,提高了学习效率。
3 实施细节教学,合理安排实训内容
在实训教学过程中,安全永远是第一位的,我们尤其注重实训纪律教育,除进行原有的安全操作规程学习外,我们还从学生的每一个训练细节入手,列出各种安全隐患,进行教育,使学生在上机床操作时牢记安全规程。
实施细节教学还体现在要求学生在实训过程中勤记笔记。实训课基本上被认为是全部动手操作,但是,学生不可能持续的操作机床,在操作过后很容易忘记。因此要求学生在训练过程中不断地记笔记,不断的总结,比如学习数控铣平面铣削时,你可以在笔记上记下所有操作步骤,并注明注意事项。在操作过程中,可以记下所选刀具、所用切削用量、转速、进给倍率、精加工方法等,课后再整理。通过自身的操作,容易出错的步骤重点标注,提醒下次操作注意。一周实训课程结束后,让学生进行小结,总结得失点以及自己的体会。通过天天记笔记,周周写小结的形式,让学生对数控专业的认识更进一步。这样实训操作课才能充分体现其功能。
在数控实训过程中,笔者发现学生在操作中,很多带有盲目性,往往会浪费很多时间,特别是刚入门的学生,不知道按哪个开关,哪个键,只能不断的摸索。学生操作机床后收获很小,效率很低。考虑这一问题,笔者给学生整理了从“开机到出产品”过程中的每一个步骤,教学时再进行适当的讲解,要求学生刚开始时严格按照步骤规范操作。这样学生很快能够熟悉数控机床操作,大大提高了实训效率。
在实训教学中,笔者要求学生带着问题去操作,操作机床的目的是为了解决某个问题。在一次数控铣床实训课中,要求学生利用G68/G69指令练习加工图形,明确说明练习目的是为理解其指令格式,有的同学拿到一块毛坯后就输入程序,模拟图形正确后,开始自动执行。可是加工出的图形却比要求的要大,经自己仔细检查后才发现原来操作时未将原有的刀补修改正确,只能铣平面,重新开始。当平面铣完时,下课时间也到了,布置的操作任务自然没有完成。学生如果在操作过程中如果不注意步骤方面的细节,会严重影响实训效率。因此,向学生强调细节操作,培养学生的细致、认真是非常必要的。
数控机床市场发展前景范文6
【关键词】机电一体化技术;应用;发展趋势
引言
随着现代科学技术的不断进步与发展,各种技术相互融合的趋势也越来越明显,这是社会生产力发展到一定水平的必然趋势。在机械工程领域中,随着微机电子技术和计算机技术的高速发展并与机械工业相互渗透,形成了机电一体化。使工业生产由机械电气化迈入了机电一体化为特征的发展阶段。
1 机电一体化技术的发展现状
纵观机电一体化技术的发展史,大致可以可将其分成三个阶段。20世纪60年代为初级阶段,期间,由于第二次世界战争的爆发很大程度上促进了机械产品与电子技术的结合,但这种结合由于当时电子技术发展水平有限,结合并不深入,广泛。20世纪70年代,为机电一体化蓬勃发展的阶段,该时期内,计算机技术,控制技术和通信技术的飞速发展大大促进了机电一体化的发展,并逐渐在世界范围内被普遍接受。20世纪90年代后期,机电一体化技术进入了深入发展阶段,并不断像智能化迈进,人工智能技术,光纤技术和神经网络技术的巨大进步加快了机电一体化技术的发展进程[1] 。
2 机电一体化的发展趋势
机电一体化是机械,微电子,控制,计算机,信息处理等多学科的交叉融合的结果,它的发展和进步与相关技术的进步与发展是脱不开的。机电一体化的发展方向主要包括以下几点:
2.1 智能化
智能化是机电一体化技术的重要目标和方向。该种智能化,是在控制理论的基础上,吸收人工智能,运筹学,计算机科学,心理学,生理学等新思想,新方法来模拟人类智能,使之具有逻辑思维,判断推理,自主决策等能力。当然,想要机电一体化产品能达到人类同样水平的高智能化是不现实也是没有必要的,拥有部分智能或低级智能便足够达到较高的控制目标 。
2.3 网络化
20世纪90年代,网络技术得到了前所未有的高速发展,成为计算机技术发展的突出成就之一。网络技术的不断普及给人类的生活带来了巨大的变革。无论是在工业生产,还是在人们的日常生活中,网络化技术的运用无处不在。同时,各种网络将全球经济,生产连成一片,企业间的竞争也将全球化[2] 。企业间只要研制发明出了功能独到,质量可靠的机电一体化新产品,就会通过网络畅销全球。可以说,机电一体化产品在朝着网络化方向不断快速发展。
2.4 微型化
微型化是精细加工技术发展的必然趋势,该微型化指的是机电一体化向微型机器,和微观领域发展的趋势。外国称其为微电子系统MEMS。它是指可以批量制作,集微型结构,微型传感器,微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口和通信电源等于一体的微型器件或系统机。微机电一体化体积小,耗能少,运动灵活,在生物医疗,军事,信息等方面具有不可比拟的优势。
2.5 绿色化
高速发展的工业社会丰富了我们的物质生活条件,给我们的生活带来了极大的便利,但与此同时,也破坏了资源,生态环境也受到严重污染 。因此,在这种情况下,人们开始呼吁生产绿色产品。绿色产品是指低能耗,低污染,舒适,协调而可再生利用的产品。生产绿色化产品是时展的必然趋势。绿色产品从其生产到销毁的申明过程中都符合了环境保护和人类健康要求[3] 。因此绿色的机电一体化产品具有很好的市场发展前景。
3 机电一体化技术的应用
随着我国市场经济体制的不断完善 ,机电一体化技术的应用领域也越来越广泛,主要应用在以下几个方面:
3.1 数控机床
数控机床代表了一个国家机床的生产水平,经过多年发展,我国在数控机床及相应的数控技术在结构,功能,操作和控制精度上都有着迅速的提高。其主要表现在以下几个方面:其一,总线式,模块化,紧凑型的结构,即采用cpu,多住总线的体系结构;其二,设计开放,是硬件体系结构和功能模块具有层次性,兼容性,复合接口标准,大大提高了客户的使用效益;其三,一台机床能够同时完成多个独立任务,或控制多台机床的能力,并将刀具破损检测,物料搬运,机械手等都控制集成到系统中去;其四,系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统地能力。
3.2 工业机器人
一个国家机器人技术水平一定程度上反映了该国家综合技术水平的高低。随着机器人技术的不断发展,工业机器人已经广泛高效的运用于各工业领域中。该种结合了机构学,自动控制,计算机,人工智能,通讯技术,传感技术,等多种学科和技术的综合成果能够具有感知,思维和行动功能[4]。在具体操作中能够获取,处理和识别多种信息,独立完成复杂的操作任务。机电一体化在工业机器人中的运用能够很大程度上提高工业生产水平。。
3.3 自动机与自动生产线
不难发现,自动机械与自动生产线及各种自动化设备已广泛使用在国民经济生产和生活中。它是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如在各种印刷包装生产线,邮件信函自动分拣处理生产线,各种高速香烟生产线中,将现代电子技术与传感技术应用于其中,能够有效提高生产效率。
4 结语
机电一体化已经成为当今世界最重要的技术发展方向之一,并辐射影响到几乎全部的工业行业。机电一体化作为机械工业发展的必然趋势,将在各方面带来显著地经济效益和社会效益,具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]刘磊,涂万阳.机电一体化在数控机床中的应用[J].经营管理者,2014(04).
[2]李晓培.浅谈机电一体化特点及发展研究[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013(12).