高檔數(shù)控機(jī)床的作用范文
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第1篇
在“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項(xiàng)(04專項(xiàng))的推動下，我國高檔數(shù)控機(jī)床近幾年得到快速發(fā)展，航空航天、船舶等高端制造業(yè)作為用戶企業(yè)，在促進(jìn)我國高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展中發(fā)揮的重要作用也得到業(yè)內(nèi)專家的廣泛認(rèn)可，緊密結(jié)合用戶企業(yè)的未來需求成為我國高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化及批量應(yīng)用的重要保障。
制造業(yè)是推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的發(fā)動機(jī)，而數(shù)控機(jī)床作為現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵核心裝備，其發(fā)展一直受到國家和相關(guān)行業(yè)的高度關(guān)注。近些年隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，我國機(jī)床行業(yè)有了長足的進(jìn)步，產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量和系列規(guī)格都有了很大提升，而國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中急需的高檔數(shù)控機(jī)床過度依賴進(jìn)口的局面已有所改善[1]。
受累于低迷的世界經(jīng)濟(jì)形勢，我國機(jī)床行業(yè)從2011年下半年進(jìn)入下行狀態(tài)[2，3]，在國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床行業(yè)總產(chǎn)值及利潤紛紛下滑的情況下，高檔數(shù)控機(jī)床的需求卻穩(wěn)步上升[2，3]，成為我國機(jī)床行業(yè)當(dāng)前發(fā)展的一大亮點(diǎn)，高檔數(shù)控機(jī)床也成為我國機(jī)床行業(yè)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的重要著力點(diǎn)。在“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項(xiàng)(04專項(xiàng))的推動下，我國高檔數(shù)控機(jī)床近幾年得到快速發(fā)展，航空航天、船舶等高端制造業(yè)作為用戶企業(yè)，其在促進(jìn)我國高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展中發(fā)揮的重要作用也得到業(yè)內(nèi)專家的廣泛認(rèn)可，緊密結(jié)合用戶企業(yè)的未來需求成為我國高檔數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化及批量應(yīng)用的重要保障。
我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
經(jīng)過多年發(fā)展，我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品類型及應(yīng)用領(lǐng)域等都有了長足進(jìn)步，而在04專項(xiàng)的支持下，通過數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)及機(jī)床用戶企業(yè)的共同努力，我國的高檔數(shù)控機(jī)床也有了較大發(fā)展，已在我國航空航天、船舶、汽車、發(fā)電等高端制造業(yè)得到初步應(yīng)用。
我國機(jī)床行業(yè)近年來產(chǎn)業(yè)規(guī)模大幅增加。“十一五”期間，金切機(jī)床行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值年平均增長率達(dá)23.6%，2010年達(dá)1306億元人民幣，并在2011年達(dá)到1542.9億元人民幣的歷史最高點(diǎn)，其中數(shù)控機(jī)床的發(fā)展速度更快，數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量占金切機(jī)床總產(chǎn)量的比重由2005年的13.2%提高到2010年的29.6%，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)值市場占有率也在2010年達(dá)到56.7%[1]。
在高檔數(shù)控機(jī)床方面，隨著04專項(xiàng)的深入實(shí)施，一大批數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵制造技術(shù)得到突破，多種構(gòu)型的國產(chǎn)五軸聯(lián)動及復(fù)合加工機(jī)床實(shí)現(xiàn)了在用戶生產(chǎn)現(xiàn)場的小批量應(yīng)用，廣泛用機(jī)結(jié)構(gòu)件、大型水輪機(jī)葉片等多種復(fù)雜零件的加工，加工材料涵蓋了鋁合金、鈦合金、不銹鋼、復(fù)合材料等。以國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床在中航工業(yè)成飛公司的應(yīng)用為例，成飛公司現(xiàn)裝備6臺國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床，故障率比國外同型機(jī)床稍高，但已基本滿足飛機(jī)結(jié)構(gòu)件批量加工。
五坐標(biāo)數(shù)控龍門機(jī)床方面，濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司的XKV27系列龍門移動式五軸聯(lián)動鏜銑床(圖1)，配備大扭矩機(jī)械式A/C雙擺角數(shù)控萬能銑頭，工作臺面寬度可達(dá)5m，長度可達(dá)40m，已在鞍鋼重型機(jī)械有限責(zé)任公司、上海航天設(shè)備制造總廠應(yīng)用。中航工業(yè)北京航空制造工程研究所的G52560ABJ五坐標(biāo)數(shù)控龍門銑床配備A/B擺角式機(jī)械主軸頭，適用于鈦合金、合金鋼等復(fù)雜飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工，目前已在中航工業(yè)成飛等多家飛機(jī)制造企業(yè)應(yīng)用。
五坐標(biāo)立式加工中心方面，以沈陽中捷的VMC25100U(圖2)、中航工業(yè)北京航空制造工程研究所的V51030ABJ為代表的國產(chǎn)五坐標(biāo)立式低速加工中心(A/B擺角)已在中航工業(yè)成飛用機(jī)鈦合金零件加工，除部分指標(biāo)及整機(jī)可靠性略低外，這兩款機(jī)床的零件加工能力與Rambaudi公司的1201機(jī)床接近，基本滿足鈦合金航空結(jié)構(gòu)件的五軸加工需求。
五坐標(biāo)橋式機(jī)床方面，中航工業(yè)北京航空制造工程研究所的B52580E橋式五坐標(biāo)高速數(shù)控龍門銑床工作臺尺寸為2.5m×8m，主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到24000r/min，已有多臺在我國航空制造企業(yè)應(yīng)用。濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司的XHSV25系列機(jī)床配備大功率、高轉(zhuǎn)速雙擺角數(shù)控萬能銑頭，工作臺面最大寬度可達(dá)5m，長度最大可達(dá)30m，已在航天二院二八三廠應(yīng)用。車銑復(fù)合機(jī)床方面，北一機(jī)床的XKA28105X300超重型數(shù)控龍門車銑復(fù)合機(jī)床已在哈爾濱汽輪機(jī)有限公司投入使用。
數(shù)控系統(tǒng)方面，中高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和生產(chǎn)取得明顯進(jìn)展，部分國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)已配套五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床。04專項(xiàng)通過設(shè)立國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)成套裝置研制課題，已初步解決了高檔數(shù)控系統(tǒng)的多通道、多軸聯(lián)動、繞刀具中心旋轉(zhuǎn)、靜態(tài)誤差補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)難題，開發(fā)了與數(shù)控系統(tǒng)配套的伺服驅(qū)動及電機(jī)等硬件，形成了系列化產(chǎn)品。典型如華中8型、廣數(shù)GSK25i、沈陽高精GJ400數(shù)控系統(tǒng)等，上述數(shù)控系統(tǒng)已配套多臺04專項(xiàng)支持的中高檔數(shù)控機(jī)床，部分已投入實(shí)際現(xiàn)場應(yīng)用。
數(shù)控機(jī)床功能部件方面，形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的功能部件，部分性能指標(biāo)已接近國際先進(jìn)水平。在04專項(xiàng)支持下，國產(chǎn)功能部件已突破高速主軸、高速滾珠絲杠、重載直線導(dǎo)軌、數(shù)控轉(zhuǎn)臺、刀庫與機(jī)械手、A/C雙擺角數(shù)控銑頭等研制。尤其是作為五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵功能部件的雙擺角銑頭，如濟(jì)南第二機(jī)床集團(tuán)研發(fā)的A/C雙擺角數(shù)控萬能銑頭(圖3)，可配備機(jī)械主軸和電主軸，其中機(jī)械主軸扭矩達(dá)2200N·m，轉(zhuǎn)速1600r/min，電主軸扭矩73.8N·m，轉(zhuǎn)速24000r/min，這兩類銑頭已配備多種構(gòu)型的數(shù)控機(jī)床。
國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床發(fā)展需解決的主要問題
我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)已基本解決高端產(chǎn)品的有無問題，但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與市場需求的矛盾尚未得到有效緩解，仍面臨主機(jī)大而不強(qiáng)，高檔數(shù)控系統(tǒng)和關(guān)鍵功能部件發(fā)展滯后，技術(shù)服務(wù)能力不足等問題。
國內(nèi)機(jī)床行業(yè)近幾年的快速發(fā)展以中低端產(chǎn)品的產(chǎn)能擴(kuò)充為主，高檔數(shù)控機(jī)床的研發(fā)投入不足，導(dǎo)致我國機(jī)床行業(yè)存在主機(jī)大而不強(qiáng)的問題，這也是近兩年受全球金融危機(jī)影響，我國大部分機(jī)床企業(yè)產(chǎn)值、利潤不斷下滑的主要原因。推進(jìn)高檔數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)業(yè)化，提高國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床在國家重點(diǎn)行業(yè)的占有率，是我國機(jī)床行業(yè)擺脫當(dāng)前困境，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵，為此，我國機(jī)床企業(yè)在發(fā)展高檔數(shù)控機(jī)床的過程中需解決以下問題：
(1)國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床可靠性和性能穩(wěn)定性較差。目前已投入實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床一般采用國外進(jìn)口的數(shù)控系統(tǒng)和關(guān)鍵功能部件，在加工性能方面與進(jìn)口機(jī)床沒有太大差距，但機(jī)床輔助部件故障率較高，直接推高了整機(jī)的故障率。此外，由于部件裝配和調(diào)試技術(shù)水平不足，國產(chǎn)機(jī)床的精度、動態(tài)特性等比國外機(jī)床稍差，且上述性能在應(yīng)用過程中的下降速度要高于國外機(jī)床。
(2)國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)及關(guān)鍵功能部件等主機(jī)配套產(chǎn)品還有待加強(qiáng)。近年來，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)廠以西門子、法拉克等國外高檔數(shù)控系統(tǒng)為對標(biāo)，在多軸聯(lián)動加工、繞刀具中心旋轉(zhuǎn)(RTCP)、誤差補(bǔ)償?shù)确矫孢M(jìn)行了大量的功能開發(fā)，但仍與國外高檔數(shù)控系統(tǒng)存在差距，體現(xiàn)為機(jī)床的加工精度無法滿足要求。功能部件方面，以高速主軸、A/C雙擺角數(shù)控銑頭為代表的關(guān)鍵功能部件已實(shí)現(xiàn)研發(fā)突破，但仍停留在小批生產(chǎn)階段，還缺乏在生產(chǎn)現(xiàn)場的批量應(yīng)用。
(3)針對用戶加工工藝需求的技術(shù)服務(wù)能力不足。國外數(shù)控機(jī)床企業(yè)很早就針對用戶的具體加工對象，提供包括機(jī)床、典型工藝方案及切削參數(shù)等在內(nèi)的一攬子解決方案，由于用戶采購高檔數(shù)控機(jī)床一般針對實(shí)際零件加工需求，這種圍繞產(chǎn)品加工需求的全套解決方案受到用戶的普遍歡迎，這也是國外高檔數(shù)控機(jī)床在國內(nèi)熱銷的重要原因。目前，國內(nèi)機(jī)床企業(yè)由于缺乏對用戶產(chǎn)品加工工藝的了解，目前還無法提供全套解決方案，提供的技術(shù)服務(wù)也只針對機(jī)床本身，影響了國產(chǎn)機(jī)床在用戶現(xiàn)場的應(yīng)用效果。
航空制造業(yè)未來發(fā)展對國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床的需求
高檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展往往由被加工對象的加工工藝及用戶生產(chǎn)需求拉動，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件作為飛機(jī)的主承力部件，具有形狀復(fù)雜、加工精度要求高、材料利用率低等特點(diǎn)，需要五軸聯(lián)動加工，一直是高檔數(shù)控機(jī)床研制和應(yīng)用的主要落地對象。隨著現(xiàn)代飛機(jī)性能的不斷提升，飛機(jī)零件正朝著整體化、大型化、復(fù)雜化、高精度、新材料大量應(yīng)用等方向發(fā)展，同時(shí)，數(shù)字化制造技術(shù)在航空制造企業(yè)應(yīng)用逐步深入，產(chǎn)品加工需求及用戶企業(yè)的技術(shù)發(fā)展對數(shù)控機(jī)床提出了新需求：
(1)大型高精度數(shù)控機(jī)床及五軸聯(lián)動臥式加工機(jī)床。當(dāng)前，部分大型飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的長度已接近20m，零件表面精度達(dá)到Ra1.6，促使加工設(shè)備向著大型化、高精度方向發(fā)展。德國DST公司的FOGS系列高精度五坐標(biāo)數(shù)控龍門銑床，基于西門子840Dsl系統(tǒng)開發(fā)了用于機(jī)床空間誤差的自動檢測及補(bǔ)償?shù)腒MS(KinematicManagementSystem)系統(tǒng)，并對機(jī)床工作區(qū)域恒溫控制，使機(jī)床在2.5m×9m×1.5m的工作空間內(nèi)定位精度達(dá)到1.6μm/m3。此外，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工的材料去除率達(dá)95%以上，立式加工時(shí)，高速切削產(chǎn)生的大量切屑極易堆積在零件表面，造成零件的二次切削，影響零件加工質(zhì)量，臥式機(jī)床以其排屑性好、具備FMC(柔性制造單元)功能等特點(diǎn)，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工中的應(yīng)用已越來越多，未來飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工中臥式機(jī)床所占的比例將進(jìn)一步提高。
(2)鈦合金高效及復(fù)合材料加工機(jī)床。目前，鈦合金和以碳纖維為代表的復(fù)合材料在現(xiàn)代飛機(jī)中所占的比例大幅提高，如A350、波音787的復(fù)合材料比例已經(jīng)超過50%。在鋁合金高速加工已基本解決的情況下，鈦合金、復(fù)合材料加工將成為未來航空制造企業(yè)的主要任務(wù)。由于切削性能差，鈦合金的切削效率一直很低，如何實(shí)現(xiàn)鈦合金的高效加工是當(dāng)前航空制造企業(yè)面臨的一大難題，需要在高效加工設(shè)備、刀具、工藝方案等多方面入手，而高效加工設(shè)備是基礎(chǔ)。復(fù)合材料加工主要需解決污染問題，與金屬材料不同，復(fù)合材料(如碳纖維、蜂窩等)在高速切削時(shí)會產(chǎn)生大量粉塵，對人體及機(jī)床造成傷害，因此，航空制造企業(yè)適于復(fù)合材料加工、防護(hù)性能良好的數(shù)控加工設(shè)備有著迫切的需求。
(3)自動化生產(chǎn)系統(tǒng)以及滿足數(shù)字化制造需求的設(shè)備新功能。為提高生產(chǎn)效率、降低零件加工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，包含運(yùn)輸、加工、清洗、烘干及測量等功能的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)已出現(xiàn)。目前國外航空制造企業(yè)已大量應(yīng)用柔性生產(chǎn)線，國外部分航空制造企業(yè)在碳纖維蒙皮加工中已采用集成傳輸、加工、清洗、烘干及測量等功能于一體的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，大幅提高了零件加工效率，保證了零件加工質(zhì)量。此外，數(shù)字化制造需要實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)床狀態(tài)，從機(jī)床實(shí)時(shí)采集零件加工及機(jī)床狀態(tài)數(shù)據(jù)，這要求機(jī)床具備刀具自動測量、狀態(tài)自動監(jiān)控、零件在線測量等功能，并可與用戶企業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。
上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)都離不開機(jī)床企業(yè)和用戶企業(yè)的密切合作，需要繼續(xù)堅(jiān)持04專項(xiàng)提倡的“產(chǎn)學(xué)研用”研發(fā)模式，尤其是示范應(yīng)用的方式(圖4)。通過梳理專項(xiàng)前期重點(diǎn)成果，根據(jù)市場需求集中力量在重點(diǎn)用戶建立“應(yīng)用示范基地”，充分發(fā)揮用戶的數(shù)控加工工藝技術(shù)優(yōu)勢以及設(shè)備應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，彌補(bǔ)我國機(jī)床企業(yè)在這些方面的不足，以在用戶實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場“應(yīng)用”的方式驗(yàn)證并開發(fā)適應(yīng)于用戶需求的新功能，最終達(dá)到完善專項(xiàng)成果，推進(jìn)國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床在國家重點(diǎn)行業(yè)批量應(yīng)用，提高國產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床市場占有率的目的。
第2篇
關(guān)鍵詞：科學(xué)技術(shù)；機(jī)械制造業(yè)；現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床；發(fā)展情況；策略
中圖分類號：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3198（2012）17-0176-01
0 緒言
機(jī)床是世界先進(jìn)制造技術(shù)與制造信息結(jié)合的重要元素，并且是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)與工具。所謂數(shù)控機(jī)床，指的是在數(shù)字化控制下，能夠在尺寸精準(zhǔn)與幾何精準(zhǔn)兩個(gè)方面制造毛坯零件加工中需要立體幾何形狀的工作母機(jī)的總稱。與傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床相比，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床具有高效、高精度等特征，解決了原來數(shù)控領(lǐng)域難以解決的問題，保證了加工零件的質(zhì)量，并且降低了數(shù)控工人的工作強(qiáng)度，進(jìn)而提升了生產(chǎn)效率。發(fā)展數(shù)控機(jī)床技術(shù)是我國實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)工作，并且也是機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)改革的必經(jīng)之路。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的數(shù)控機(jī)床技術(shù)也取得了明顯的成果，但是依然存在一些問題，就需要我們?nèi)ジ倪M(jìn)與創(chuàng)新。
1 我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與問題
機(jī)床產(chǎn)業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，而其中的裝備制造業(yè)又是工業(yè)發(fā)展的核心。我國將發(fā)展高檔數(shù)控機(jī)床技術(shù)作為新時(shí)期十六個(gè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目之一，尤其在我國政府的大力支持下，我國的數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域有了重大的研究突破，并且研發(fā)出了一批具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)。
第一，在中高檔數(shù)控機(jī)床方面有了重大突破。我國在近幾年開發(fā)出了大型、五軸聯(lián)動的數(shù)控加工機(jī)床與其他大批的專業(yè)化高效率數(shù)控機(jī)床，并且建立了大批的中檔數(shù)控機(jī)床核心產(chǎn)業(yè)基地。
第二，核心功能部位的制造水平提高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國制造的數(shù)控機(jī)床的部分性能已經(jīng)接近了國際的指標(biāo)，達(dá)到了制造的先進(jìn)水平。我國相應(yīng)開發(fā)出了高速主軸單元、重載直線導(dǎo)軌等高性能的核心數(shù)控部件樣機(jī)，而其中有些部件已經(jīng)開始小批量的生產(chǎn)，獲得了不錯的反響。
第三，部分中高檔數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用取得一定成果。我國的數(shù)控領(lǐng)域通過自主研發(fā)與其他國家相互合作，在部分中檔數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域取得了明顯的成果，能夠初步解決遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)等傳統(tǒng)機(jī)床出現(xiàn)的技術(shù)難題。
然而我們看到了我國數(shù)控機(jī)床取得的明顯成果，也要正視依然存在的問題：
第一，我國高檔數(shù)控機(jī)床供應(yīng)能力較弱。雖然我國的數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域在近幾年得到了顯著的發(fā)展，并且工作效率也明顯提高。但是我們依然可以看到機(jī)床消費(fèi)與生產(chǎn)結(jié)構(gòu)之間的矛盾，而隨著我國工業(yè)發(fā)展，對中高檔數(shù)控機(jī)床的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了低檔的需求，但是我國高檔數(shù)控機(jī)床依然需要從外國進(jìn)口。
第二，自主創(chuàng)新能力較差。一直以來，我國的機(jī)床制造業(yè)都在行業(yè)內(nèi)的研究所中進(jìn)行，但是由于創(chuàng)新能力較差，技術(shù)投入不足，導(dǎo)致自主創(chuàng)新能力不高。雖然我國一直引進(jìn)海外技術(shù)，并且購買了許多先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)，但是由于缺乏基礎(chǔ)性的研究技術(shù)，因此難以汲取先進(jìn)技術(shù)為己用。
2 我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展創(chuàng)新策略研究
第一，提高自主開發(fā)與創(chuàng)造能力。面對我國這個(gè)工業(yè)大國，我們必須要提高機(jī)床產(chǎn)品的創(chuàng)新開發(fā)力度，要實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)與功能部件的有機(jī)結(jié)合，以研發(fā)高檔數(shù)控機(jī)床為主要目標(biāo)，提高整個(gè)數(shù)控產(chǎn)業(yè)化的水平。加強(qiáng)我國數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)研發(fā)理論的研究以及數(shù)控應(yīng)用軟件的科研，改革行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為我國數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
第二，將數(shù)控功能部件作為基礎(chǔ)，核心共性科學(xué)技術(shù)作為支撐力量。我國的數(shù)控系統(tǒng)與功能部件等基礎(chǔ)研究方面是弱項(xiàng)，并且成為阻礙我國數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域發(fā)展的一大障礙，因此我們必須要提高專業(yè)化程度與自主研發(fā)能力。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與自主創(chuàng)新能力的提升需要依靠數(shù)控核心技術(shù)的掌控，并且依靠數(shù)控核心共性技術(shù)的支撐作用。我們都知道基礎(chǔ)技術(shù)的研究是提高整個(gè)數(shù)控產(chǎn)業(yè)水平的基礎(chǔ)與保障，也是機(jī)床設(shè)計(jì)中的核心與關(guān)鍵之處，這對于我國數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域跨出一大步具有重要的作用。
第三，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，與先進(jìn)國家合作。我們可以向西方具有先進(jìn)技術(shù)的國家吸取經(jīng)驗(yàn)，并且以市場來換技術(shù)，與跨國公司進(jìn)行合作，實(shí)現(xiàn)數(shù)控主流產(chǎn)品的高起點(diǎn)與專業(yè)化發(fā)展模式。對引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)，要充分吸收，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，滿足用戶的多種需求。
3 結(jié)語
隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的大踏步前進(jìn)，數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的發(fā)展也是迅猛飛進(jìn)的，并且朝著高效、高速、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展。在近幾年我國政府注重對數(shù)控機(jī)床的投入資金與研發(fā)力度，并且取得了巨大的成效。但是縱觀我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)，依然以西方先進(jìn)國家存在較大差距。我們需要不斷努力，加強(qiáng)對自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)與創(chuàng)新產(chǎn)品的研發(fā)，進(jìn)而滿足我國重點(diǎn)工程的現(xiàn)代需求，縮短與先進(jìn)國家的差距，實(shí)現(xiàn)我國數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。
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第3篇
為了夯實(shí)我國的工業(yè)之基，縮小我國數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域與國際上的差距，2009年，我國正式啟動實(shí)施“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項(xiàng)。8年多來，專項(xiàng)取得了豐碩成果，新增產(chǎn)值約706億元，我國高端數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平不斷提高，重點(diǎn)領(lǐng)域國產(chǎn)制造裝備生產(chǎn)制造支撐強(qiáng)勁有力，高檔數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化突圍。
制造能力顯著提升
通過對進(jìn)口量大、市場需求面廣的數(shù)控車床進(jìn)行研發(fā)，我國機(jī)床企業(yè)擁有了可以與進(jìn)口設(shè)備比肩的自主研發(fā)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)制造能力得到提升
“在一臺機(jī)床上，X軸的運(yùn)動可以加工線條，加上Y軸可以加工面，有了Z軸可以加工一個(gè)立體的東西，但是這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”機(jī)械科學(xué)研究總院院長王德成告訴筆者，“工業(yè)上往往要加工更為復(fù)雜的曲面，艦艇、飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星、飛船中許多關(guān)鍵零件的材料、結(jié)構(gòu)、加工工藝都有一定的特殊性和加工難度，用傳統(tǒng)加工方法無法達(dá)到要求，必須采用多軸聯(lián)動、高速、高精度的數(shù)控機(jī)床才能滿足加工要求。”
王德成所說的多軸聯(lián)動是數(shù)控機(jī)床中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)在一臺機(jī)床的多個(gè)坐標(biāo)軸上同時(shí)運(yùn)動，刀具或工件可在數(shù)控系統(tǒng)控制下同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動，從而完成復(fù)雜形狀的加工。雖然我國是當(dāng)今世界第一制造大國，但是這樣的高檔數(shù)控機(jī)床缺乏，導(dǎo)致我國在高端制造領(lǐng)域受制于人。
“以前我國做不了五軸聯(lián)動機(jī)床，所使用的數(shù)控系統(tǒng)也是國外制造的。曾經(jīng)為了制造大型船只上的一個(gè)設(shè)備，許多廠商爭先恐后搶著使用僅有的一臺進(jìn)口機(jī)床。而對于航空航天企業(yè)而言，國外高檔數(shù)控機(jī)床不僅對我們限制進(jìn)口，即使進(jìn)口了，其數(shù)控系統(tǒng)也留有信息后門，對于國防安全是一個(gè)很大的隱患。”專項(xiàng)技術(shù)總師、中國工程院院士盧秉恒說。
隨著我國航空航天、船舶制造、能源電力、國防軍工、汽車和工程機(jī)械等行業(yè)的迅猛發(fā)展，對大型、重型、復(fù)合、高精度高檔數(shù)控機(jī)床的需求急劇增加。改變高檔數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域掣肘的現(xiàn)狀迫在眉睫。
對此，“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項(xiàng)重點(diǎn)對進(jìn)口量大、市場需求面廣的加工中心和數(shù)控車床的研發(fā)進(jìn)行了部署。機(jī)床企業(yè)開發(fā)出了一大批適應(yīng)市場需求的新產(chǎn)品，龍門式加工中心、五軸聯(lián)動加工中心等制造技術(shù)趨于成熟，重型鍛壓裝備性能接近國際先進(jìn)水平，精密臥式加工中心形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的柔性制造系統(tǒng)核心技術(shù)。至“十二五”時(shí)期末，我國機(jī)床企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造能力得到顯著提升，高檔數(shù)控機(jī)床和裝備的國際競爭力不斷增強(qiáng)。
在高檔數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，我國終于擁有了可以與進(jìn)口設(shè)備比肩的自主研發(fā)的產(chǎn)品，8萬噸大型模鍛壓力機(jī)和萬噸級鋁板張力拉伸機(jī)等重型鍛壓及數(shù)控沖壓設(shè)備的成功研制，填a了國內(nèi)航空領(lǐng)域大型整體成形技術(shù)空白；大型貯箱成套焊接裝備成功應(yīng)用于五號等新一代火箭研制，在航天領(lǐng)域建立了首條采用國產(chǎn)加工中心和數(shù)控車削中心的生產(chǎn)示范線，已應(yīng)用于新一代運(yùn)載火箭、對接機(jī)構(gòu)、探月工程差動機(jī)構(gòu)等100余種、10000余件關(guān)鍵復(fù)雜零部件的加工，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益；數(shù)控鍛壓成形設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化成效顯著，其中汽車覆蓋件沖壓線國內(nèi)市場占有率超過70%，全球市場占有率已超過30%，有力推動國產(chǎn)汽車裝備自主化，并向美國成功出口9條汽車生產(chǎn)線。
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)逐步完善
我國機(jī)床行業(yè)形成一大批技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)被列入國際標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)國際競爭優(yōu)勢顯著增強(qiáng)，對產(chǎn)品研發(fā)提供有力支撐
“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項(xiàng)實(shí)施以來，行業(yè)技術(shù)水平明顯提升。盧秉恒介紹，我國研制的精密臥式加工中心等30多類重點(diǎn)產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平。其中，25米數(shù)控立柱移動立式銑車床是國家重大工程項(xiàng)目建設(shè)的急需、替代進(jìn)口的高端產(chǎn)品，其技術(shù)參數(shù)、技術(shù)等級均處于世界領(lǐng)先地位，機(jī)床規(guī)格、承載重量世界最大，代表了國家高檔數(shù)控重型機(jī)床最高水平。
最值得一提的是，我國機(jī)床行業(yè)的自主創(chuàng)新和可靠性水平提升顯著，標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范逐步完善。通過專項(xiàng)實(shí)施，推動國內(nèi)機(jī)床骨干企業(yè)聯(lián)合高校、用戶進(jìn)行開發(fā)，積極組織數(shù)控機(jī)床可靠性評定國家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編制并在機(jī)床行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。機(jī)床主機(jī)平均無故障時(shí)間從專項(xiàng)實(shí)施前的400～500小時(shí)已普遍提升至1200小時(shí)左右，部分產(chǎn)品已達(dá)到國際先進(jìn)的2000小時(shí)。
盧秉恒介紹，專項(xiàng)成果形成一大批技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)受到國際同行重視，并被列入國際標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)國際競爭優(yōu)勢顯著增強(qiáng)，對產(chǎn)品研發(fā)提供有力支撐，也對國家裝備制造業(yè)持續(xù)發(fā)展能力的提升起到保障作用。
2016年底，我國自主提出的用于檢測五軸聯(lián)動機(jī)床精度的S形試件標(biāo)準(zhǔn)已通過國際標(biāo)委會審定，成為我國在高檔數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)、檢測領(lǐng)域的首項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了“零”的突破。
此外，專項(xiàng)實(shí)施8年多來，累計(jì)申請發(fā)明專利3956項(xiàng)，立項(xiàng)國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)407項(xiàng)，研發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù)2951項(xiàng)。在行業(yè)研究機(jī)構(gòu)、重點(diǎn)企業(yè)建設(shè)了18項(xiàng)創(chuàng)新能力平臺、部署了70個(gè)示范工程，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才5500余人。
國產(chǎn)“大腦”補(bǔ)齊短板
數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從模擬式、脈沖式到全數(shù)字總線的跨越，初步具備與國外同類產(chǎn)品的競爭能力，突破了制約我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)發(fā)展的瓶頸
數(shù)控系統(tǒng)是機(jī)床裝備的“大腦”，是決定數(shù)控機(jī)床功能、性能、可靠性、成本價(jià)格的關(guān)鍵因素，也是制約我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)發(fā)展的瓶頸。而基礎(chǔ)薄弱、“缺心少腦”一直是中國制造的短板。
專家表示，數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動等是制造裝備最重要的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件。要實(shí)現(xiàn)“中國制造2025”的目標(biāo)，形成“中國智造”的核心競爭力，離不開數(shù)控系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動、伺服電機(jī)等關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新。
為了補(bǔ)齊短板，“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”國家科技重大專項(xiàng)部署實(shí)行全產(chǎn)業(yè)鏈布局，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)部分技術(shù)的原創(chuàng)超越。企業(yè)掌握了數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件平臺設(shè)計(jì)與批量生產(chǎn)技術(shù)，在多通道、多軸聯(lián)動、高速插補(bǔ)等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)方面達(dá)到國際主流產(chǎn)品技術(shù)水平。
通過專項(xiàng)的支持，我國數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從模擬式、脈沖式到全數(shù)字總線的跨越，已初步具備與國外同類產(chǎn)品的競爭能力。高檔數(shù)控系統(tǒng)、功能部件與主機(jī)產(chǎn)品配套研發(fā)，初步實(shí)現(xiàn)與高檔數(shù)控機(jī)床的批量配套。據(jù)工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司副司長羅俊杰介紹，2016年，數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)支持研發(fā)的高檔數(shù)控系統(tǒng)已累計(jì)銷售1000余套，國內(nèi)市場占有率由專項(xiàng)啟動前的不足1%提高到了5%左右。
目前，國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)已與10多類600多臺高檔數(shù)控機(jī)床配套，開始在航空航天重點(diǎn)企業(yè)示范應(yīng)用。“功能部件企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量水平穩(wěn)步提高，品種系列不斷完善，滾動功能部件檢測裝備從無到有，靜剛度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和測試設(shè)備水平已躋身國際先進(jìn)行列。截至目前，滾動功能部件在中高端數(shù)控機(jī)床市場占有率達(dá)20%，較2009年專項(xiàng)實(shí)施前提升4倍，品種滿足度為80%。”羅俊杰說。
