數(shù)控技術(shù)是先進制造技術(shù)的核心,是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、集成化的基礎(chǔ)。數(shù)控裝備的整體水平標志著一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水平和綜合國力的強弱。
數(shù)控機床的發(fā)展在很大程度上取決于數(shù)控系統(tǒng)的性能和水平,而數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展及其技術(shù)基礎(chǔ)離不開微電子技術(shù)和計算機技術(shù)。隨著計算機及其軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)的硬件平臺趨于一致化,而控制系統(tǒng)軟件的競爭日益加劇。我國的數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過“六五”期間的引進,“七五”期間的數(shù)控系統(tǒng)開發(fā),“八五”期間的數(shù)控應用技術(shù)研究以及“九五”期間的主數(shù)控系統(tǒng)軟件開發(fā)應用,已逐步形成了以航天數(shù)控、藍天數(shù)控、華中數(shù)控和中華數(shù)控為主的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。
持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展
近年來,我國數(shù)控機床的產(chǎn)量持續(xù)增長,數(shù)控化率也顯著提高。另一方面我國數(shù)控產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量也不斷提高。目前我國一部分普及型數(shù)控機床的生產(chǎn)已經(jīng)形成一定規(guī)模,產(chǎn)品技術(shù)性能指標較為成熟,價格合理,在國際市場上具有一定的競爭力。我國數(shù)控機床行業(yè)所掌握的五軸聯(lián)動數(shù)控技術(shù)較成熟,并已有成熟商品走向市場。
我國在數(shù)控機床高端產(chǎn)品的生產(chǎn)上取得了一定的突破。目前我國已經(jīng)可以供應網(wǎng)絡(luò)化、集成化、柔性化的數(shù)控機床。同時,我國也已進入世界高速數(shù)控機床生產(chǎn)國和高精度精密數(shù)控機床生產(chǎn)國的行列。目前我國已經(jīng)研制成功一批主軸轉(zhuǎn)速在8000~10000轉(zhuǎn)/分以上的數(shù)控機床。
我國數(shù)控機床行業(yè)近年來大力推廣應用CAD等信息技術(shù),很多企業(yè)已開始和計劃實施應用ERP、MRPⅡ和電子商務(wù)。如,濟南第二機床集團有限公司的CAD普及率達100%,是國家級“CAD示范企業(yè)”,企業(yè)的MRPⅡ系統(tǒng)應用也非常成功,現(xiàn)代化管理水平較高。
存在三點不足
但是和發(fā)達國家相比,我國數(shù)控機床行業(yè)在信息化技術(shù)應用上仍然存在很多不足。
一、信息化技術(shù)基礎(chǔ)薄弱,對國外技術(shù)依存度高。我國數(shù)控機床行業(yè)總體的技術(shù)開發(fā)能力和技術(shù)基礎(chǔ)薄弱,信息化技術(shù)應用程度不高。行業(yè)現(xiàn)有的信息化技術(shù)來源主要依靠引進國外技術(shù),對國外技術(shù)的依存度較高,對引進技術(shù)的消化仍停留在掌握已有技術(shù)和提高國產(chǎn)化率上,沒有上升到形成產(chǎn)品自主開發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的高度。具有高精、高速、高效、復合功能、多軸聯(lián)動等特點的高性能數(shù)控機床基本上還得依賴進口。
二、產(chǎn)品成熟度較低,可行性不高。國外數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時間在10000小時以上,國內(nèi)自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)僅3000-5000小時;整機平均無故障工作時間國外達800小時以上,國內(nèi)最好只有300小時。
三、創(chuàng)新能力低,市場競爭力不強。我國生產(chǎn)數(shù)控機床的企業(yè)雖達百余家,但大多數(shù)未能形成規(guī)模生產(chǎn),信息化技術(shù)利用不足,創(chuàng)新能力低,制造成本高,產(chǎn)品市場競爭能力不強。
當今發(fā)展方向
隨著柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計算機集成系統(tǒng)的不斷成熟,對數(shù)控加工技術(shù)提出了更高要求。當今數(shù)控機床信息化正朝著以下幾個方面發(fā)展。
--高速度、高精度化。速度和精度是數(shù)控機床的兩個重要指標,它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前,我國生產(chǎn)的第六代數(shù)控機床系統(tǒng)均采用位數(shù)、頻率更高的處理器,以提高系統(tǒng)的基本運算速度,使得高速運算、模塊化及多軸成組控制系統(tǒng)成為可能。同時,新一代數(shù)控機床將采用超大規(guī)模的集成電路和多微處理器結(jié)構(gòu),以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。
--智能化,F(xiàn)代數(shù)控機床的智能化發(fā)展將通過對影響加工精度和效率的物理量進行檢測、建模、提取特征、自動感知加工系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)及外部環(huán)境,快速作出實現(xiàn)最佳目標的智能決策,對機床的工藝參數(shù)進行實時控制,使機床的加工過程處于最佳狀態(tài)。
--基于CAD和CAM的數(shù)控編程自動化。隨著計算機應用技術(shù)的發(fā)展,目前CAD/CAM圖形交互式自動編程已得到較多的應用,是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新趨勢。它是利用CAD繪制的零件加工圖樣,經(jīng)計算機內(nèi)的刀具軌跡數(shù)據(jù)進行計算和后置處理,從而自動生成數(shù)控機床零部件加工程序,以實現(xiàn)CAD與CAM的集成。隨著CIMS技術(shù)的發(fā)展,當前又出現(xiàn)了CAD/CAPP/CAM集成的全自動編程方式,其編程所需的加工工藝參數(shù)不必由人工參與,直接從系統(tǒng)內(nèi)的CAPP數(shù)據(jù)庫獲得,推動數(shù)控機床系統(tǒng)自動化的進一步發(fā)展。
--發(fā)展可靠性最大化。數(shù)控機床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標。新一代的數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片,利用大規(guī);虺笠(guī)模的專用及混合式集成電路,減少元器件的數(shù)量,從而提高可靠性。同時通過自動運行診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序,實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進行故障診斷和報警。