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数控设备在中国的发展及前景

发布时间:2019-07-28 09:05
Abstract
The greatest achievement of human society science and technology in the 20th century is the invention of computers and applications. The application of computer and control technology in mechanical equipment is the most important technological advancement in the development of manufacturing industry in this century. Due to the emergence of its numerical control technology, the numerical control technology of mechanical manufacturing has brought about revolutionary changes.
Over the past few years, the development of CNC machine tools in China has fallen behind the demand of production. A large number of imported CNC machine tools from abroad are insufficient. However, the cheap CNC machine tools we manufacture belong to the low-end CNC machine tools, which are basically imported from abroad.
The high end of CNC machine tool can be operated on the spot. The downstream demand of the machine tool industry is greatly affected, and the industry's fixed asset investment is about 60 two per year for the purchase of machine tools. It is understood that the "1025" machine tool industry has increased its investment in aerospace, automotive, downstream high-speed rail, construction machinery and other industries, adjusted its industrial structure, and the high-end demand for CNC machine tools has increased.
With the development of science and technology, the development of numerical control technology will be faster and faster, which means that it needs to consider and deal with more and more non-technical problems such as technology. According to the actual situation of our country and the overall development strategy of our country, the development of numerical control technology in our country should develop in the direction of high reliability, stability, high speed, high precision, intelligence, digitization, networking and greening. In the aspect of numerical control technology, emphasis is placed on innovation, research and development of technologies and products with independent intellectual property rights, for the sustainable development of industry, equipment manufacturing industry and numerical control manufacturing industry in China.
Keywords: numerical control equipment, development, problems, prospects
目  录
第一章 前言 5
第二章我国数控设备现状5
2.1在中国发展cnc设备5
2.2中国数控设备发展所取得的成就和遇到的问题6
2.2.1成就6
2.2.2主要问题7
第三章数控设备在中国的发展前景
3.1中国数控设备的发展前景9
3.2未来中国数控设备发展中应注意的问题12
3.2.1中国数控设备发展战略思考12
3.2.2中国数控设备的发展战略
3.2.3加强企业之间的相互作用13
3.2.4国家对企业给予大力支持13
结语 14
致  谢 15
参考文献: 16
第一章 前言
20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明和应用。计算机和控制技术在机械制造设备中的应用是本世纪制造业发展中最重要的技术进步。自数控技术出现以来,数控技术给机械制造业带来了革命性的变化。目前,我国机床行业人才济济。2000年,金切割机床厂约358家(20.6万人),成形机床厂191家(6.5万人),共549家(27.1万人)。其中,数控金属切削机床约150台,数控成形机床30台,合计约180台,占制造企业总数的1/3。2001年,金切削机床产量192000台,内部数控机床17521台,约占9%。20世纪80年代以来,我国装备制造业的发展虽然出现了波动,但却更加注重数控技术,具有较强的市场竞争力。但在中高端数控设备方面,与国外一些先进技术和产品仍存在较大差距。效率、准确性、可靠性等方面存在明显差距,与90年代中期欧洲水平相当,大部分处于技术跟踪阶段。由于中国的技术水平和工业基础仍相对落后,CNC技术的性能、程度和可靠性仍远远落后于发达国家。尤其是数控系统的约束可靠性仍然较差,数控行业还没有真正形成。因此,加快数控系统的工程化和商品化进程,尽快建立和完善数控技术和数控产业是数控系统的主要任务。
第二章中国数控设备的现状
2.1中国数控设备的发展。
近年来,中国数控机床的发展一直未能​​跟上需求。大量进口数控机床无法满足数控机床的需求,我们生产的数控机床是低端和高端的。数控机床很少,基本上都是从国外进口的。
我国第一台数控机床是1958年研制的。开发过程可分为两个阶段。1958年至1979年为第一阶段,1979年至现在为第二阶段。在第一阶段,人们对数控机床的特点和发展状况还没有很好的了解。在人员素质差、基础薄弱、配套部位差的情况下,他们一次次地奔跑下来。他们经历了三次起起落落,最后由于性能不佳而停了下来,无法投入生产。主要问题是盲目性和缺乏实事求是的科学精神。第二阶段,从日本、德国、美国和西班牙引进数控系统技术,从日本、美国、德国、意大利、英国、法国、瑞士等11个国家(地区)引进数控机床的先进技术、合作和联合生产。爱尔兰、匈牙利、奥地利、韩国和台湾。解决了数控机床的可靠性和稳定性问题,正式形成了数控机床。生产和使用,并逐步向前发展。
2003年以来,中国已成为世界上最大的机床消费国和最大的数控机床进口国,目前加工设备的数控率正在提高,1999年全国加工设备的数控率为5-8,目前估计为15-20。
目前,我国数控机床铸造行业的发展取得了很大成就,在世界数控机床铸造行业也有很强的实力。然而,在技术上还不能领先,技术已经成为我国数控机床铸造行业未来发展的一个障碍。随着我国经济水平的不断发展,我国自主创新技术条件基本成熟,大力发展技术已成为数控机床铸造行业的一项不耐烦的工作。归根结底,数控机床铸造行业的竞争是技术水平的竞争。只有随着技术的发展,中国数控机床铸造行业才能继续向高端市场转移,才能获得更大的发展。
2.2中国数控设备发展中遇到的成就和问题
2.2.1 取得的成绩
从我国数控技术的发展来看,我国数控技术的发展取得了巨大的成就。
一是为今后的发展奠定了坚实的基础,基本掌握了数控技术的核心。数控系统的研制和生产取得了一定的成果。数控系统是数控技术的核心技术,其种类和质量直接影响着我国数控技术的发展。目前,我国已基本掌握了数控系统、伺服驱动、数控主机、专用平面及其配件等基本技术。这些技术大部分已经有了商业发展的基础,其中一些已经商业化和工业化。
二是在多年的数控技术发展中,培养了一大批从事数控技术研究、开发和管理的人才。近年来,我国已实现了培养三级数控技术人才的目标。首先,熟悉数控系统的操作和加工技术,了解简单的维护,能进行手动或自动编程的技术操作人员。第二,熟悉数控设备机械结构和数控系统软硬件的中级人才,既要掌握复杂的模具设计和制造知识,又要具备扎实的专业理论知识、较高的英语水平,积累大量的实践经验。精通数控设备结构设计和数控系统电气设计,能够实现数控产品的开发和数控技术的高级人员技术创新。为我国数控机床行业提供强大的技术人才支持。
数控机床的设计和制造技术有了很大的提高,主要表现在三个方面:培养一批设计,制造,使用和维护人才;通过合作生产先进的数控机床,设计,制造和使用水平得到了极大的提高和降低。与世界先进技术的差距;通过使用国外先进的元器件,数控系统的支持,开始设计制造高速,高性能,五轴或五轴数控加工机床,供应国内市场需求,但关键的测试,消化,掌握和技术创新很差。到目前为止,许多重要的功能组件,自动化工具和CNC系统依赖于国外技术支持,不能独立开发。它们基本上处于从仿制到自我发展的阶段,日本的数控机床水平也大不相同。主要问题包括:缺乏像日本的“机电法”和“机器字法”这样的指导;各方面严重缺乏专家和技术工人;缺乏深入的系统研究工作;组件和CNC系统不匹配;与专业缺乏合作,基本上是独自战斗,虽然工厂很拥挤,但不能形成合力。
自20世纪50年代第一台数控机床诞生以来,我国数控机床技术一直稳步发展。目前,数控机床的消费已成为主流。虽然我们在中、低档机床上具有一定的竞争力,但在高档机床上却没有优势。与发达国家相比,技术还存在一些差距,这就要求我们根据国情,加大科研力度和速度,提高人员素质。虽然我国数控机床的产量在逐步增加,但进口量也在逐步增加,这也是非常困难的。解决问题。
2.2.2 主要问题
我国数控设备开发中遇到的问题如下:
1  核心技术严重缺乏
测量数据表明,数控设备的核心技术数控系统由显示装置、控制器伺服、伺服电机、各种开关和传感器组成。90%的中国需要从国外进口。例如,在上海设有工厂的德国吉泰集团、意大利利雅路设备集团和在烟台设厂的韩国大宇综合机械有限公司等,所有核心技术都由外国企业掌握。国内可以做,高端数控设备,更多的是在组装和制造环节,一般不掌握核心技术。国内数控设备的关键零部件和关键技术主要依靠进口,而我国并没有真正规模和实力雄厚的企业。目前,世界上最大的三大制造商是:日本、德国西门子、日本三菱、以及法国的Tumm、西班牙的梵高等。有华中数控、航空航天数控等。国内数控系统刚刚开始产业化,质量程度一般。所有的先进系统都是进口的。华中数控系统近年来发展迅速,软件开发程度较好,但在电气硬件方面还有待进一步完善。目前,国内一些大型工厂还没有采用华中数控。
CNC功能是另一个薄弱环节。从某种意义上说,功能组件将构建21世纪的现代数控设备。功能的性能和价格决定了CNC设备的性能和价格。该功能不是设备附件,它是CNC设备的核心代表。国内数控设备的主要缺点主要是功能部件,这是国内数控设备应用的主要来源。从国内数控设备的开发和应用来看,功能部件迫切需要技术研究。特别是在数控工具中,滞后现象反映得非常强烈。国内数控工具在寿命和可靠性方面存在显着差距,在类别,性能和质量方面远远不能令人满意。由于国产刀具数量少,寿命低,数控设备的效率受到严重影响。公司进口的数控设备采用大型进口数控刀具。由于价格高,用户难以忍受。 CNC立式和卧式转台,CNC分度盘和CNC电动刀架等海外制造商也略胜一筹。
2.第二步。民族品牌与国际品牌存在显著差距
在2004年6月广东设备用户的抽样调查中发现,在数控设备的各品牌中,日本台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台台
(3)技术创新和成果转化与市场脱节。
适销对路的产品是公司在市场竞争中克服的基础。技术鼎鑫是产品满意度市场的关键。大多数企业都没有突出重点确定数字技术新技术项目,市场定位不明确,不能集中精力,突破重点,引领集体,项目处理失明。率先盲目跟随国际技术潮流,提高生产实力。数控设备行业本身的关键取决于新强度,人员素质和企业质量的提高。近年来,一些改革和重组取得了一些初步成果,很难得到。面对日益增长的市场需求,我们仍必须关注市场,寻求发展。我们必须抓住前线和岗位(即抓住发展,把握销售,把握品质,把握服务),郑重把握实力。如果中国想要成为制造业市场,而不是加工市场,那么设备也应该得到正确对待。否则,导致科技突破的新产品差距仍然很大,人力和物力资源有限。其次,技术成就后,缺乏市场化的综合治理,质量保证体系不健全,相应的规范和标准尚未制定。流程研究严重滞后。数控设备的市场份额逐年下降;再次,质量和服务不被重视。设备系列是第一个做出质量承诺的声明。市场回暖时,公司更注重质量和服务,对用户更加周到,热情。公司的品牌通常是在市场良好时创造的。它通常在良好的市场中被丢弃。
4  缺乏优秀的管束机制
企业普遍存在生产经营动力不足、自我约束机制不健全、劳动生产率低下等问题。为适应市场经济的需要,尚未形成以企业为主体,产学研结合的新技术创新体系。缺乏吸引高层次、高素质人才创业的环境。整合相关技术、产业和资源优势,形成共同攻关,共同打造新的技术平台是不可能的。因此,根据经济发展的客观要求,必须建立以公司法为主要内容的现代企业法。要切实树立以用户为中心的市场经济理念,认真调整产品结构和组织结构。让市场在资源配置中真正发挥基础作用。
第三章数控设备在中国的应用前景
3.1中国数控设备的发展前景
所谓的战略机遇是指在相对较长的时期和相对广阔的空间中对整个行业的发展产生重大影响的特殊时期。战略机遇稀少,抓住战略机遇,加快发展,这是中国数控机床行业获胜的一般战略。
在科学发展观的指导下,我国国民经济在“十一五”期间将更加平稳有序地发展。国务院关于振兴装备制造业的决定,将大大加快我国装备制造业的发展进程,特别是国家重点扶持的一批重大装备的发展,如大型发电、大型化、大型化、大型化等。输变电设备和大型设备。石油化工和煤化工设备、矿山设备、成套滚动设备、大型船舶、高速列车、工程机械、民用飞机和发动机等大型端部岩石掘进机,需要提供大量的重、精、多坐标、高精度、高精度、高精度、高精度、高精度、高精度、高精度、高精度、高精度、高精度、高精度、高可靠性、高可靠性、高可靠性、高可靠性、高可靠性、高可靠性、高可靠性、高可靠性、高可靠性、加工制造用高效专用数控机床。国家主要设备的发展需求为数控机床产业的发展指明了方向。
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据相关报道,我国数控机床铸造行业中高端数控机床所占比例严重偏低,与发达国家相比有较大差异。在最近举行的第七届中国数控机床展览会上,来自沈阳机床集团的20种具有国际水平的智能产品参加了展览会,为中国数控机床铸造行业的快速发展指明了方向,即走向高端市场。
随着市场的不断发展和客户要求的不断提高,原有的低端数控机床铸造产品已不能满足市场发展的要求。只有不断提高数控机床铸造产品的质量,才能使行业发展,以满足市场的需求。 , 成功之路。
高端数控机床前景广阔。机床行业受下游需求影响较大。下游行业每年固定资产投资的60%左右用于购买机床。据了解,“十二五”期间,下游航空航天、汽车、高铁、工程机械等行业投资增长,产业结构调整,对高端数控机床的需求继续上升。根据国际模型协会秘书长的罗百辉分析,到2020年,中高档数控机床的比例将达到20:60:20,中高档数控机床的年需求量将达到12万台,具有广阔的市场空间。公司是一家专业生产高档数控机床的厂家,具有很大的发展空间。
数控技术是先进制造技术的核心,是自动化、网络化、智能化、复合化的基础。
随着科学技术的发展,数控技术将发展得越来越快,这意味着它需要考虑和处理更多的技术和非技术问题。根据我国的实际情况,我国数控技术的发展应根据国情制定总体发展战略,朝着高可靠性、高稳定性、高速度、高精度、智能化、数字化、网络化、绿色化的方向发展。在数控技术方面,要重视自主知识产权技术和产品的创新和研发,为中国数控工业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
数控设备的发展趋势主要有:
1. 开放性
(1)开放未来技术:由于软硬件接口遵循公认的标准协议,只需少量的重新设计和调整,新一代通用软硬件资源可以采用、吸收和兼容现有的S。系统,这意味着系统的开发成本将大大降低,系统的性能和可靠性将继续。改善并在较长的生命周期中生活;
(二)对用户的特殊要求开放:更新产品,扩大功能,提供各种硬软件产品组合,以满足特殊应用要求;
(3)数控标准的建立:国际上正在研究和开发新的数控系统标准ISO 14649(STEP-NC),提供一种独立于特定系统的中立机制,能够描述产品整个生命周期中的统一数据模型,从而实现产品信息在整个制造过程乃至各个工业领域的标准化。标准化的编程语言不仅方便用户使用,而且降低了直接关系到操作效率的劳动消耗。
新一代数控系统开发的核心是开放性。一个开放式系统,具有软件平台和硬件平台,采用模块化,分层结构,并通过表单提供统一的应用程序界面。
为了解决传统数控系统关闭和数控应用软件产业化生产的问题。目前,许多国家对开放式数控系统进行了研究。开放式数控系统已成为数控系统的未来。
目前,体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统函数库和数控系统函数软件开发工具是当前研究的核心。网络数控设备是近两年来的新热点。数控设备网络将极大地满足生产线、制造系统和制造企业信息集成的需要。它也是实现敏捷制造、虚拟企业、全球制造等新型制造模式的基本单元。一些著名的数控机床和数控系统制造公司在过去两年引进了相关的新概念和原型。
2. 运动并联化
并联运动设备克服了传统设备串联机构运动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、操作自由度低、设备加工灵活性和可操作性差等固有缺陷,由设备主轴(一般运动平台)和机床座椅(一般是静态平台)之间的多杆并联机构驱动。杆系支撑平台通过控制杆系的杆长,可获得相应的自由度运动,实现多坐标联动数控加工、装配和测量,更好地满足复杂特殊零件的加工要求。它具有模块化程度高、重量轻、速度快等优点。
并联设备作为一种新型的加工设备,已成为当前设备技术的重要研究方向,受到国际设备行业的高度重视。它被认为是“数控技术发明以来”设备行业最重大的进步“和”21世纪新一代数控加工设备“。
三。极端化(大规模和小型化)
国防、航空、航天的发展和能源等基础工业设备的大规模发展,需要大型、高性能的数控设备的支持。超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术,需要开发出能够适应微尺寸和微纳米加工精度的新制造技术和设备。因此,对微型设备,包括微型切割(汽车、铣削、研磨)设备、微型电气加工设备、微型激光加工设备和微型印刷机的需求正在逐步增加。
4. 信息交互网络化
对于面临激烈竞争的企业来说,使数控机床具有双向、高速的网络通信功能,保证车间各部门之间的信息畅通,是非常重要的。它不仅可以实现网络资源的共享,还可以实现数控机床的远程监控、培训、教学和管理,以及数控设备的数字化服务(数控机床故障的远程诊断和维护等)。例如,日本的Mazak推出了新一代的机加工中心,配备了一种名为e-Tower的外部设备,包括电脑、移动电话、离机和机器内摄像头,它可以实现语音、图形、视频和文本通信故障报警显示、在线帮助故障排除等功能,是独立的、自主管理的制造订单。
5. 新型功能部件
为了提高数控设备各方面的性能,高精度,高可靠性的新功能部件的应用已成为必然。代表性的新功能包括:
(1)高频电主轴:高频电主轴是高频电机与主轴部件的集成。它具有体积小、速度快、无级调速等一系列优点。广泛应用于各种新型数控设备中。
(2)直线电机:近年来,直线电机的应用越来越广泛,虽然其价格高于传统伺服系统的动态加工设备,但由于采用了改变负载扰动、热变形补偿、磁隔离和保护等关键技术,机械传动结构得到了广泛简化。例如,采用1fn1系列三相永磁同步电动机的高速铣削
(3)电球杆:电动球杆是伺服电机和球杆的集成,它可以大大简化数控设备的结构,具有传动环节少、结构紧凑等一系列优点。
6. 高可靠性
与传统机床相比,数控机床增加了数控系统和相应的监控装置。应用了大量的电气,液压和机电装置,这往往会增加故障的可能性。工业电网电压对数控机床的波动和干扰可靠性极差,数控机床零件加工复杂,加工周期长,平均故障间隔时间大于20,000小时。为了保证数控机床的高可靠性,有必要认真设计系统,严格制造和明确可靠性目标,通过维护分析故障模式,找出薄弱环节。国外数控系统的平均故障时间超过7,000到100,000小时。国内数控系统的平均故障时间仅为10,000小时左右。外国机器的平均故障时间超过800小时,而中国最高时间仅为300小时。
7. 加工过程绿色化
随着环境和资源约束的日益严格,绿色制造越来越重要,尤其是在中国。因此,近年来,干法和半干法无冷却液切割节能环保设备不断涌现和发展。在21世纪,绿色制造的趋势将加速节能环保设备的发展,占领更多的世界市场。
3.2中国数控设备未来发展中存在的问题
3.2.1中国数控设备发展战略思考
中国是一个制造大国。在世界产业转移中,我们应该尝试接受前端而不是后端转移,即必须掌握先进制造核心技术。否则,在新一轮国际产业结构调整中,中国制造业将进一步“空心”。以资源,环境和市场为代价,我们可能只在新的世界经济中交换国际“加工中心”和“装配中心”,而不是掌握核心技术的制造中心的地位。这将严重影响中国。现代制造业的发展过程。
我们应该从国家安全战略的角度重视数控技术和工业问题。首先,从社会保障的角度来看,制造业是中国就业人口最多的行业。制造业的发展不仅可以提高人民的生活水平,而且可以缓解中国的就业压力,确保社会稳定;其次,从国防的角度来看。在安全方面,西方发达国家把高品质的数控产品作为国家的战略物质。《东芝事件》和《考克斯报告》是中国禁运和限制的最好例子。
3.2.2中国数控设备的发展战略
从我国的基本国情出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为指导,以提高我国数控设备的综合竞争力和产业化水平为目标,以21世纪初主导我国数控设备产业发展升级的关键技术和支持工业化发展的配套技术为研究开发内容。实现数控设备的跨越式发展。强调市场需求是面向市场的,即以数控终端产品为主,整机(如大、宽系列数控车床、铣床、高速、高精度、高性能数控机床、典型数字机械、重点行业关键设备等)。推动了数控工业的发展。数控系统及相关功能部件(数字伺服系统和电机、高速电主轴系统和新设备附件等)的可靠性和生产规模。都被详细解决了。没有规模,就没有高度可靠的产品;没有规模,就没有廉价和有竞争力的产品;当然,没有规模的中国数控设备最终将很难领先。
在高精度设备的研发中,必须强调生产,学习,研究和终端用户的紧密结合,以“制造,使用,销售”为目标,贯彻落实国家意志,解决紧迫问题。国家的需求。 。此外,中国应根据需要加大人才培养力度,为中国数控机床行业提供强有力的技术人才支持。
在赛前数控技术中,重点是自主知识产权的技术和产品的创新、研究和开发,为中国NC工业、装备制造业乃至整个中国的可持续发展奠定基础。制造业。
3.2.3公司间沟通增加
这里有许多中国人和许多工厂。要加强企业用户之间的合作,交流需求,共同开发数控技术,拧成绳索,在各个环节中发挥最大作用,增加各环节之间的紧密联系,形成一种联合力棒,学习企业之间的合作,加强机床各零部件制造商之间的关系,加强合作。
3.2.4国家对企业给予大力支持
为了提高数控机床在中国的竞争力,国家有必要支持企业,支持国有企业,而不是压制外资企业,而是改变国有企业的现状,使国有企业不会在竞争中遭受损失。
结语
目前,数控设备的发展正在迅速变化,开放性、并行性、极端性、规模化、小型化等方面的“站在”、“科技成果与先进设备的差距”、“信息化”、“技术创新”等方面的优势,都被企业以数字、数字、信息技术、高可靠性、新型功能、绿色等方面的优势作为优势,中国作为一个大制造国家,主要依靠的劳动力、价格、资源等方面的比较优势,与国外
我衷心希望,从基本国情出发,以国家的战略需要和国民经济的市场需求为指导,以提高我国制造业的综合竞争力和工业化水平,用系统的方法,选择21世纪初主导我国制造业发展升级的关键技术,以及支持工业化发展的配套技术,以配套技术为研究开发内容。实现制造业跨越式发展。
致  谢
我衷心感谢所有老师的细致指导。他们的言行将使我在余生中受益。他们广泛的知识和严谨的学术态度将使我的余生受益。
感谢所有师生多年来对我的关心和支持!感谢所有关心和帮助过我的人!
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