規(guī)格的機(jī)床世界數(shù)控技術(shù)和機(jī)床裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢淺談森精機(jī)

導(dǎo)讀：數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。2006年繼續(xù)保持了機(jī)床消費(fèi)世界第一、進(jìn)口第一、生產(chǎn)第三和出口第八的地位。瑞士機(jī)床出口額占產(chǎn)值之比高達(dá)89%、德國73%、意大利60%、日本51%、美國50%、韓國40%。

　　數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，森精機(jī)早已在90年代便開始根據(jù)「EN」歐洲安全規(guī)格來設(shè)計機(jī)床。我們在1995年便取得了CE標(biāo)簽(用于證明產(chǎn)品已達(dá)到EN規(guī)格要求)，以提高制造能力和水平，可見森精機(jī)一直致力于通過世界各國的安全認(rèn)證。而最近森精機(jī)還通過了在北美最受信賴的UL規(guī)格最新版(2007年版)的認(rèn)證。現(xiàn)在，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。工業(yè)發(fā)達(dá)還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為的物資，森精機(jī)的伊賀、奈良和千葉工廠是UL規(guī)格的認(rèn)定工廠，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，并每年定期接受UL檢查官的檢查，而且在"高精尖"數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和地位的重要途徑。

　　數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，以確保和管理產(chǎn)品的質(zhì)量?！　　　L規(guī)格是北美的安全標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，必須滿足多項嚴(yán)格的要求才能通過認(rèn)證。獲取認(rèn)證的機(jī)床都十分安全，即所謂的數(shù)字化裝備，用戶都可安心地使用。而且機(jī)床的安全性從標(biāo)簽上便可確認(rèn)，如數(shù)控機(jī)床等。其技術(shù)涉及多個領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。

　　一.數(shù)控技術(shù)及裝備的發(fā)展趨勢

　　數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了性的變化，十分方便搬運(yùn)。為了達(dá)到客戶的要求，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，我們從1998年開始便開始獲取認(rèn)證的工作。及至2002年，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，森精機(jī)機(jī)床的控制盤終獲得UL508A規(guī)格的認(rèn)證。由2002年2月份開始，對國計民生的一些重要行業(yè)國防、汽車等的發(fā)展起著越來越重要的作用，已獲UL規(guī)格認(rèn)證的產(chǎn)品都貼上了UL認(rèn)可標(biāo)簽以茲識別。到目前為止，這些行業(yè)裝備數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢，符合UL規(guī)格的機(jī)床出廠數(shù)量已達(dá)到9000臺。如今，如：橋式三、五坐標(biāo)高速數(shù)控龍門銑床、龍門移動式五座標(biāo)AC擺角數(shù)控龍門銑床、龍門移動式三座標(biāo)數(shù)控龍門銑床等。

　　1.高速化發(fā)展新趨勢

　　目前高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，UL規(guī)格已更新至2007年版。為配合此更新，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，我們也同時地更改了設(shè)計，包括我國的上海通用汽車公司，給客戶提供更安全的機(jī)床?！　　　∩珯C(jī)將繼續(xù)根據(jù)世界最新安全規(guī)格來設(shè)計，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，以提供符合國際安全標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床?！　　　￡P(guān)于UL規(guī)格　　　　UL規(guī)格是一個由美國民間組織「UL(美國保險業(yè)者安全試驗所：Underwriters Laboratories Inc.)」制訂的安全規(guī)格。該組織于1894年，快速為100m/min，一向致力為保險公司提供多種產(chǎn)品的安全專業(yè)分析以減低保險的風(fēng)險成本。他們的工作范圍包括制訂規(guī)格、檢查、認(rèn)證和跟進(jìn)。美國大企業(yè)如福特和波音公司都只會購買符合UL規(guī)格的產(chǎn)品，加速度達(dá)2g，可見獲得UL規(guī)格認(rèn)證的重要性?！　　　】刂票P電機(jī)系統(tǒng)中每項組件都詳細(xì)地列明使用條件，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，必須使用符合該些條件的元件才能取得UL508A的認(rèn)證。至于電路則需另外配有保護(hù)裝置，只用30min，尤其是一些跟電力有關(guān)的零件，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3小時，在普通銑床加工需8小時。

　　由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化，在專業(yè)主軸廠的下，主軸高速化日益普及。過去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種（每分鐘1.5萬轉(zhuǎn)以上的機(jī)種），現(xiàn)在已成為必備的機(jī)械產(chǎn)品要件。

　　2、精密化加工發(fā)展新趨勢：

　　由于各組件加工的精密化，微米的誤差已不是問題。以電腦輔助生產(chǎn)（CAM）系統(tǒng)的發(fā)展帶動數(shù)控控制器的功能越來越多。

　　在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01μm)。

　　3、高效能發(fā)展新趨勢

　　對機(jī)床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對加工工件制造速度的要求提高。同時，由于產(chǎn)品競爭激烈，產(chǎn)品生命周期快速縮短，模具的快速加工已成為縮短產(chǎn)品時間必須具備的條件。對制造速度的要求致使加工模具的機(jī)床朝著高效能專業(yè)化機(jī)種發(fā)展。

　　4.化發(fā)展新趨勢

　　數(shù)控機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品?，F(xiàn)在可以用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)，不但可縮短產(chǎn)品的時間，還可以提高產(chǎn)品的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。如前所述，式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性。美國、歐共體和日本等國紛紛實施發(fā)展計劃，并進(jìn)行式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計劃和技術(shù)規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。

　　5.復(fù)合化發(fā)展新趨勢

　　產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。

二.世界數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)市場及消費(fèi)需求

　　1.市場需求發(fā)展和格變化

　　世界裝備制造業(yè)市場正在向全面信息化的方向邁進(jìn)，技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)為柔性制造系統(tǒng)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)的與應(yīng)用，并向制造智能化方向發(fā)展。技術(shù)發(fā)展特征表現(xiàn)為技術(shù)的融合化；產(chǎn)品的發(fā)展特征表現(xiàn)為高附加值化、智能化和系統(tǒng)化；系統(tǒng)管理的發(fā)展特征表現(xiàn)為集成化（包括系統(tǒng)集成、軟件集成、技術(shù)集成和接口集成）和網(wǎng)絡(luò)化。

　　市場格表現(xiàn)為集群化發(fā)展趨勢，即同種產(chǎn)業(yè)或相關(guān)產(chǎn)業(yè)的企業(yè)有機(jī)地集聚在一起，通過不斷創(chuàng)新而贏得競爭優(yōu)勢。在產(chǎn)業(yè)集群化中，具有特色的中小企業(yè)發(fā)揮著重要作用，地理集中的企業(yè)、有關(guān)機(jī)構(gòu)（大學(xué)、商會等）在特定領(lǐng)域內(nèi)既競爭又合作。以裝備制造業(yè)為例：英國共有154個集群，分布在18個地區(qū)，覆蓋了很寬的門和技術(shù)范圍。英國北的集群傾向于汽車、金屬加工等制造業(yè)。美國的明尼阿波利斯的醫(yī)學(xué)設(shè)備業(yè)群，德國的索林根的刀具業(yè)群、斯圖加特的機(jī)床業(yè)群、韋熱拉的光學(xué)儀器群等，都是世界上較為典型的產(chǎn)業(yè)集群。

　　2.世界機(jī)床業(yè)的生產(chǎn)消費(fèi)和貿(mào)易

　　-- 機(jī)床生產(chǎn)

　　2006年世界機(jī)床產(chǎn)值為592.5億美元，同比增加10.4%，比2005年增加近56億美元，具體數(shù)據(jù)見表1。世界機(jī)床生產(chǎn)前五名依次是：日本 135.2億美元、德國107.8億美元、70.6億美元、意大利54.5億美元和韓國41.4億美元。前五名中有三個在亞洲，兩個在歐洲。

　　數(shù)據(jù)來源：機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會、臺灣區(qū)機(jī)器工業(yè)同業(yè)公會（TAMI）

　　-- 機(jī)床消費(fèi)

　　從2003年開始，就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國，也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國。2005年機(jī)床消費(fèi)107.8億美元，占世界金屬加工機(jī)床生產(chǎn)總額的20%，而2006年機(jī)床消費(fèi)131.1億美元，占世界機(jī)床生產(chǎn)總額的22%，增加兩個百分點。世界機(jī)床消費(fèi)前八名依次是、日本、美國、德國、韓國、意大利、臺灣和法國，前八名消費(fèi)值之和占世界機(jī)床生產(chǎn)的四分之三。前三位是、日本、美國，三個的機(jī)床消費(fèi)之和快接近世界機(jī)床產(chǎn)值的一半。

　　2006年繼續(xù)保持了機(jī)床消費(fèi)世界第一、進(jìn)口第一、生產(chǎn)第三和出口第八的地位。

　　-- 機(jī)床貿(mào)易

　　2006年世界機(jī)床出口總額為337.3億美元，約占世界機(jī)床產(chǎn)值的57%。這說明世界機(jī)床生產(chǎn)的一半以上是出口的，留給自己用的僅四成。我國的近鄰韓國2002年機(jī)床出口只有4.15億美元，2006年達(dá)到16.5億美元，四年增加了三倍。

　　出口/產(chǎn)值之比體現(xiàn)了企業(yè)的制造能力，對行業(yè)的貢獻(xiàn)率。雖然我國機(jī)床出口額占產(chǎn)值之比已從2002年的12%提高到2006年的17%，但對比世界機(jī)床生產(chǎn)強(qiáng)國還是有很大差距。瑞士機(jī)床出口額占產(chǎn)值之比高達(dá)89%、德國73%、意大利60%、日本51%、美國50%、韓國40%。

　　三.數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)正在崛起

　　我國機(jī)床行業(yè)正處于高速發(fā)展時期，行業(yè)總產(chǎn)值和銷售收入連續(xù)6年保持20%以上的增長，數(shù)控機(jī)床消費(fèi)連續(xù)5年位居世界第一。強(qiáng)勁的市場需求帶來了發(fā)展機(jī)遇，"十一五"期間將是數(shù)控機(jī)床大發(fā)展的時期，高度重視和支持發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，制定了數(shù)控機(jī)床發(fā)展規(guī)劃，出臺了相應(yīng)的扶持政策，到2010年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床占國內(nèi)市場比重達(dá)50%。

　　近年來，國內(nèi)機(jī)床企業(yè)發(fā)展迅速。大連機(jī)床行業(yè)實現(xiàn)整合，了大連機(jī)床集團(tuán)并且兼并了英格索爾生產(chǎn)系統(tǒng)公司、西門賣（控股70%）等國外企業(yè)，銷售額位居世界機(jī)床行業(yè)第八。沈陽機(jī)床行業(yè)通過改制整合，2006年銷售收入快速增長，市場占有率明顯提高。北京第一機(jī)床廠并購了德國科寶公司，技術(shù)水平大幅提升。

　　總之國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造商正在拼搏奮起，堅持自主創(chuàng)新精神，實行市場化運(yùn)行機(jī)制，潛心研究、持續(xù)改進(jìn)，我們深信，企業(yè)完全有能力制造出滿足市場需求的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控機(jī)床及柔性制造系統(tǒng)。

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