數(shù)控機床行業(yè)現(xiàn)狀與轉(zhuǎn)型探索

胡紹軍

摘 要：數(shù)控機床解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，代表了現(xiàn)代機床控制技術(shù)的發(fā)展方向。高檔數(shù)控機床集成了高速、精密、智能、復(fù)合、多軸聯(lián)動、網(wǎng)絡(luò)通信等多功能于一體，是裝備制造的工作母機，是衡量一個國家裝備制造業(yè)發(fā)展水平和產(chǎn)品質(zhì)量的重要標志。

關(guān)鍵詞：數(shù)控;機床;現(xiàn)狀;轉(zhuǎn)型

引言

智能機床是高檔數(shù)控機床發(fā)展的高級形態(tài)，是先進制造技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)的集成與深度融合的產(chǎn)物，具有自感知、自決策、自診斷、自調(diào)節(jié)、自適應(yīng)和即時網(wǎng)絡(luò)通訊功能。

1數(shù)控機床工作原理及組成

實現(xiàn)數(shù)控機床的運轉(zhuǎn)工作需要以下幾個步驟，首先應(yīng)了解數(shù)控機床加工零件最終的相關(guān)尺寸和對應(yīng)標準，將實現(xiàn)的目標和相關(guān)的變量進行系統(tǒng)的控制，因此通過計算機信息系統(tǒng)進行加工零件工序的編程，形成具有較好邏輯的加工程序。通過這一程序，相當(dāng)于對數(shù)控機床提供了加工指引，然后對機床的加工狀況和控制模式進行調(diào)整，檢查機床的工作環(huán)境以及具體設(shè)備運行狀況，確保冷卻系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)、夾具系統(tǒng)、運動系統(tǒng)等多個系統(tǒng)能夠正常工作。最后通過不同部件的協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)相應(yīng)加工順序和軌跡的移動，從而得到圖紙中設(shè)計的零件。想要實現(xiàn)上述多個系統(tǒng)的聯(lián)動，應(yīng)該對數(shù)控機床的組成進行具體探究。

2數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀

我國數(shù)控機床自2003年以來，一直保持上升的趨勢，08年數(shù)控產(chǎn)值高達800億美元，08年后隨著我國數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，我國進口數(shù)控機床數(shù)量急劇減少，目前我國的機床數(shù)量仍居世界第一，但我國的數(shù)控機床與歐美國家相比，還存在很大的差距，主要體現(xiàn)在機床的核心技術(shù)上，我國自主研發(fā)的機床的關(guān)鍵部位以及高性能程序系統(tǒng)都需要依賴外國的技術(shù)支撐，同時我國數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計上面也沒有很大的突破，結(jié)構(gòu)設(shè)計存在老舊及不合理的地方，從而導(dǎo)致我國數(shù)控機床在精度上以及可靠性上面存在很大的缺陷。我國生產(chǎn)出的機床大多以普通機床為主，配備的刀具大多是普通刀具，機場的調(diào)試需要依靠手工來進行，同時還存在管理水平落后的問題。

3行業(yè)發(fā)展舉措

3.1自主創(chuàng)新，大力發(fā)展中高端數(shù)控系統(tǒng)

在機床工具行業(yè)中，數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)所占的比重并不大，但是在發(fā)展智能制造和推動智能制造技術(shù)應(yīng)用上，數(shù)控系統(tǒng)企業(yè)始終走在前列，并將智能制造技術(shù)及應(yīng)用作為企業(yè)發(fā)展的重點，助推中國機床工具產(chǎn)業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型。2019年華中數(shù)控發(fā)布首臺搭載AI芯片的華中數(shù)控新一代人工智能數(shù)控系統(tǒng)工業(yè)樣機（iNC），更好地實現(xiàn)了“感知與互聯(lián)”、“學(xué)習(xí)與建?！薄ⅰ皟?yōu)化與決策”、“控制與執(zhí)行”，為機床廠家、行業(yè)用戶及科研機構(gòu)創(chuàng)新研制智能機床產(chǎn)品和開展智能化技術(shù)研究提供技術(shù)支撐。廣州數(shù)控推出了下一代高檔數(shù)控系統(tǒng)，在新控制器、運算處理能力、動力學(xué)算法控制等方面都有很大提升。北京計算機技術(shù)及應(yīng)用研究所緊緊依托國防科技工業(yè)，圍繞智能化改造、數(shù)控信息安全進行轉(zhuǎn)型布局，建成了開展數(shù)字化車間的生產(chǎn)線建設(shè)、設(shè)備數(shù)字化改造、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)安全保密整體解決方案、數(shù)控系統(tǒng)安全防護整體解決方案等。超同步在北京密云和山東青州打造了智能裝備制造產(chǎn)業(yè)園，以智能伺服系統(tǒng)、機床核心功能部件、高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人和智能制造生產(chǎn)線為核心產(chǎn)品的智能裝備垂直產(chǎn)業(yè)鏈，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、高端裝備制造、新能源汽車等領(lǐng)域。

3.2增強數(shù)控機床的數(shù)字化能力

從宏觀角度看，國家相關(guān)的民用機械，軍用設(shè)備的制備和研發(fā)要借助數(shù)控機床進行加工，因此國家對于數(shù)控機床技術(shù)掌握的能力對國家的發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。通過將信息技術(shù)在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，能夠使傳統(tǒng)的機械工業(yè)具備新型的加工能力。如果在傳統(tǒng)的數(shù)控機床中加入信息化控制模組，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的管理，那么能夠使加工更加高效，并且使加工的相關(guān)標準與世界接軌。比如運用信息技術(shù)使用CAD等計算機設(shè)計軟件，信息化行業(yè)的不斷發(fā)展，相關(guān)硬件得到快速的普及，因此在硬件之上搭建出完善的計算機輔助設(shè)計軟件成為人們在多種設(shè)計行業(yè)的剛需，因此這些軟件的誕生有效的填補市場的空白，加快了整個設(shè)計行業(yè)的生產(chǎn)效率和能力。由此可以看出，在傳統(tǒng)機床中進行信息革命升級改造能夠大幅度提高機床設(shè)備的加工能力。而我國對于信息技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為滯后，在1995年數(shù)控機床占有率僅有1.9%，而同比日本在1994年數(shù)控機床的占有率已高達20%，而經(jīng)過20余年的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，我國在數(shù)控機床信息化智能化等領(lǐng)域的應(yīng)用也有較大的突破，這更加對傳統(tǒng)機床進行改造提供了良好的條件，因此從宏觀角度上也說明，需要加快數(shù)控機床改造的步伐。

3.3設(shè)計制作綠色化

隨著環(huán)保的觀念日益深入人心，各行各業(yè)開始注重生產(chǎn)的環(huán)保性，因此在數(shù)控機床的生產(chǎn)過程中也需要融入環(huán)保理念來適應(yīng)時代發(fā)展的潮流，在生產(chǎn)過程中需要充分考慮環(huán)境保護以及資源節(jié)約等兩個方面的因素，在不影響產(chǎn)品的性能和質(zhì)量的基礎(chǔ)上，充分考慮數(shù)控機床的設(shè)計、生產(chǎn)、運行對環(huán)境的影響，通過調(diào)整相應(yīng)的設(shè)計方案以及選取適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)材料，從而使設(shè)計出的機床對環(huán)境的影響達到最小化，這樣能有效的資源，達到提高我國資源的使用效率的目的，數(shù)控機床的綠色設(shè)計可以考慮的因素有機床的材料、節(jié)能、包裝、可回收等方面，數(shù)控機床的生產(chǎn)是一個完整的制造過程，在生產(chǎn)時需要著重考慮數(shù)控機床綠色生產(chǎn)以及節(jié)能節(jié)材兩個方面，當(dāng)今時代，隨著工業(yè)化生產(chǎn)給人類的居住環(huán)境帶來嚴重污染以及人民環(huán)保意識的增強，綠色化生產(chǎn)已成為各行各業(yè)生產(chǎn)的標桿，數(shù)控機床生產(chǎn)作為制造業(yè)的核心，在生產(chǎn)過程中更應(yīng)肩負起綠色生產(chǎn)的使命。

3.4增加技術(shù)人員培訓(xùn)

數(shù)控機械機床的加工效能也會受到工作人員的技術(shù)水平的影響，在數(shù)控機床的實際運行和操作中，經(jīng)常會由于人為失誤引起錯誤發(fā)生，所以，有必要根據(jù)不同崗位要求，有針對性的進行人員培訓(xùn)。一是規(guī)范管理標準。在開始人員培訓(xùn)之前，需要對數(shù)控機床操作相關(guān)聯(lián)的崗位職責(zé)進行規(guī)范，通過生產(chǎn)加工安全管理等內(nèi)容明確規(guī)定，使工人在日常操作中可以根據(jù)實際規(guī)則條例、數(shù)控機械機床加工的規(guī)范化標準進一步提高專業(yè)水平。二是對相關(guān)人員開展有針對性培訓(xùn)。經(jīng)過對操作員的定期培訓(xùn)學(xué)習(xí)，使他們對數(shù)控機床的加工流程和作業(yè)方法有足夠的掌握，提升他們機械加工的操作水平。

結(jié)束語

數(shù)控機床不僅實現(xiàn)高精度且高效率的工作，在當(dāng)今發(fā)展過程中，對于數(shù)控機床也賦予了新的任務(wù)，目前需要數(shù)控機床更加智能化開放化，并且結(jié)合信息時代進行網(wǎng)絡(luò)化，從而使控制更加便捷，管理更加高效，生產(chǎn)過程變得更加綠色和環(huán)保，這些發(fā)展方向均為未來數(shù)控機床的發(fā)展提供了較為清晰的目標。

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