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

導(dǎo)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(jī)床消費(fèi)世界第一、進(jìn)口第一、生產(chǎn)第三和出口第八的地位。瑞士機(jī)床出口額占產(chǎn)值之比高達(dá)89%、德國(guó)73%、意大利60%、日本51%、美國(guó)50%、韓國(guó)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(guó)信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，森精機(jī)早已在90年代便開始根據(jù)「EN」歐洲安全規(guī)格來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)床。我們?cè)?995年便取得了CE標(biāo)簽(用于證明產(chǎn)品已達(dá)到EN規(guī)格要求)，以提高制造能力和水平，可見森精機(jī)一直致力于通過(guò)世界各國(guó)的安全認(rèn)證。而最近森精機(jī)還通過(guò)了在北美最受信賴的UL規(guī)格最新版(2007年版)的認(rèn)證。現(xiàn)在，提高對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。工業(yè)發(fā)達(dá)還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為的物資，森精機(jī)的伊賀、奈良和千葉工廠是UL規(guī)格的認(rèn)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(duì)我國(guó)實(shí)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(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和地位的重要途徑。

　　數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，必須滿足多項(xiàng)嚴(yán)格的要求才能通過(guò)認(rèn)證。獲取認(rèn)證的機(jī)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(jī)床的安全性從標(biāo)簽上便可確認(rèn)，如數(shù)控機(jī)床等。其技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)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(shì)

　　數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了性的變化，十分方便搬運(yùn)。為了達(dá)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(rèn)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(kuò)大，森精機(jī)機(jī)床的控制盤終獲得UL508A規(guī)格的認(rèn)證。由2002年2月份開始，對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)國(guó)防、汽車等的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，已獲UL規(guī)格認(rèn)證的產(chǎn)品都貼上了UL認(rèn)可標(biāo)簽以茲識(shí)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(shì)，符合UL規(guī)格的機(jī)床出廠數(shù)量已達(dá)到9000臺(tái)。如今，如：橋式三、五坐標(biāo)高速數(shù)控龍門銑床、龍門移動(dòng)式五座標(biāo)AC擺角數(shù)控龍門銑床、龍門移動(dòng)式三座標(biāo)數(shù)控龍門銑床等。

　　1.高速化發(fā)展新趨勢(shì)

　　目前高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，UL規(guī)格已更新至2007年版。為配合此更新，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，我們也同時(shí)地更改了設(shè)計(jì)，包括我國(guó)的上海通用汽車公司，給客戶提供更安全的機(jī)床。　　　　森精機(jī)將繼續(xù)根據(jù)世界最新安全規(guī)格來(lái)設(shè)計(jì)，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(jī)床。美國(guó)CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，以提供符合國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床。　　　　關(guān)于UL規(guī)格　　　　UL規(guī)格是一個(gè)由美國(guó)民間組織「UL(美國(guó)保險(xiǎn)業(yè)者安全試驗(yàn)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(xiǎn)公司提供多種產(chǎn)品的安全專業(yè)分析以減低保險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)成本。他們的工作范圍包括制訂規(guī)格、檢查、認(rèn)證和跟進(jìn)。美國(guó)大企業(yè)如福特和波音公司都只會(huì)購(gòu)買符合UL規(guī)格的產(chǎn)品，加速度達(dá)2g，可見獲得UL規(guī)格認(rèn)證的重要性?！　　　】刂票P電機(jī)系統(tǒng)中每項(xiàng)組件都詳細(xì)地列明使用條件，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，必須使用符合該些條件的元件才能取得UL508A的認(rèn)證。至于電路則需另外配有保護(hù)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(shí)，在普通銑床加工需8小時(shí)。

　　由于機(jī)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(guò)去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種（每分鐘1.5萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的機(jī)種），現(xiàn)在已成為必備的機(jī)械產(chǎn)品要件。

　　2、精密化加工發(fā)展新趨勢(shì)：

　　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(dòng)數(shù)控控制器的功能越來(lái)越多。

　　在加工精度方面，近10年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級(jí)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(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。

　　3、高效能發(fā)展新趨勢(shì)

　　對(duì)機(jī)床高速及精密化要求的提高導(dǎo)致了對(duì)加工工件制造速度的要求提高。同時(shí)，由于產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)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(shí)間必須具備的條件。對(duì)制造速度的要求致使加工模具的機(jī)床朝著高效能專業(yè)化機(jī)種發(fā)展。

　　4.化發(fā)展新趨勢(shì)

　　數(shù)控機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品。現(xiàn)在可以用一臺(tái)電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)，不但可縮短產(chǎn)品的時(shí)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(kuò)展性。美國(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施發(fā)展計(jì)劃，并進(jìn)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(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和技術(shù)規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來(lái)臨。我國(guó)在2000年也開始進(jìn)行的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。

　　5.復(fù)合化發(fā)展新趨勢(shì)

　　產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級(jí)，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢(shì)。新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)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(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó)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(dòng)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(jī)床產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)及消費(fèi)需求

　　1.市場(chǎng)需求發(fā)展和格變化

　　世界裝備制造業(yè)市場(chǎng)正在向全面信息化的方向邁進(jìn)，技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)為柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)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(chǎng)格表現(xiàn)為集群化發(fā)展趨勢(shì)，即同種產(chǎn)業(yè)或相關(guān)產(chǎn)業(yè)的企業(yè)有機(jī)地集聚在一起，通過(guò)不斷創(chuàng)新而贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。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(jī)構(gòu)（大學(xué)、商會(huì)等）在特定領(lǐng)域內(nèi)既競(jìng)爭(zhēng)又合作。以裝備制造業(yè)為例：英國(guó)共有154個(gè)集群，分布在18個(gè)地區(qū)，覆蓋了很寬的門和技術(shù)范圍。英國(guó)北的集群傾向于汽車、金屬加工等制造業(yè)。美國(guó)的明尼阿波利斯的醫(yī)學(xué)設(shè)備業(yè)群，德國(guó)的索林根的刀具業(yè)群、斯圖加特的機(jī)床業(yè)群、韋熱拉的光學(xué)儀器群等，都是世界上較為典型的產(chǎn)業(yè)集群。

　　2.世界機(jī)床業(yè)的生產(chǎn)消費(fèi)和貿(mào)易

　　-- 機(jī)床生產(chǎn)

　　2006年世界機(jī)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(jī)床生產(chǎn)前五名依次是：日本 135.2億美元、德國(guó)107.8億美元、70.6億美元、意大利54.5億美元和韓國(guó)41.4億美元。前五名中有三個(gè)在亞洲，兩個(gè)在歐洲。

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)、臺(tái)灣區(qū)機(jī)器工業(yè)同業(yè)公會(huì)（TAMI）

　　-- 機(jī)床消費(fèi)

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

　　2006年繼續(xù)保持了機(jī)床消費(fèi)世界第一、進(jìn)口第一、生產(chǎn)第三和出口第八的地位。

　　-- 機(jī)床貿(mào)易

　　2006年世界機(jī)床出口總額為337.3億美元，約占世界機(jī)床產(chǎn)值的57%。這說(shuō)明世界機(jī)床生產(chǎn)的一半以上是出口的，留給自己用的僅四成。我國(guó)的近鄰韓國(guó)2002年機(jī)床出口只有4.15億美元，2006年達(dá)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(duì)行業(yè)的貢獻(xiàn)率。雖然我國(guó)機(jī)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(duì)比世界機(jī)床生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)還是有很大差距。瑞士機(jī)床出口額占產(chǎn)值之比高達(dá)89%、德國(guó)73%、意大利60%、日本51%、美國(guó)50%、韓國(guó)40%。

　　三.數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)正在崛起

　　我國(guó)機(jī)床行業(yè)正處于高速發(fā)展時(shí)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(zhǎng)，數(shù)控機(jī)床消費(fèi)連續(xù)5年位居世界第一。強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，"十一五"期間將是數(shù)控機(jī)床大發(fā)展的時(shí)期，高度重視和支持發(fā)展國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，制定了數(shù)控機(jī)床發(fā)展規(guī)劃，出臺(tái)了相應(yīng)的扶持政策，到2010年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)比重達(dá)50%。

　　近年來(lái)，國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)發(fā)展迅速。大連機(jī)床行業(yè)實(shí)現(xiàn)整合，了大連機(jī)床集團(tuán)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(guó)外企業(yè)，銷售額位居世界機(jī)床行業(yè)第八。沈陽(yáng)機(jī)床行業(yè)通過(guò)改制整合，2006年銷售收入快速增長(zhǎng)，市場(chǎng)占有率明顯提高。北京第一機(jī)床廠并購(gòu)了德國(guó)科寶公司，技術(shù)水平大幅提升。

　　總之國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造商正在拼搏奮起，堅(jiān)持自主創(chuàng)新精神，實(shí)行市場(chǎng)化運(yùn)行機(jī)制，潛心研究、持續(xù)改進(jìn)，我們深信，企業(yè)完全有能力制造出滿足市場(chǎng)需求的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控機(jī)床及柔性制造系統(tǒng)。

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