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

導讀：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)保持了機床消費世界第一、進口第一、生產(chǎn)第三和出口第八的地位。瑞士機床出口額占產(chǎn)值之比高達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)計機床。我們在1995年便取得了CE標簽(用于證明產(chǎn)品已達到EN規(guī)格要求)，以提高制造能力和水平，可見森精機一直致力于通過世界各國的安全認證。而最近森精機還通過了在北美最受信賴的UL規(guī)格最新版(2007年版)的認證?，F(xiàn)在，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。工業(yè)發(fā)達還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為的物資，森精機的伊賀、奈良和千葉工廠是UL規(guī)格的認定工廠，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)為核心的先進制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達加速經(jīng)濟發(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)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術(shù)，以確保和管理產(chǎn)品的質(zhì)量?！　　　L規(guī)格是北美的安全標準，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)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品，必須滿足多項嚴格的要求才能通過認證。獲取認證的機床都十分安全，即所謂的數(shù)字化裝備，用戶都可安心地使用。而且機床的安全性從標簽上便可確認，如數(shù)控機床等。其技術(shù)涉及多個領(lǐng)域：(1)機械制造技術(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。為了達到客戶的要求，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)域的擴大，森精機機床的控制盤終獲得UL508A規(guī)格的認證。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)格認證的產(chǎn)品都貼上了UL認可標簽以茲識別。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)格的機床出廠數(shù)量已達到9000臺。如今，如：橋式三、五坐標高速數(shù)控龍門銑床、龍門移動式五座標AC擺角數(shù)控龍門銑床、龍門移動式三座標數(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給速度可達80m/min，UL規(guī)格已更新至2007年版。為配合此更新，空運行速度可達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床。　　　　森精機將繼續(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)線分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，以提供符合國際安全標準的機床。　　　　關(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險成本。他們的工作范圍包括制訂規(guī)格、檢查、認證和跟進。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2g，可見獲得UL規(guī)格認證的重要性?！　　　】刂票P電機系統(tǒng)中每項組件都詳細地列明使用條件，主軸轉(zhuǎn)速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件，必須使用符合該些條件的元件才能取得UL508A的認證。至于電路則需另外配有保護裝置，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)高速化的機種（每分鐘1.5萬轉(zhuǎn)以上的機種），現(xiàn)在已成為必備的機械產(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入納米級(0.01μm)。

　　3、高效能發(fā)展新趨勢

　　對機床高速及精密化要求的提高導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床朝著高效能專業(yè)化機種發(fā)展。

　　4.化發(fā)展新趨勢

　　數(shù)控機床已逐漸發(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、擴展性。美國、歐共體和日本等國紛紛實施發(fā)展計劃，并進行式體系結(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)濟體在短期內(nèi)進行了幾乎相同的科學計劃和技術(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年也開始進行的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。

　　5.復合化發(fā)展新趨勢

　　產(chǎn)品外觀曲線的復雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，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)控機床產(chǎn)業(yè)市場及消費需求

　　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，技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)為柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(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)機構(gòu)（大學、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)學設(shè)備業(yè)群，德國的索林根的刀具業(yè)群、斯圖加特的機床業(yè)群、韋熱拉的光學儀器群等，都是世界上較為典型的產(chǎn)業(yè)集群。

　　2.世界機床業(yè)的生產(chǎn)消費和貿(mào)易

　　-- 機床生產(chǎn)

　　2006年世界機床產(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：機床工具工業(yè)協(xié)會、臺灣區(qū)機器工業(yè)同業(yè)公會（TAMI）

　　-- 機床消費

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

　　2006年繼續(xù)保持了機床消費世界第一、進口第一、生產(chǎn)第三和出口第八的地位。

　　-- 機床貿(mào)易

　　2006年世界機床出口總額為337.3億美元，約占世界機床產(chǎn)值的57%。這說明世界機床生產(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年機床出口只有4.15億美元，2006年達到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)的貢獻率。雖然我國機床出口額占產(chǎn)值之比已從2002年的12%提高到2006年的17%，但對比世界機床生產(chǎn)強國還是有很大差距。瑞士機床出口額占產(chǎn)值之比高達89%、德國73%、意大利60%、日本51%、美國50%、韓國40%。

　　三.數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)正在崛起

　　我國機床行業(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)控機床消費連續(xù)5年位居世界第一。強勁的市場需求帶來了發(fā)展機遇，"十一五"期間將是數(shù)控機床大發(fā)展的時期，高度重視和支持發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控機床，制定了數(shù)控機床發(fā)展規(guī)劃，出臺了相應(yīng)的扶持政策，到2010年國產(chǎn)數(shù)控機床占國內(nèi)市場比重達50%。

　　近年來，國內(nèi)機床企業(yè)發(fā)展迅速。大連機床行業(yè)實現(xiàn)整合，了大連機床集團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)，銷售額位居世界機床行業(yè)第八。沈陽機床行業(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，實行市場化運行機制，潛心研究、持續(xù)改進，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)量標準的數(shù)控機床及柔性制造系統(tǒng)。

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