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国内数控机床的三大着力点剖析


数控系统这个领域,国内企业不单纯是起步阶段,已经步入了发展阶段,但是数控系统受国外企业的冲击非常严重。 

作为数控机床的大脑,数控系统可谓是决定机床性能的关键因素。而随着十二五规划对以数字化、柔性化以及系统集成技术为核心的智能装备的倡导,数控机床也越来越受到金属加工行业的关注。数控机床深度融合了信息技术、机械技术与自动化技术,不但满足了行业的发展需求,更顺应了国际两化融合的趋势。 

中低端集中缺乏高端产品 

众所周知,金属加工制造离不开各类机床的应用。作为数控机床大国,产量大是我国数控机床行业的突出特点。据了解,目前国家已将金属切削机床行业提高到了战略性的位置。根据预计,2015年我国金属切削机床工业总产值将超过2000亿元,将成为全球第一大金属切削机床的生产基地。相比国外一个机床企业只有几百名员工与几千台机床的年产量,我国数控机床产量惊人。经过迅速扩张,我国数控机床年产量曾达到22万台的水平。但是盲目的扩张带来的是我国数控机床尤其是高端数控机床发展不足的现状。 

相比国内产品,国外数控机床在高速、高效、高精方面特征明显。同时在多轴技术、复合加工技术等数控前沿技术更加成熟。但是中国在这些方面的发展起步并不算低,只是后期阶段的发展受到了一定的制约,并且与国外相比,我国对加工技术完整性重视程度不足。除此之外,数控机床在中国的应用还存在人才缺乏等问题。由于行业扩张速度较快,数控机床技术人员培训不足,这也导致了数控机床目前在中国的应用现状不佳的现状。 

相比国外,国内数控机床更多地偏向于中低端。而在高端产品中,真正取得良好市场应用效果的也不多,甚至还有相当部分的技术创新成果长期停留在样品、展品和试验品的阶段,没有得到充分的市场验证。造成这一现象的主要原因与在高档机床我国国产数控产品所占比例较低不无关系。 

提高可靠性发展智能化 

数控系统作为数控机床的大脑,对于其品质和发展至关重要。据了解,相对于国外数控系统的发展速度,国内数控系统的发展并不算缓慢,尤其是经过金融危机的洗礼之后,国内机床制造企业的产品结构得到了进一步优化,国内数控系统的发展也随之加速。一些优秀的国内机床及数控企业逐渐崭露头角,然而大多数产品主要集中在中低端领域。目前高端数控系统市场还是以西门子、发那科、海德汉等一系列国外企业为主导。 

基础层面技术不足,产品可靠性不足是目前国内数控系统存在的问题。我们必须要有自己的研发团队,自己的主导思想。单纯依靠引进,永远无法超越对方。 

既然数控系统受到国外企业的冲击非常大,我们的差距在哪里?国内数控系统的使用功能和结构与国外相比差别并不大,但是在可靠性方面远却不如对方。质量可谓是机床的生命,高端数控机床由于功能齐全,结构复杂,不可靠因素也随之增多。据了解,单从数控系统来看,国内产品的 MTBF(平均无故障时间)已经可以达到1万小时以上,最高可达到2万小时。而国外先进企业生产的数控系统的MTBF数控机床最高可以达到8万小时。我们的数控机床系统在集成后缺乏长时间的考验,企业也对国产数控系统也存在着一定的质疑。 

除了基础层面技术与可靠性以外,智能化趋势更是当代数控系统发展的主要趋势,智能化是数控系统由自动化向智能化发展的必然趋势,也是数控机床走向未来的主要手段。据了解,在目前这个发展阶段,信息技术在自适控制适应技术等都是智能化需要解决的问题。并且随着控制技术、驱动技术和自适应技术等的发展,智能化和集成化已成为数控机床研究的重要领域。例如采用智能技术来实现多信息融合下的重构优化的智能决策、过程适应控制、误差补偿智能控制、复杂曲面加工运动轨迹优化控制、故障自诊断和智能维护以及信息集成等功能,将大大提升数控机床应用范围和加工精度、提高制造效率。 

伺服电机更需平稳节能 

数控机床性能除了受最关键的数控系统影响,作为数控系统的重要功能部件,伺服系统性能也直接影响着数控系统性能的发挥。据了解,目前交流伺服系统已在很大范围内取代了直流伺服系统。同时,伺服系统中的高速总线,具备纳米级精度、超高分辨率的检测单元和自适应控制的应用,成为了伺服技术发展的趋势。作为数控机床的执行机构,伺服系统的发展前景应该是向着高速、高精以及更加平稳的方向发展。 

与此同时,电机作为机床最为耗电的单元,在节能减排方面,国家也制定了对于普通电机的效率标准。据了解,在机床行业,一台普通机床的使用效率通常只有 30%,而采用高效节能电机可以有效地节约能源,电机采用可控变频、软启动器等驱动方式,能耗效率可以达到90%以上。 

根据中国机床工具工业协会对重点企业的调研显示,虽然机床工具市场普遍疲软,但中高档数控机床及相应的配套产品未出现明显下滑,非标、个性化产品需求呈现增长趋势。通用型的数控机床更需要个性化发展。例如:方便、快捷的操作界面,典型部位加工程序模块,专、通夹具自动控制,工件零点自动确定,误操作防范措施、防护门自动控制等。在关注个性化发展的同时,现役数控机床维护和维修、能否稳定高效运行、改造服务也是企业的另一个关注点。 

数控机床未来的发展趋势离不开高速、高效、高精、复合、智能与绿色,而自动化技术更将为这一系列的发展带来新的能量。首先要务实,其次要采用一些成熟的技术,并在这个领域强化人才培养。
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