数控技术的发展与机遇

Home / 数控技术的发展与机遇 - 2021年11月25日 , by

数控系统是数控产品的核心技术之一,我国从1958年开始研究数控技术,开发数控产品,经过不断的调整、优化、重组、开拓,通过自行研究、引进合作、独立开发、推进产业化进程,国产数控系统已经取得重大突破。现在,我国的数控产业已经开始在产业化的道路上开拓前进,但也面临着更严峻的挑战。

一、数控系统产业化的现状

目前,我国数控机床生产厂有100多家,能批量生产的企业有42家(国有企业30家,民营企业5家,合资、独资企业7家),每家企业平均年产量40~50台,几家重点企业年产量可达400~700台;数控系统(包括主轴和进给驱动单元)生产企业约50家,其中,生产具有一定批量的企业有8家(国有企业3家,民营企业 2家,合资、独资企业3家);生产数控机床配套产品的企业共计300余家,产品品种包括8大类 2000 种以上。我国数控系统分为3种类型,即经济型、普及型和髙级型。这是根据当前市场需求的实际情况,按技术应用不同领域和复杂程度进行的阶段性标准来划分的。在经济型数控系统中具有很大优势,当前每年数千台经济型数控车床和电加工机床的市场上,国产数控系统是“一花独秀”(有 10% 左右的是合资企业产品)。在普及型数控系统的市场中正在取得进展。进人20世纪90年代以来,我国数控系统的各方面研究力量在集中优势、突破关键、以我为主、发展产业的原则基础上,逐步形成了以航天数控集团、机电集团、华中数控、蓝天数控等以生产普及型数控系统为主的国有企业,以及北京一法那科、西门子数控(南京)有限公司等合资企业的基本力量。当然,拥有我国自主版权的数控系统在市场开拓上仍要尽更大的力量。

二、数控技术的发展状况

20世纪80年代以来,国家对数控机床的发展十分重视,经历了”六五“、”七五“期间的消化吸收引进技术和“八五”期间科技攻关开发自主版权数控系统两个阶段,为数控机床的产业化奠定了良好基础,并取得了长足的进步。”九五“期间,数控机床发展

已进入实现产业化阶段。数控机床新开发品种300个,有一定的覆盖面。新开发的国产数控机床产品大部分达到国际上20世纪80年代中期水平,部分达到20世纪90年代水平,为国家重点建设提供了一批高水平数控机床。在技术上也取得了突破,如高速主轴制造技术(12000~18000r/min)、快速进给(60m/min)、快速换刀(1.5s)、柔性制造、快速成形制造技术等,为国产数控机床的发展奠定了基础。当前,我国数控系统正处在由研究开发阶段向推广应用阶段过渡的关键时期,也是由封闭型系统向开放型系统过渡的时期。从生产规模上看,已有航天数控集团、华中数控系统有限公司、北京机床研究所等可实现批量生产的产业化基地。

三、数控产业发展面临的情况

(1)缺乏产业规模。在一段时间里,我国数控机床产品品种相对较少,开发和交货周期较长,由于没有按市场需求进行开发,批量不大,不能满足市场需求,市场占有率较低。

(2)缺乏发展数控产业的政策和技术配套体系,对国产数控机床的必要保护显得过于单薄。

(3)缺乏技术创新、产品更新和产业调整的内在动力。

(4)面临国外强手竞争的巨大压力。进入20世纪90年代以来,我国国内市场对数控机床和数控系统的需求量迅速增长,成为工业发达国家竟相争夺的目标。面对强手如林的国际竞争对手,国内数控机床和数控系统无论是性能、质量,还是价格,都难以与发达国家产品相抗衡,面临着进口冲击的强大压力。

四、数控产业发展的机遇

我国数控机床从20世纪80年代以来有了迅速发展,平均年产量增长20%以上。另外,随着制造业的全球化,制造业大量向我国转移和集中,加之我国加入世界贸易组织(WTO),我国制造业和制造科学研究与开发人员正面临着前所未有的机遇和挑战。在这种情况下,数控技术作为对传统制造技术进行技术提升的手段,得到了前所未有的发展机遇。

五、我国与世界先进水平的差距

目前,德国和瑞土的机床精度最高。综合起来,德国的水平最高,日本的产值最大。中国、韩国基本属于同一水平。就门类、种类多少而言,我们应该能进世界前4名,但我们的技术水平与世界先进水平还有一定的差距。

首先是精度普遍不够。只有少数几种产品达到欧洲标准定位精度。精度差距只是表面现象,其实质是基础技术差距。如普遍未进行有限元分析,未做动刚度试验;大多未采用定位精度软件补偿技术、温度变形补偿技术、高速主轴系统的动平衡技术等。

其次是基础材料开发方面的差距。

第三是高动静刚度主机结构和整机性能开发的差距。高速机床主机结构设计方向是增强刚性和减轻移动部件重量,如国际普遍采用龙门式、框式、O形整体结构,箱式结构,L形床身,三轴移动移出机身,侧挂箱式卧式加工中心等。我们则大多未开发。

还有一个就是应用技术的差距。如国外已开始普及的远程服务技术,我们尚待开发交钥匙工程——从机床选择、工艺装备(刀、夹、附、检具)配置与提供到切削用量的确定,尚待开发;展岀的高速机床,普遍不能做硬切削、干切削表演,高速切削机制及切削数据库的研究我国近乎空白;不能提供高速切削软件包等。

当然,关键配套件,特别是新兴配套件差距较大。如电主轴、高速滚珠丝杠副、直线电机、高速高精全数字式数控系统、高精度髙频响的位置检测系统等。

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