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數(shù)控機(jī)床

       數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題,是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床,代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向,是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

主要特點(diǎn)

  數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在這個(gè)數(shù)控單元中完成,它是數(shù)控機(jī)床的大腦。與普通機(jī)床相比,數(shù)控機(jī)床有如下特點(diǎn):

  1、對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng),適應(yīng)模具等產(chǎn)品單件生產(chǎn)的特點(diǎn),為模具的制造提供了合適的加工方法;

  2、加工精度高,具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量;

  3、可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng),能加工形狀復(fù)雜的零件;

  4、加工零件改變時(shí),一般只需要更改數(shù)控程序,可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間;

  5、機(jī)床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量,生產(chǎn)率高(一般為普通機(jī)床的3~5倍);

  6、機(jī)床自動(dòng)化程度高,可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度;

  7、有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、傳遞信息,使用了計(jì)算機(jī)控制方法,為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造及管理一體化奠定了基礎(chǔ);

  8、對操作人員的素質(zhì)要求較高,對維修人員的技術(shù)要求更高;

  9、可靠性高。

  數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比,具有以下一些特點(diǎn)。

  1、具有高度柔性

  在數(shù)控機(jī)床上加工零件,主要取決于加工程序,它與普通機(jī)床不同,不必

  制造,更換許多模具、夾具,不需要經(jīng)常重新調(diào)整機(jī)床。因此,數(shù)控機(jī)床適用于所加工的零件頻繁更換的場合,亦即適合單件,小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā),從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期,節(jié)省了大量工藝裝備的費(fèi)用。

  2、加工精度高

  數(shù)控機(jī)床的加工精度一般可達(dá)0.05—0.1MM,數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字信號形式控制的,數(shù)控裝置每輸出一脈沖信號,則機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一具脈沖當(dāng)量(一般為0.001MM),而且機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲桿螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行曲補(bǔ)償,因此,數(shù)控機(jī)床定位精度比較高。

  3、加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠

  加工同一批零件,在同一機(jī)床,在相同加工條件下,使用相同刀具和加工程序,刀具的走刀軌跡完全相同,零件的一致性好,質(zhì)量穩(wěn)定。

  4、生產(chǎn)率高

  數(shù)控機(jī)床可有效地減少零件的加工時(shí)間和輔助時(shí)間,數(shù)控機(jī)床的主軸聲速

  五軸聯(lián)動(dòng)加工中心

  和進(jìn)給量的范圍大,允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削。數(shù)控機(jī)床正進(jìn)入高速加工時(shí)代,數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件的快速移動(dòng)和定位及高速切削加工,極大地提高了生產(chǎn)率。另外,與加工中心的刀庫配合使用,可實(shí)現(xiàn)在一臺機(jī)床上進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工,減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間,提高了生產(chǎn)率。

  5、改善勞動(dòng)條件

  數(shù)控機(jī)床加工前是經(jīng)調(diào)整好后,輸入程序并啟動(dòng),機(jī)床就能有自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行加工,直至加工結(jié)束。操作者要做的只是程序的輸入、編輯、零件裝卸、刀具準(zhǔn)備、加工狀態(tài)的觀測、零件的檢驗(yàn)等工作,勞動(dòng)強(qiáng)度大降低,機(jī)床操作者的勞動(dòng)趨于智力型工作。另外,機(jī)床一般是結(jié)合起來,既清潔,又安全。

  6、利用生產(chǎn)管理現(xiàn)代化

  數(shù)控機(jī)床的加工,可預(yù)先精確估計(jì)加工時(shí)間,對所使用的刀具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化,現(xiàn)代化管理,易于實(shí)現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化,已與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)有機(jī)地結(jié)合起來,是現(xiàn)代化集成制造技術(shù)的基礎(chǔ)。

基本組成

  數(shù)控機(jī)床的基本組成包括加工程序載體、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)床主體和其他輔助裝置。下面分別對各組成部分的基本工作原理進(jìn)行概要說明。

  1、加工程序載體

  數(shù)控機(jī)床工作時(shí),不需要工人直接去操作機(jī)床,要對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制,必

  高速數(shù)控機(jī)床

  須編制加工程序。零件加工程序中,包括機(jī)床上刀具和工件的相對運(yùn)動(dòng)軌跡、工藝參數(shù)(進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速等)和輔助運(yùn)動(dòng)等。將零件加工程序用一定的格式和代碼,存儲在一種程序載體上,如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤等,通過數(shù)控機(jī)床的輸入裝置,將程序信息輸入到CNC單元。

  2、數(shù)控裝置

  數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心?,F(xiàn)代數(shù)控裝置均采用CNC(ComputerNumericalControl)形式,這種CNC裝置一般使用多個(gè)微處理器,以程序化的軟件形式實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能,因此又稱軟件數(shù)控(SoftwareNC)。CNC系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng),它是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)插補(bǔ)出理想的運(yùn)動(dòng)軌跡,然后輸出到執(zhí)行部件加工出所需要的零件。因此,數(shù)控裝置主要由輸入、處理和輸出三個(gè)基本部分構(gòu)成。而所有這些工作都由計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序進(jìn)行合理地組織,使整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作。

  1)輸入裝置:將數(shù)控指令輸入給數(shù)控裝置,根據(jù)程序載體的不同,相應(yīng)有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM系統(tǒng)直接 通信 方式輸入和連接上級計(jì)算機(jī)的DNC(直接數(shù)控)輸入,現(xiàn)仍有不少系統(tǒng)還保留有光電閱讀機(jī)的紙帶輸入形式。

 ?。?)紙帶輸入方式??捎眉垘Ч怆婇喿x機(jī)讀入零件程序,直接控制機(jī)床運(yùn)動(dòng),也可以將紙帶內(nèi)容讀入存儲器,用存儲器中儲存的零件程序控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)。

 ?。?)MDI手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令,它適用于比較短的程序。

  在控制裝置編輯狀態(tài)(EDIT)下,用軟件輸入加工程序,并存入控制裝置的存儲器中,這種輸入方法可重復(fù)使用程序。一般手工編程均采用這種方法。

  在具有會話編程功能的數(shù)控裝置上,可按照顯示器上提示的問題,選擇不同的菜單,用人機(jī)對話的方法,輸入有關(guān)的尺寸數(shù)字,就可自動(dòng)生成加工程序。

 ?。?)采用DNC直接數(shù)控輸入方式。把零件程序保存在上級計(jì)算機(jī)中,CNC系統(tǒng)一邊加工一邊接收來自計(jì)算機(jī)的后續(xù)程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜工件并直接生成零件程序的情況。

  2)信息處理:輸入裝置將加工信息傳給CNC單元,編譯成計(jì)算機(jī)能識別的信

  不同類型的數(shù)控機(jī)床(13張)息,由信息處理部分按照控制程序的規(guī)定,逐步存儲并進(jìn)行處理后,通過輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運(yùn)動(dòng)控制部分。CNC系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包括:零件的輪廓信息(起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線、圓弧等)、加工速度及其他輔助加工信息(如換刀、變速、冷卻液開關(guān)等),數(shù)據(jù)處理的目的是完成插補(bǔ)運(yùn)算前的準(zhǔn)備工作。數(shù)據(jù)處理程序還包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計(jì)算及輔助功能的處理等。

  3)輸出裝置:輸出裝置與伺服機(jī)構(gòu)相聯(lián)。輸出裝置根據(jù)控制器的命令接受運(yùn)算器的輸出脈沖,并把它送到各坐標(biāo)的伺服控制系統(tǒng),經(jīng)過功率放大,驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng),從而控制機(jī)床按規(guī)定要求運(yùn)動(dòng)。

  3、伺服系統(tǒng)和測量反饋系統(tǒng)

  伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分,用于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統(tǒng)的作用是把接受來自數(shù)控裝置的指令信息,經(jīng)功率放大、整形處理后,轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運(yùn)動(dòng)。由于伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的最后環(huán)節(jié),其性能將直接影響數(shù)控機(jī)床的精度和速度等技術(shù)指標(biāo),因此,對數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)裝置,要求具有良好的快速反應(yīng)性能,準(zhǔn)確而靈敏地跟蹤數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號,并能忠實(shí)地執(zhí)行來自數(shù)控裝置的指令,提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。

  伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分。驅(qū)動(dòng)裝置由主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和主軸伺服電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)組成。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)是常用的驅(qū)動(dòng)裝置。

  測量元件將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移值檢測出來并經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置中,數(shù)控裝置對反饋回來的實(shí)際位移值與指令值進(jìn)行比較,并向伺服系統(tǒng)輸出達(dá)到設(shè)定值所需的位移量指令。

  4、機(jī)床主體

  機(jī)床主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸箱、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀架及自動(dòng)換刀裝置等機(jī)械部件。它是在數(shù)控機(jī)床上自動(dòng)地完成各種切削加工的機(jī)械部分。與傳統(tǒng)的機(jī)床相比,數(shù)控機(jī)床主體具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

  1)采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機(jī)床新結(jié)構(gòu)。通常用提高結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的靜剛度、增加阻尼、調(diào)整結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和固有頻率等方法來提高機(jī)床主機(jī)的剛度和抗震性,使機(jī)床主體能適應(yīng)數(shù)控機(jī)床連續(xù)自動(dòng)地進(jìn)行切削加工的需要。采取改善機(jī)床結(jié)構(gòu)布局、減少發(fā)熱、控制溫升及采用熱位移補(bǔ)償?shù)却胧?,可減少熱變形對機(jī)床主機(jī)的影響。

  2)廣泛采用高性能的主軸伺服驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置,使數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)鏈縮短,簡化了機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

  3)采用高傳動(dòng)效率、高精度、無間隙的傳動(dòng)裝置和運(yùn)動(dòng)部件,如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等。

  5、數(shù)控機(jī)床的輔助裝置

  輔助裝置是保證充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床功能所必需的配套裝置,常用的輔助裝置包括:氣動(dòng)、液壓裝置,排屑裝置,冷卻、潤滑裝置,回轉(zhuǎn)工作臺和數(shù)控分度頭,防護(hù),照明等各種輔助裝置。

技術(shù)應(yīng)用

  數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床,能夠根據(jù)已編好的程序,使機(jī)床動(dòng)作并加工零件。它綜合了機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、測量、微電子等最新技術(shù),使用了多種傳感器,在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的傳感器主要有光電編碼器、直線光柵、接近開關(guān)、溫度傳感器、霍爾傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、速度傳感器等,主要用來檢測位置、直線位移和角位移、速度、壓力、溫度等。

  1、數(shù)控機(jī)床對傳感器的要求

  1)可靠性高和抗干擾性強(qiáng);

  2)滿足精度和速度的要求;

  3)使用維護(hù)方便,適合機(jī)床運(yùn)行環(huán)境;

  4)成本低。

  不同種類數(shù)控機(jī)床對傳感器的要求也不盡相同,一般來說,大型機(jī)床要求速度響應(yīng)高,中型和高精度數(shù)控機(jī)床以要求精度為主。

  2、感應(yīng)同步器的應(yīng)用

  感應(yīng)同步器是利用兩個(gè)平面形繞組的互感隨位置不同而變化的原理制成的。其功能是將角度或直線位移轉(zhuǎn)變成感應(yīng)電動(dòng)勢的相位或幅值,可用來測量直線或轉(zhuǎn)角位移。按其結(jié)構(gòu)可分為直線式和旋轉(zhuǎn)式兩種。直線式感應(yīng)同步器由定尺和滑尺兩部分組成,定尺安裝在機(jī)床床身上,滑尺安裝于移動(dòng)部件上,隨工作臺一起移動(dòng);旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器定子為固定的圓盤,轉(zhuǎn)子為轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤。感應(yīng)同步器具有較高的精度與分辨力、抗干擾能力強(qiáng)、使用壽命長、維護(hù)簡單、長距離位移測量、工藝性好、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器則被廣泛地用于機(jī)床和儀器的轉(zhuǎn)臺以及各種回轉(zhuǎn)伺服控制系統(tǒng)中。

維護(hù)檢修

  延長元器件的壽命和零部件的磨損周期,預(yù)防各種故障,提高數(shù)控機(jī)床的平均無故障工作時(shí)間和使用壽命。

使用注意

  1、數(shù)控機(jī)床的使用環(huán)境:對于數(shù)控機(jī)床最好使其置于有恒溫的環(huán)境和遠(yuǎn)離震動(dòng)較大的設(shè)備(如沖床)和有電磁干擾的設(shè)備;

  2、電源要求;

  3、數(shù)控機(jī)床應(yīng)有操作規(guī)程:進(jìn)行定期的維護(hù)、保養(yǎng),出現(xiàn)故障注意記錄保護(hù)現(xiàn)場等;

  4、數(shù)控機(jī)床不宜長期封存,長期會導(dǎo)致儲存系統(tǒng)故障,數(shù)據(jù)的丟失;

  5、注意培訓(xùn)和配備操作人員、維修人員及編程人員。

維護(hù)章程

  數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)

  1、嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度。

  2、防止灰塵進(jìn)入數(shù)控裝置內(nèi):漂浮的灰塵和金屬粉末容易引起元器件間絕緣電阻下降,從而出現(xiàn)故障甚至損壞元器件。

  3、定時(shí)清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)。

  4、經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓:電網(wǎng)電壓范圍在額定值的85%~110%。

  5、定期更換存儲器用電池。

  6、數(shù)控系統(tǒng)長期不用時(shí)的維護(hù):經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電或使數(shù)控機(jī)床運(yùn)行溫機(jī)程序。

  7、備用電路板的維護(hù)機(jī)械部件的維護(hù)。

  機(jī)械部件的維護(hù)

  1、刀庫及換刀機(jī)械手的維護(hù)

  1)用手動(dòng)方式往刀庫上裝刀時(shí),要保證裝到位,檢查刀座上的鎖緊是否可靠;

  2)嚴(yán)禁把超重、超長的刀具裝入刀庫,防止機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞;

  3)采用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫上的順序是否正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號是否與所需刀具一致,防止換錯(cuò)刀具導(dǎo)致事故發(fā)生;

  4)注意保持刀具刀柄和刀套的清潔;

  5)經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確,檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否到位,并及時(shí)調(diào)整,否則不能完成換刀動(dòng)作;

  6)開機(jī)時(shí),應(yīng)先使刀庫和機(jī)械手空運(yùn)行,檢查各部分工作是否正常,特別是各行程開關(guān)電磁閥能否正常動(dòng)作。

  2、滾珠絲杠副的維護(hù)

  1)定期檢查、調(diào)整絲杠螺母副的軸向間隙,保證反向傳動(dòng)精度和軸向剛度;

  2)定期檢查絲杠支撐與床身的連接是否松動(dòng)以及支撐軸承是否損壞。如有以上問題要及時(shí)緊固松動(dòng)部位,更換支撐軸承;

  3)采用潤滑脂的滾珠絲杠,每半年清洗一次絲杠上的舊油脂,更換新油脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠,每天機(jī)床工作前加油一次;

  4)注意避免硬質(zhì)灰塵或切屑進(jìn)入絲杠防護(hù)罩和工作過程中碰擊防護(hù)罩,防護(hù)裝置一有損壞要及時(shí)更換。

  3、主傳動(dòng)鏈的維護(hù)

  1)定期調(diào)整主軸驅(qū)動(dòng)帶的松緊程度;

  2)防止各種雜質(zhì)進(jìn)入油箱。每年更換一次潤滑油;

  3)保持主軸與刀柄連接部位的清潔。需及時(shí)調(diào)整液壓缸和活塞的位移量;

  4)要及時(shí)調(diào)整配重。

  4、液壓系統(tǒng)維護(hù)

  1)定期過濾或更換油液;

  2)控制液壓系統(tǒng)中油液的溫度;

  3)防止液壓系統(tǒng)泄漏;

  4)定期檢查清洗油箱和管路;

  5)執(zhí)行日常點(diǎn)檢查制度。

  5、氣動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)

  1)清除壓縮空氣的雜質(zhì)和水分;

  2)檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量;

  3)保持系統(tǒng)的密封性;

  4)注意調(diào)節(jié)工作壓力;

  5)清洗或更換氣動(dòng)元件、濾芯。

故障檢修

       在數(shù)控機(jī)床中,大部分的故障都有資料可查,但也有一些故障,提供的報(bào)警信息較含糊甚至根本無報(bào)警,或者出現(xiàn)的周期較長,無規(guī)律,不定期,給查找分析帶來了很多困難。對這類機(jī)床故障,需要對具體情況分析,進(jìn)行耐心的查找,而且檢查時(shí)特別需要機(jī)械、電氣、液壓等方面的綜合知識,不然就很難快速、正確地找到故障的真正原因。

       加工精度異常故障:系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動(dòng)、機(jī)械故障、機(jī)床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行異常、機(jī)床位置環(huán)異常或控制邏輯不妥,是生產(chǎn)中數(shù)控機(jī)床加工精度異常故障的常見原因,找出相關(guān)故障點(diǎn)并進(jìn)行處理,機(jī)床均可恢復(fù)正常。生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到數(shù)控機(jī)床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強(qiáng)、診斷難度大。

       導(dǎo)致此類故障的原因主要有5個(gè)方面:

       1、機(jī)床進(jìn)給單位被改動(dòng)或變化;

       2、機(jī)床各軸的零點(diǎn)偏置(NULLOFFSET)異常;

       3、軸向的反向間隙(BACKLASH)異常;

       4、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)異常,即電氣及控制部分故障;

       5、機(jī)械故障,如絲桿、軸承、軸聯(lián)器等部件。

       此外,加工程序的編制、刀具的選擇及人為因素,也可能導(dǎo)致加工精度異常。

       機(jī)械故障導(dǎo)致的加工精度異常,主要應(yīng)對以下幾方面逐一進(jìn)行檢查。

       1、檢查機(jī)床精度異常時(shí)正運(yùn)行的加工程序段,特別是刀具長度補(bǔ)償、加工坐標(biāo)系(G54~G59)的校對及計(jì)算。

       2、在點(diǎn)動(dòng)方式下,反復(fù)運(yùn)動(dòng)Z軸,經(jīng)過視、觸、聽對其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)診斷,發(fā)現(xiàn)Z向運(yùn)動(dòng)聲音異常,特別是快速點(diǎn)動(dòng),噪聲更加明顯。由此判斷,機(jī)械方面可能存在隱患。

故障排除

       1、初始化復(fù)位法:一般情況下,由于瞬時(shí)故障引起的系統(tǒng)報(bào)警,可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障,若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電,拔插線路板或電池欠壓造成混亂,則必須對系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除,清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄,若初始化后故障仍無法排除,則進(jìn)行硬件診斷。

       2、參數(shù)更改,程序更正法:系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù),參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時(shí)由于用戶程序錯(cuò)誤亦可造成故障停機(jī),對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進(jìn)行檢查,改正所有錯(cuò)誤,以確保其正常運(yùn)行。

       3、調(diào)節(jié),最佳化調(diào)整法:調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計(jì)的調(diào)節(jié),修正系統(tǒng)故障。如某廠維修中,其系統(tǒng)顯示器畫面混亂,經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。如在某廠,其主軸在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)發(fā)生皮帶打滑,原因是其主軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩大,而驅(qū)動(dòng)裝置的斜升時(shí)間設(shè)定過小,經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。

       最佳化調(diào)整是系統(tǒng)地對伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與被拖動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最佳匹配的綜合調(diào)節(jié)方法,其辦法很簡單,用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器,分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應(yīng)關(guān)系。通過調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時(shí)間,來使伺服系統(tǒng)達(dá)到即有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,而又不振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),即調(diào)節(jié)使電機(jī)起振,然后向反向慢慢調(diào)節(jié),直到消除震蕩即可。

       4、備件替換法:用好的備件替換診斷出壞的線路板,并做相應(yīng)的初始化啟動(dòng),使機(jī)床迅速投入正常運(yùn)轉(zhuǎn),然后將壞板修理或返修,這是最常用的排故辦法。

       5、改善電源質(zhì)量法:一般采用穩(wěn)壓電源,來改善電源波動(dòng)。對于高頻干擾可以采用電容濾波法,通過這些預(yù)防性措施來減少電源板的故障。

       6、維修信息跟蹤法:一些大的制造公司根據(jù)實(shí)際工作中由于設(shè)計(jì)缺陷造成的偶然故障,不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據(jù),可正確徹底地排除故障。

診斷方法

       數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷有故障檢測、故障判斷及隔離和故障定位三個(gè)階段。第一階段的故障檢測就是對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行測試,判斷是否存在故障;第二階段是判定故障性質(zhì),并分離出故障的部件或模塊;第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線路板,以縮短修理時(shí)間。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障,快速確定故障所在部位并能及時(shí)排除,要求故障診斷應(yīng)盡可能少且簡便,故障診斷所需的時(shí)間應(yīng)盡可能短。為此,可以采用以下的診斷方法:

       1、直觀法

       利用感覺器官,注意發(fā)生故障時(shí)的各種現(xiàn)象,如故障時(shí)有無火花、亮光產(chǎn)生,有無異常響聲、何處異常發(fā)熱及有無焦煳味等。仔細(xì)觀察可能發(fā)生故障的每塊印制線路板的表面狀況,有無燒毀和損傷痕跡,以進(jìn)一步縮小檢查范圍,這是一種最基本、最常用的方法。

       2、CNC系統(tǒng)的自診斷功能

       依靠CNC系統(tǒng)快速處理數(shù)據(jù)的能力,對出錯(cuò)部位進(jìn)行多路、快速的信號采集和處理,然后由診斷程序進(jìn)行邏輯分析判斷,以確定系統(tǒng)是否存在故障,及時(shí)對故障進(jìn)行定位?,F(xiàn)代CNC系統(tǒng)自診斷功能可以分為以下兩類:

       1)開機(jī)自診斷開機(jī)自診斷是指從每次通電開始至進(jìn)入正常的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)為止,系統(tǒng)內(nèi)部的診斷程序自動(dòng)執(zhí)行對CPU、存儲器、總線、I/O單元等模塊、印制線路板、CRT 單元、光電閱讀機(jī)及軟盤驅(qū)動(dòng)器等設(shè)備運(yùn)行前的功能測試,確認(rèn)系統(tǒng)的主要硬件是否可以正常工作。

       2)故障信息提示當(dāng)機(jī)床運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí),在CRT顯示器上會顯示編號和內(nèi)容。根據(jù)提示,查閱有關(guān)維修手冊,確認(rèn)引起故障的原因及排除方法。一般來說,數(shù)控機(jī)床診斷功能提示的故障信息越豐富,越能給故障診斷帶來方便。但要注意的是,有些故障根據(jù)故障內(nèi)容提示和查閱手冊可直接確認(rèn)故障原因;而有些故障的真正原因與故障內(nèi)容提示不相符,或一個(gè)故障顯示有多個(gè)故障原因,這就要求維修人員必須找出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,間接地確認(rèn)故障原因。

       3、數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查

       CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT顯示器上顯示故障報(bào)警信息,而且能以多頁的“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機(jī)床參數(shù)和狀態(tài)信息,常見的數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查有參數(shù)檢查和接口檢查兩種。

       1)參數(shù)檢查數(shù)控機(jī)床的機(jī)床數(shù)據(jù)是經(jīng)過一系列試驗(yàn)和調(diào)整而獲得的重要參數(shù),是機(jī)床正常運(yùn)行的保證。這些數(shù)據(jù)包括增益、加速度、輪廓監(jiān)控允差、反向間隙補(bǔ)償值和絲杠螺距補(bǔ)償值等。當(dāng)受到外部干擾時(shí),會使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生混亂,機(jī)床不能正常工作。

       2)接口檢查CNC系統(tǒng)與機(jī)床之間的輸入/輸出接口信號包括CNC系統(tǒng)與PLC、PLC與機(jī)床之間接口輸入/輸出信號。數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出接口診斷能將所有開關(guān)量信號的狀態(tài)顯示在CRT顯示器上,用“1”或“0”表示信號的有無,利用狀態(tài)顯示可以檢查CNC系統(tǒng)是否已將信號輸出到機(jī)床側(cè),機(jī)床側(cè)的開關(guān)量等信號是否已輸入到CNC系統(tǒng),從而可將故障定位在機(jī)床側(cè)或是在CNC系統(tǒng)。

       4、報(bào)警指示燈顯示故障

       現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的CNC系統(tǒng)內(nèi)部,除了上述的自診斷功能和狀態(tài)顯示等“軟件”報(bào)警外,還有許多“硬件”報(bào)警指示燈,它們分布在電源、伺服驅(qū)動(dòng)和輸入/輸出等裝置上,根據(jù)這些報(bào)警燈的指示可判斷故障的原因。

       5、備板置換法

       利用備用的電路板來替換有故障疑點(diǎn)的模板,是一種快速而簡便的判斷故障原因的方法,常用于CNC系統(tǒng)的功能模塊,如CRT模塊、存儲器模塊等。需要注意的是,備板置換前,應(yīng)檢查有關(guān)電路,以免由于短路而造成好板損壞,同時(shí),還應(yīng)檢查試驗(yàn)板上的選擇開關(guān)和跨接線是否與原模板一致,有些模板還要注意模板上電位器的調(diào)整。置換存儲器板后,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求,對存儲器進(jìn)行初始化操作,否則系統(tǒng)仍不能正常工作。

       6、交換法

       在數(shù)控機(jī)床中,常有功能相同的模塊或單元,將相同模塊或單元互相交換,觀察故障轉(zhuǎn)移的情況,就能快速確定故障的部位。這種方法常用于伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的故障檢查,也可用于CNC系統(tǒng)內(nèi)相同模塊的互換。

       7、敲擊法

       CNC系統(tǒng)由各種電路板組成,每塊電路板上會有很多焊點(diǎn),任何虛焊或接觸不良都可能出現(xiàn)故障。用絕緣物輕輕敲打有故障疑點(diǎn)的電路板、接插件或電器元件時(shí),若故障出現(xiàn),則故障很可能就在敲擊的部位。

       8、測量比較法

       為檢測方便,模塊或單元上設(shè)有檢測端子,利用萬用表、示波器等儀器儀表,通過這些端子檢測到的電平或波形,將正常值與故障時(shí)的值相比較,可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由于數(shù)控機(jī)床具有綜合性和復(fù)雜性的特點(diǎn),引起故障的因素是多方面的。上述故障診斷方法有時(shí)要幾種同時(shí)應(yīng)用,對故障進(jìn)行綜合分析,快速診斷出故障的部位,從而排除故障。同時(shí),有些故障現(xiàn)象是電氣方面的,但引起的原因是機(jī)械方面的;反之,也可能故障現(xiàn)象是機(jī)械方面的,但引起的原因是電氣方面的;或者二者兼而有之。因此,對它的故障診斷往往不能單純地歸因于電氣方面或機(jī)械方面,而必須加以綜合,全方位地進(jìn)行考慮。

機(jī)床驗(yàn)收

       一般分兩個(gè)階段進(jìn)行驗(yàn)收。

       1.預(yù)驗(yàn)收

       目的是為了檢查、驗(yàn)證機(jī)床能否滿足用戶的加工質(zhì)量及生產(chǎn)率,檢查供應(yīng)商提供的資料、備件。供應(yīng)商只有在機(jī)床通過正常運(yùn)行試切并經(jīng)檢驗(yàn)生產(chǎn)合格加工件后,才能進(jìn)行預(yù)驗(yàn)收。

       2.最終驗(yàn)收

       根據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),測定合格證上所提供的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),驗(yàn)收工作分以下幾步:

       (1)開箱檢驗(yàn);

       (2)外觀檢查;

       (3)機(jī)床性能及數(shù)控功能的驗(yàn)收;

       (4)數(shù)控機(jī)床精度的驗(yàn)收(包括位置精度和工作精度)。

       在驗(yàn)收機(jī)床幾何精度時(shí),在機(jī)床精調(diào)后一次完成,不允許調(diào)整一項(xiàng)檢測一項(xiàng)。位置精度檢驗(yàn)要依據(jù)相應(yīng)的精度驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。機(jī)床的工作精度是一項(xiàng)綜合精度,它不僅反映機(jī)床的幾何精度和位置精度,同時(shí)還包括試件的材料、環(huán)境溫度、刀具性能以及切削條件等各種因素造成的誤差。

       在驗(yàn)收數(shù)控機(jī)床時(shí),加強(qiáng)對以上幾方面的檢驗(yàn)對設(shè)備管理工作非常有益,并可減少不必要損失。

發(fā)展歷史

       數(shù)控機(jī)床是由美國發(fā)明家約翰·帕森斯20世紀(jì)發(fā)明的。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,世界機(jī)床業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代,其中數(shù)控機(jī)床就是代表產(chǎn)品之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。它為國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和手段,具有無限放大的經(jīng)濟(jì)與社會效應(yīng)。歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,而中國從20世紀(jì)80年代開始起步,仍處于發(fā)展階段。

美國發(fā)展

       美國政府重視機(jī)床工業(yè),美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù),并且提供充足的經(jīng)費(fèi),且網(wǎng)羅世界人才,特別講究“效率”和“創(chuàng)新”,注重基礎(chǔ)科研。因而在機(jī)床技術(shù)上不斷創(chuàng)新,如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機(jī)床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由于美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求,充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化所需的自動(dòng)線,而且電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)在世界上領(lǐng)先,因此其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計(jì)、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實(shí),且一貫重視科研和創(chuàng)新,故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當(dāng)今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機(jī)床,其存在的教訓(xùn)是,偏重于基礎(chǔ)科研,忽視應(yīng)用技術(shù),且在20世紀(jì)80代政府一度放松了引導(dǎo),致使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量增加緩慢,于1982年被后進(jìn)的日本超過,并大量進(jìn)口。從20世紀(jì)90年代起,糾正過去偏向,數(shù)控機(jī)床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱茫a(chǎn)量又逐漸上升。

德國發(fā)展

       德國政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位,在多方面大力扶植。于1956年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后,德國特別注重科學(xué)試驗(yàn),理論與實(shí)際相結(jié)合,基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作,對數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究,在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實(shí)用、貨真價(jià)實(shí),出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床。德國特別重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)及配套件之先進(jìn)實(shí)用,其機(jī)、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件,在質(zhì)量、性能上居世界前列。

日本發(fā)展

       日本政府對機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視,通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機(jī)振法”、“機(jī)電法”、“機(jī)信法”等)引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機(jī)床元部件配套上學(xué)習(xí)德國,在質(zhì)量管理及數(shù)控機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國,甚至青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。自1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后,1978年產(chǎn)量超過美國,產(chǎn)量、出口量一直居世界首位。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng),先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床,大量出口,占去世界廣大市場。在20世紀(jì)80年開始進(jìn)一步加強(qiáng)科研,向高性能數(shù)控機(jī)床發(fā)展。

中國發(fā)展

       作為現(xiàn)代工業(yè)基石的機(jī)床產(chǎn)業(yè),是工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中無論如何都不能繞過一個(gè)關(guān)鍵性問題,中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)由于先天不足,一直在中高端機(jī)床項(xiàng)目發(fā)展上落于國外主流水準(zhǔn),正處于一個(gè)追趕的過程當(dāng)中。

       中國數(shù)控機(jī)床仍然較為落后。中國數(shù)控機(jī)床市場巨大,與國外產(chǎn)品相比,中國的差距主要是機(jī)床的高速高效化和精密化上,中國正處于工業(yè)化中期,即從解決短缺為主的開放逐步向建設(shè)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變,從脫貧向致富轉(zhuǎn)變,煤炭、汽車、鋼鐵、房地產(chǎn)、建材、機(jī)械、電子、化工等一批以重工業(yè)為基礎(chǔ)的高增長行業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,構(gòu)成了對機(jī)床市場尤其是數(shù)控機(jī)床的巨大需求。

       中國機(jī)床行業(yè)加速轉(zhuǎn)型面臨四大制約因素。中國的數(shù)控機(jī)床技術(shù)最多只能做到五軸聯(lián)動(dòng),并且據(jù)有關(guān)人士說這個(gè)五軸還是作秀成份居多,五軸以上幾乎就是全部進(jìn)口,并且在多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)的技術(shù)上也和國外技術(shù)水準(zhǔn)存在非常大的差距。

       國內(nèi)市場國際化競爭加?。河捎谥械蜋n數(shù)控機(jī)床市場萎縮和生產(chǎn)能力過剩,加之國外產(chǎn)品低價(jià)涌入,市場競爭將進(jìn)一步加劇。而高檔產(chǎn)品由于長期以來一直依賴進(jìn)口,國內(nèi)產(chǎn)品更加面臨著國際化競爭的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

       以技術(shù)領(lǐng)先的策略正在向以客戶為中心的策略轉(zhuǎn)變:經(jīng)濟(jì)危機(jī)往往會催生大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)升級和企業(yè)轉(zhuǎn)型,機(jī)床工具行業(yè)實(shí)現(xiàn)制造業(yè)服務(wù)化,核心在于要以客戶為中心,積極提供客戶需要的個(gè)性化服務(wù)。因此,從簡單的賣產(chǎn)品轉(zhuǎn)向提供整體解決方案、從以技術(shù)為中心向以客戶為中心轉(zhuǎn)變成為當(dāng)今的趨勢。

       中國的產(chǎn)品與中國市場需求反差較大,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)亟待快速調(diào)整:中國機(jī)床行業(yè)雖然保持多年持續(xù)快速發(fā)展,但是產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理的現(xiàn)象依然存在,整個(gè)行業(yè)大而不強(qiáng),高檔產(chǎn)品還大量依賴進(jìn)口。國產(chǎn)機(jī)床的國內(nèi)市場占有率雖然已經(jīng)有一定的提高,但是高檔數(shù)控機(jī)床、核心功能部件在國內(nèi)市場占有率還很低,全行業(yè)替代進(jìn)口的潛力非常巨大。

       企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新模式有待完善:由于中國機(jī)床企業(yè)的地位、工業(yè)化水平和品牌影響力在逐步提升,要成為工業(yè)強(qiáng)國,其技術(shù)的獲得再也不能依賴別人。過去,中國走了一條從模仿到引進(jìn)的道路,從現(xiàn)在開始必須走自主創(chuàng)新的道路。企業(yè)技術(shù)遇到新的封鎖,建立自主、新型、戰(zhàn)略性的產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新模式是支撐產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整技術(shù)來源的惟一途徑。

       中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)將延續(xù)結(jié)構(gòu)調(diào)整的勢頭,不斷以新產(chǎn)品、新亮點(diǎn)占領(lǐng)更大市場。數(shù)控切割機(jī)床按切割方式可分為火焰切割和等離子切割兩大類。隨著下游行業(yè)需求的不斷提高,對數(shù)控機(jī)床配件提出了更大的需求和更高的要求。

       東北地區(qū)發(fā)展不快,其他地方的發(fā)展也比較緩慢。三是調(diào)結(jié)構(gòu)促轉(zhuǎn)型取得成效。專家認(rèn)為面對金融危機(jī),廣大企業(yè)應(yīng)不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)、提高質(zhì)量、增加品種及推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級,再加上企業(yè)加強(qiáng)管理,降低費(fèi)用,所以企業(yè)效益明顯好轉(zhuǎn)。數(shù)控切割機(jī)床裝飾性發(fā)展趨勢可見一斑,數(shù)控切割機(jī)床更多的是強(qiáng)調(diào)在機(jī)械性能、操作簡便、價(jià)格經(jīng)濟(jì)、加工精度穩(wěn)定等方面。金屬材料加工日益要求普及和批量化,數(shù)控切割機(jī)床除了要滿足上述功能性外,還要具有多切割方式的適用性。

       國內(nèi)數(shù)控機(jī)床企業(yè)為了提高自身實(shí)力,更快地拓展國際市場,將采取多種手段加快和國外企業(yè)的融合以提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高競爭力。在繼續(xù)開拓美國、日本等國家市場的同時(shí),在東南亞、中東、俄羅斯、歐洲、非洲等也全面開花。據(jù)了解,當(dāng)前金屬切割數(shù)控機(jī)床行業(yè)運(yùn)行具有以下幾個(gè)特點(diǎn):一是外銷企業(yè)困難較大。從規(guī)模以上企業(yè)來看,以內(nèi)銷為主的品牌企業(yè)發(fā)展勢頭較好。沒有品牌的中小企業(yè)發(fā)展比較困難。二是各地區(qū)發(fā)展不夠均衡,浙江、山東、河北、北京以及四川發(fā)展比較快,廣東的民營企業(yè)發(fā)展也較快。

       數(shù)控切割機(jī)床行業(yè)多數(shù)企業(yè)都是依靠降低產(chǎn)品售價(jià)來獲得市場,造成的后果是產(chǎn)品價(jià)格低、附加值低、利潤低,企業(yè)沒有足夠的資金持續(xù)發(fā)展。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和競爭的升級,提高產(chǎn)品技術(shù)含量,擁有自主的專利、設(shè)計(jì),注重品牌的打造和營銷才是企業(yè)長期發(fā)展的最佳選擇。

       中國機(jī)床行業(yè)在過去幾年實(shí)現(xiàn)了持續(xù)超高速的發(fā)展,一直到2011年上半年,需求仍很旺盛,但是從下半年開始,需求增勢明顯趨緩,新增訂單劇烈下滑,經(jīng)濟(jì)效益狀況逐漸趨于嚴(yán)峻,利潤率持續(xù)下降。

       在“十二五”期間,國家實(shí)施積極的財(cái)政政策和穩(wěn)健的貨幣政策,隨著科技進(jìn)步、產(chǎn)品升級以及國家重點(diǎn)工程、地方投資項(xiàng)目的不斷推進(jìn),國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)對機(jī)床工具產(chǎn)品的需求水平將進(jìn)一步提高,國防現(xiàn)代化對高水平機(jī)床的需求將更為迫切,市場需求將向更高層次發(fā)展,新一輪的市場競爭也將更加激烈。

       由于行業(yè)景氣度低迷,下游制造型企業(yè)對機(jī)床需求下降,所以我國機(jī)床行業(yè)一直處于低迷狀態(tài),升級轉(zhuǎn)型成為行業(yè)的關(guān)鍵詞,經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床則成為振興裝備制造業(yè)的重點(diǎn)之一。

       我國的鑄造機(jī)床產(chǎn)業(yè)取得了一定的成績,但是其發(fā)展仍然面臨著許多制約性問題,技術(shù)創(chuàng)新一直是國內(nèi)鑄造機(jī)床行業(yè)的硬傷。與國外的鑄造機(jī)床產(chǎn)業(yè)相比,我國的鑄造機(jī)床產(chǎn)業(yè)在制造工藝水平上明顯落后,這使得其在核心運(yùn)行部件的技術(shù)水平和運(yùn)行速度、產(chǎn)品精度保持性以及機(jī)床的可靠性上有著明顯的不足。

       我國鑄造機(jī)床企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新和基礎(chǔ)理論研究的意識與能力,這就制約了我國鑄造機(jī)床技術(shù)的發(fā)展,要改變這種現(xiàn)狀,就要深入研究用戶行業(yè)產(chǎn)品工藝的特點(diǎn)和要求,結(jié)合工藝特點(diǎn)開發(fā)出高水平加工設(shè)備,同時(shí),還要注重基礎(chǔ)理論工作的研究,這樣才能讓我國鑄造機(jī)床產(chǎn)業(yè)在不久的將來有更好的發(fā)展。國家出臺的一系列政策,大力建設(shè)新興企業(yè),高新技術(shù)企業(yè),抓住了這一時(shí)機(jī),企業(yè)內(nèi)部出臺了“調(diào)整與振興”、“自主創(chuàng)新”等一系列政策,升級企業(yè)機(jī)床技術(shù),嚴(yán)格保證產(chǎn)品質(zhì)量,為加快鑄造機(jī)床行業(yè)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境跟市場。

       機(jī)床工具行業(yè)作為國家基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),在“十二五”規(guī)劃中,已明確將自主創(chuàng)新戰(zhàn)略作為最主要的一個(gè)組成部分,著重強(qiáng)調(diào)了要以技術(shù)創(chuàng)新工程來支撐和引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。我國機(jī)床工具行業(yè)的發(fā)展必須立足于自主創(chuàng)新,通過自主研發(fā)原始創(chuàng)新、引進(jìn)技術(shù)消化吸收再創(chuàng)新、集成現(xiàn)有技術(shù)創(chuàng)新等方式,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)升級。構(gòu)建和完善以企業(yè)為主體、以市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系;堅(jiān)持加大研發(fā)費(fèi)用投入;加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)的研究,力爭在基礎(chǔ)和共性技術(shù)攻關(guān)上有所突破,提高產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)水平。

技術(shù)發(fā)展

       高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的總趨勢,在實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績。主要表現(xiàn)在:

       1、機(jī)床復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步,復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟,包括銑-車復(fù)合、車銑復(fù)合、車-鏜-鉆-齒輪加工等復(fù)合,車磨復(fù)合,成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等,復(fù)合加工的精度和效率大大提高?!耙慌_機(jī)床就是一個(gè)加工廠”、“一次裝卡,完全加工”等理念正在被更多人接受,復(fù)合加工機(jī)床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。

       2、數(shù)控機(jī)床的智能化技術(shù)有新的突破,在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如:自動(dòng)調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動(dòng)退出安全區(qū)斷電保護(hù)功能、加工零件檢測和自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過程自動(dòng)消除機(jī)床震動(dòng)等功能進(jìn)入了實(shí)用化階段,智能化提升了機(jī)床的功能和品質(zhì)。

       3、機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用,使得柔性線更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。機(jī)器人與加工中心、車銑復(fù)合機(jī)床、磨床、齒輪加工機(jī)床、工具磨床、電加工機(jī)床、鋸床、沖壓機(jī)床、激光加工機(jī)床、水切割機(jī)床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開始應(yīng)用。

       4、精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展數(shù)控金切機(jī)床的加工精度已從原來的絲級(0.01mm)提升到微米級(0.001mm),有些品種已達(dá)到0.05μm左右。超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工,精度可穩(wěn)定達(dá)到0.05μm左右,形狀精度可達(dá)0.01μm左右。采用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可達(dá)到納米級(0.001μm)。通過機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、機(jī)床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù),提高機(jī)床加工的幾何精度,降低形位誤差、表面粗糙度等,從而進(jìn)入亞微米、納米級超精加工時(shí)代。

       5、功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展,并取得成熟的應(yīng)用。全數(shù)字交流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置,高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī),高性能的直線滾動(dòng)組件,高精度主軸單元等功能部件推廣應(yīng)用,極大的提高數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平。

發(fā)展問題

       國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的需求日益增長,數(shù)控機(jī)床的發(fā)展推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床功能部件的創(chuàng)新升級。我國高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵功能部件工業(yè)還不能滿足國內(nèi)需要,國內(nèi)數(shù)控功能部件產(chǎn)業(yè)主要存在以下問題。

       1、適應(yīng)性和滿足度遠(yuǎn)達(dá)不到市場需求

       從當(dāng)前我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢來看,國產(chǎn)功能部件的適應(yīng)性和滿足度遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到市場的需求。主要表現(xiàn)在:

       1)我國功能部件的產(chǎn)品水平和國外有一定差距。我國生產(chǎn)的功能部件多數(shù)以勞動(dòng)密集型為主,技術(shù)含量低,難以適應(yīng)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展速度和技術(shù)要求,特別是高檔數(shù)控機(jī)床。

       2)我國功能部件開發(fā)能力較弱,新產(chǎn)品開發(fā)速度慢,多數(shù)功能部件需要與國外合作開發(fā)、合作生產(chǎn)、合資經(jīng)營,甚至只能組裝。雖然這兩年形勢有顯著變化,但高技術(shù)、最新型的功能部件,我國尚在研制過程中,市場占有率前景依然不容樂觀。

       2、我國數(shù)控功能部件生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模小

       據(jù)統(tǒng)計(jì)我國固定資產(chǎn)達(dá)到1000萬元以上的功能部件生產(chǎn)企業(yè)有70多家,占全部生產(chǎn)企業(yè)的10%以下。我國的功能部件生產(chǎn)企業(yè)的“出身”有4種:一是從研究院所、大專院校以技術(shù)支撐發(fā)展而來的企業(yè),可稱為“院所型”。這些企業(yè)的特點(diǎn)是:有一定技術(shù)基礎(chǔ)和人才基礎(chǔ),有多項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?,但生產(chǎn)手段較弱,難以在短時(shí)間內(nèi)形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模,在成本、營銷、服務(wù)等方面也存在一些差距;二是從主機(jī)廠逐步“獨(dú)立”、“分離”出來的以生產(chǎn)某種功能部件為主發(fā)展起來的企業(yè),可稱之為“主廠型”。這些企業(yè)在生產(chǎn)能力、工藝水平和使用經(jīng)驗(yàn)上都可以適應(yīng)市場需求,在一定程度上可以形成規(guī)模,但由于其與原主機(jī)廠有著千絲萬縷的聯(lián)系,在競爭中往往讓用戶產(chǎn)生疑慮,影響其市場開拓,同時(shí),其開發(fā)能力也有一定的局限性,所以難以形成著名品牌;三是在江浙一帶大量涌現(xiàn)出的民營企業(yè),可稱之為“民企型”。這些企業(yè)主要以勞動(dòng)密集型、單一品種為主,如護(hù)鏈罩、拖板、噴油管、排屑器、照明設(shè)備等。由于競爭激烈,其質(zhì)量和價(jià)格都能滿足中低檔數(shù)控機(jī)床的市場需要。雖然這些品種的高檔產(chǎn)品尚不能制造,還需依賴進(jìn)口,但在很大程度上,適應(yīng)了我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展的總體需求;還有一部分外商合資企業(yè)或獨(dú)資企業(yè)生產(chǎn)部分較高水平的功能部件,但批量較小,且沒有獨(dú)立的技術(shù)開發(fā)能力,難以成為功能部件的主體和主流。

       3、核心零部件大量依靠進(jìn)口

       中國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展令人矚目,2008年中國數(shù)控機(jī)床工具工業(yè)完成工業(yè)總產(chǎn)值34723億元,產(chǎn)品銷售產(chǎn)值3348.3億元,同比分別增長27.5%和26.0%。2002~2008年中國是世界機(jī)床第一消費(fèi)國和第一進(jìn)口國。但行業(yè)迅速發(fā)展的背后,一個(gè)不能忽視的事實(shí)是,我國關(guān)鍵零部件生產(chǎn)依然受制于人,出現(xiàn)了利潤不高、產(chǎn)品缺乏核心競爭力的局面。

       4、缺乏高技術(shù)含量威脅產(chǎn)業(yè)安全

       我國機(jī)床出口連年保持增長的喜人態(tài)勢,不過“量增價(jià)減”的尷尬直接反映出我們的技術(shù)水平。大量核心技術(shù)的缺乏和關(guān)鍵零部件的依賴直接影響到我國的機(jī)床產(chǎn)業(yè)安全。因此,我們需要強(qiáng)化預(yù)警工作意識,凝聚行業(yè)智慧和力量,維護(hù)產(chǎn)業(yè)安全。


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