“2012中國(guó)數控機床展覽會(huì)”的大幕已經落下,雲集四海的參展商們由台前各顯其能的競技展示又進入了“比武”之後總結成敗,苦練(liàn)內功的“孕育期”了。
此次展會規模是曆屆最大,展品數(shù)量最多,技術內涵與創(chuàng)新成果最豐富的的一屆(jiè),也是筆者在(zài)細細品酌(zhuó)了各類具有代表性機床展品後感觸最深的一屆。展會期間所發布的“自主創新”、“精心創品(pǐn)牌”、“綜合經濟(jì)效(xiào)益”、“數控產值”、“產品銷(xiāo)售收入”和“產品出口”等六個(gè)獎項也已名花有主,尤其“高(gāo)檔數控機床與基礎製造(zào)裝備科技重大(dà)專(zhuān)項成果展(zhǎn)示”、“中國數控機床展覽會春燕獎(jiǎng)”評選(xuǎn)也成為此屆展會的重頭戲,這些新品提升了國內數控機床的技(jì)術內涵和品位,展示了國產數控機床在快速發展過程中自主創新的成果,標(biāo)誌著我國數(shù)控機床在技術上的新發展和新突破,在產(chǎn)品水平和質量上質的飛(fēi)躍。
2011年我國機(jī)床工具行業延續了2010年(nián)的(de)高速增長,中國仍保持世界機床第一生產國的(de)地位,但從機床行(háng)業經濟(jì)運行的(de)數據來看,我國的進口又創新高,機床產品進口增長仍然很強勁,這一方麵是因為國(guó)家經濟結構加(jiā)速轉型升級,國(guó)內市場對機(jī)床(chuáng)工具產品的需求水平快速提(tí)升,另一方麵也突出地反映了機床工具行業(yè)技(jì)術創新和(hé)產品結構的調整(zhěng)還不能跟上市場(chǎng)需求水平升級的步伐,我們想(xiǎng)要的和(hé)想得到的(de)必不可(kě)少(shǎo)的高端設備還不能“自主自(zì)給”,顯露出一個機床製造大國同(tóng)時又是一個機床進口大國的(de)尷尬。
自1952年,美國麻省理工學院(yuàn)試驗出了(le)世(shì)界上第一台數控機床,也就代表了機床製造業進入了數控時代,中國在六十年代也搞出了第一代數控機床,由於曆(lì)史的原因,等到80年代時我們和世界數控機床的水平差距就是20年了,再到了90年代已有30年的差距了,雖然我們有了近十幾年的迎(yíng)頭追趕,中國機床產品的市場占有率、數控(kòng)化率在不斷提高,但我們的產(chǎn)品在很多技術(shù)方麵還存在著“短(duǎn)板”,在國際機床的大舞台上就(jiù)顯示出我們不能成為真正(zhèng)“主角(jiǎo)”的原因是“大”而(ér)不“強”,“多”而不(bú)“精”。所以此次展會以“緊跟需求升級,加速(sù)結構調整”為主題,體現出我國機床工具行業(yè)今後推進轉型升級由大到強(qiáng)轉變以滿足高端用戶需求的決心和信心。我們正視現在暫時(shí)的落後,反思目前存在的不足,認真地去(qù)尋找與(yǔ)別人(rén)的差距,是我們啟動中國機床裝備製造(zào)業“萬裏長征”邁出的堅實的第一步。
一、從設計(jì)理念(niàn)和技術環境中看到差距
在機床行業,一般以(yǐ)數控機床所控製的軸數為標準來劃分檔次(cì),三軸以下的為低檔,三至五軸為中高檔,五軸以上(shàng)為高(gāo)檔。數控(kòng)機床是機床(chuáng)工業的方向,其高精、高細、高速、柔性、智能,是現代機床工業的標誌,現代(dài)裝備製造業正向極端製造方向發展,一是越來越高大,二是(shì)越來越細小,三是越來越複雜,生產工藝高度集成。在世界機床行業(yè)界,歐洲的機床工業憑借其高度創新、多元化(huà)規模和精密級製(zhì)造等產品優勢,在世界機床市場中多年來保持著(zhe)技(jì)術(shù)水平和產品信任度的領(lǐng)先地位。歐洲機床產品相(xiàng)對於我國機床而(ér)言,調查發現(xiàn)主要優(yōu)勢分別是:產品質量73%、產品創新和設計70%以及管理效率69%的企業認為優於國內產品,尤其是產(chǎn)品的質量是主要的(de)競爭優勢。德馬吉、斯萊福臨,這些品牌在(zài)行業內已經耳熟能詳(xiáng),其產品儼然也成為(wéi)高端(duān)製造(zào)的代名詞,國際市場上,德、日、美等(děng)國的機床產品主要占據高端市場,相比之下我們的技術(shù)水平(píng)和能力到底差距在哪呢?
1、各類數控機床技術性能的對比。
龍門式加工中心產品作為(wéi)一類不僅產品規格大而且技(jì)術和(hé)利潤的附加值(zhí)大的產品,無論是工作台移動式還是龍(lóng)門框(kuàng)架(jià)移動式或床身高架橫梁移(yí)動式,都是有技術實力和能力(lì)的廠家主(zhǔ)要比拚的對象。國內外廠家為了在這類機床賺足用戶的眼球和信任,大(dà)多展品都已(yǐ)五軸聯動(dòng)加工中心居多。此類機床技術含量較高,所以產品(pǐn)中應用的各項(xiàng)新技(jì)術(shù)新科技都(dōu)成為各廠家發光的“亮點”。國內產品的規(guī)格大多在工作台寬度1200~5000毫米,X、Y坐標軸的快移速度保持在20000毫米/分鍾左右,定位精度和(hé)重複定位精度保持在各坐標(biāo)軸全行程上0.015~0.035毫米和0.008~0.025毫米,而國外更注重在大型上做文章,一般工作台規格都在5000毫米以上,定位精度和重複定位精(jīng)度比我們的值(zhí)壓縮20%~50%,這樣既體現了他們的(de)技術優勢更重要的是要在技術回報上壓倒一切,獨占鼇頭。
臥式加工中(zhōng)心以其在自動化(huà)生產線上合理的加工工藝性成為批量化製造必備的(de)裝備之一。但由於臥式加工中心對生(shēng)產企業的設計、製造(zào)能力要求較高,進入的門檻也較高,所以國內主要生產廠家隻有20多家,這為數不多的廠家也可以說是有技術實力和製造(zào)能力的,所以說雖然臥式(shì)加工中心在我(wǒ)國起(qǐ)步較晚,但發展很快。目前在向高速、高精度、複合化、大型化的方向迅速(sù)推進。其規格大都在工作台寬度400~1000毫米的通用尺寸,主軸最高轉數≥5000~15000轉/分鍾,快移速度≥20~60米/分鍾,定(dìng)位精度≤0.004~0.02毫米,重複定(dìng)位精度≤0.002~0.004毫米。由於國內廠家技術和製造(zào)優勢(shì)參差(chà)不齊,產品的檔次和價格就具有了(le)明顯的區分。國外有代表性的臥加產品廠家已德國的DMG和日本的馬紮克為代表,給國內競爭高端市場(chǎng)的廠(chǎng)家造成阻力也產生促進。
臥式銑(xǐ)鏜床作為又一類高附加(jiā)值(zhí)的產品,它在國內(nèi)的發展曆史已(yǐ)有(yǒu)近(jìn)50年,而今這類機床已向數控化、大型、重型化迅速發展,產品的結構和功能也發生了質(zhì)的變化。如大直徑鏜(táng)軸的方滑枕結構,多項精度補償技術,適應(yīng)不同工藝要求的多款鏜銑頭自動交換技術等使得這(zhè)類機床設備成為我(wǒ)國重大裝備和重(chóng)點行業的關鍵設(shè)備。目前有代表性的國內製造廠家如昆明機(jī)床(chuáng)、齊二機床、濟二機床、漢川機床等(děng),他們的(de)設計要求和基(jī)礎與國外的基本相當,但在設計細節和製造上與國外還存在一定的差距,以至於產品的精(jīng)度和性能稍遜於國外產品。
立式加工中心(xīn)是近幾年國內數控機床競爭和“火拚”異常激烈的一類產品,由於國內中低檔次的市場(chǎng)需求較(jiào)旺盛,以至於這類機床成為眾多(duō)生產數控機床廠(chǎng)家的入門級產品。大部分機床(chuáng)是簡單的控製三個(gè)直線軸,能生產第(dì)四、第五軸產品的廠家可謂寥寥(liáo)無幾,由此也可以看出國內大多數廠家對數控產品和市場的認識程度(dù),他們寧可在低品(pǐn)質低價格上相互(hù)“廝(sī)殺”兩敗俱傷,也沒有(yǒu)心思靜下(xià)心(xīn)來(lái)細細琢磨技術和品質製造,看能否(fǒu)將德國的DMG和美國的哈(hā)斯擋在國(guó)門之外?
2、說到數控機床必談(tán)到它的“大腦”核心—數控係統,國產數控係統到底怎麽樣?
這是一(yī)個一直困惑國產數控裝備和為全係列“中國製(zhì)造(zào)”為之奮鬥的每(měi)一位從業者的問題。其精確度、穩定性、可靠性等通常是我們相比較的(de)幾個主要(yào)方麵。客觀的說,現在的國產數控係統(tǒng)和“十一五”期間(jiān)相比,在應用上取得了很大的進展(zhǎn),無論是在控製的軸數、控製精度、性能穩定性(xìng)等都在(zài)與國外知名的品牌縮小差距,在這次(cì)展(zhǎn)會上我們(men)也看到不少配備國產數控係統的高水平樣機。但目前國產數控係統並非所有機床廠家和用(yòng)戶的首選產品,很(hěn)多客戶仍處於(yú)觀望(wàng)態度,對於這樣猶豫的態度,第一我們的(de)國產數控係統要把握數控核心技術的發展動向,處於後進競爭(zhēng)狀態的中國自主數控產業必須充分利用新的技術手段,根據自己的實(shí)際情況,有所為而有所不為,形成後發優(yōu)勢,加快(kuài)技術進步的步伐,才能實現追(zhuī)趕和跨(kuà)越。第二,我們廣大的同胞用戶們(men),為什麽不能敞開胸懷,用真誠和接受把這考驗和進步(bù)的(de)機會給與我們正處於(yú)成長(zhǎng)期的國產數控(kòng)係(xì)統?請相信:給它一次機會,定會(huì)還你一片藍(lán)天!
3、作為機床產品機械(xiè)部分的核心配(pèi)套件(jiàn),功能部件可謂是其重中(zhōng)之重。
在“十二(èr)五”機床(chuáng)行業發展規劃中,一個主要目標就是推進數控係統和功能部件的產業化進(jìn)程,可見其與機(jī)床主機不相(xiàng)適應的滯後發展帶給整個行業的不利影響。重點開發(fā),縮小關鍵(jiàn)核(hé)心功能部件與國外產品的差距已是刻不容緩。功(gōng)能部件的總體發展趨勢是高性能、高可靠性、高穩定性和低成本(běn),可喜的是為機床主機配套的常規(guī)通用化國(guó)產功能(néng)部件諸如滾珠絲杠、直線滾動導軌、數控轉台、刀架等經(jīng)過(guò)十幾年的磨合打拚技術(shù)水平已接(jiē)近或趕上(shàng)國外產品的技(jì)術水平,基(jī)本(běn)滿足國產數控機床的配套使用。而近(jìn)些年為大型、高端機床裝備的五麵體銑頭、五軸聯動銑頭等體現設計和製造技術水平的(de)核心功能部件成為嚴重(chóng)製約我國高檔次產品發展的瓶頸。從國外為主機配備這麽一個小(xiǎo)小的“頭”,其(qí)高昂的(de)價格接近或超過我們“高(gāo)大”的主機本身,可見其技(jì)術先進和製造的複(fù)雜。即使如此,打(dǎ)破約束擺脫製約(yuē)成為國內有擔當的企業共同的責任,我們在這“小”而“精”的(de)“精靈”麵前沒有(yǒu)退縮,毅然揭開了它神秘的“麵紗”,雖然技術水平和性(xìng)能還不盡人意,但我們(men)畢(bì)竟邁(mài)出了(le)探(tàn)索的重要一步。
4、數控機床生產是一個大係統,從產品設計、工藝規劃到加工製造以至銷售經營和市場研(yán)究是一個(gè)集成的整體。
現代工業生產和科學技術的高速發展對新產(chǎn)品開發提出了更多、更快、更具個性的要求。高檔次數控機床在設計初期的每一處細節又是促進或製約生(shēng)產製造、影響產(chǎn)品性能的“伏筆”。
比如單就從數控機床一個直線控製軸的設(shè)計結構來說,筆者比對過國內外在此結構上的細節差異:軸承座在軸向定位和絲(sī)杠軸承(chéng)預緊方麵國內產品的設(shè)計(圖a)和國外產品設計(圖b)雖然隻是很(hěn)小的不同,但給機床伺服軸的精度、可(kě)靠性及使用壽命帶來很大(dà)的影響,同時使裝配製造的可操作性、便利程(chéng)度和數字化的控製有很(hěn)大的區別。
圖a 圖b
圖a中(zhōng)軸承座的限位台是完全靠(kào)加工基座(zuò)精度來保(bǎo)證,如果稍有誤差,那隻(zhī)能補充加工(gōng)來修整基座,極為不便;另外軸承的內環預緊是完全經驗(yàn)化的用修整隔套長度來調整(zhěng),根本沒有預緊力大小的量化考核。
圖b中限(xiàn)位控製(zhì)可以很方(fāng)便的將(jiāng)平鍵取下來按誤差數值加工保(bǎo)證,而對軸承內環的預緊那更是可以用“科學”二字評價,為了保證預緊力的大小,可用力矩扳手對精密鎖緊(jǐn)螺母進行預緊,完全滿足量化要求(qiú)。
還(hái)有在伺服軸(zhóu)係設計中要注重的絲杠傳動精(jīng)度問題:絲杠的預拉伸剛性結構,溫度補償值的把握,預拉伸值的(de)確定以及被拉伸絲杠在製造中負導程值的確定和要求等我們是否都能做到準確地用數值來規定和限製呢?
對於精確化結構設計和細節的推敲筆者也隻是以此來拋磚引玉,但願能(néng)由此而引來更多同仁對我們持(chí)續改進產品的重視和關注。
二、在技術進步和企業的技術創新能力(lì)上挖掘潛(qián)力,尋找不足。
1、國內企業大多都是注重產品開(kāi)發(fā)而忽(hū)視(shì)基礎性研究、技術攻關(guān)以及新產品研發的投(tóu)入不足,直接影響了創新能力的提高。
2、自主開發產品的能力差,關鍵零部件依賴進口,對引進國外先進技(jì)術的消化吸收、創新(xīn)和提高工作沒有充分的認識和重視。
3、科技人才不能滿(mǎn)足產業發展需求,特別是缺乏(fá)技術帶頭人。存在科(kē)研與生產、設計與製造、新產品開發與用戶個性化需求三脫節現象,直接影響新產品的開發和企業技術創新能力的(de)提高。
三(sān)、產業化水平(píng)不高是製約國產數控機床(chuáng)向高檔次產(chǎn)品發(fā)展的瓶頸。
1、由於國內(nèi)企業專業化水平(píng)不(bú)高,產業結構不盡合理,造成高檔產品開發緩慢(màn),市場占有率低;中檔產品雖有一定產量,但競爭力不強;加之數控機床關鍵的功能(néng)部件發展滯後,嚴重製約了國產(chǎn)高檔數控機床的發展。
2、經濟規模、生產效(xiào)率(lǜ)與發(fā)達國家相比尚有較大差距。生產產品雷同,生產廠點過多,生產效率低(dī)下,贏利能力差。沒有集(jí)中優勢力量(liàng)來解決向國際化高水(shuǐ)平產品遞進(jìn)的(de)技術與市場如何融合的問題。
3、製造工(gōng)藝裝備陳舊,基礎製造技術落後行(háng)業裝備(bèi)數控化率平均低下。以生產普通機床的設備用來批(pī)量生產數控機床,在精度、效率(lǜ)和可靠性方麵都(dōu)難以滿足使用要求,阻礙了產業化水平的提高。
四、國內數控產品綜合服(fú)務體係不健全,全方位服務能力不強,在市(shì)場開拓、成套服務等方麵與國外尚有較大差距(jù)。
國內企業雖然已經重視了服務問題,但普遍缺乏對用戶加工工(gōng)藝(yì)的研究,往往是(shì)在被動應付局麵。企業國際市場的售後(hòu)服務更為薄弱,絕大部分企業(yè)還不具備國際市場(chǎng)的開拓和服(fú)務能力。舊的(de)管理模式和管理機(jī)製不適應現代服務體(tǐ)係要求,快速反映能力差,運用信息化手段(duàn)提高企業(yè)基礎管理能力尚有較大差距。
五、國內體製(zhì)、機製改革推動了機床工具行業的不斷進(jìn)步,但發展尚不(bú)平衡。
雖然國內有部分(fèn)企業的少數機床產品已(yǐ)接近或超過國際(jì)先進水平,但沒有有效帶動國產整體水平的(de)上升(shēng)和強盛,“領頭(tóu)羊”的作用仍需(xū)繼續發揮並保持強化。
一些企業在產權多元化(huà)、建立真正意義上的現代企業製度方麵存在較大差距,直接製約了企業管理(lǐ)水平的提高。企業員工素質、對產品技術的認知程度及對產(chǎn)品的責任心還有待於迅速提高。
寫與此筆(bǐ)者感到(dào)此次展會收獲有二(èr):其一,是通過所見所聞給處於快速發展、積極追趕世界先進水平的中國機床製造(zào)業鬥膽“挑”出了一點點(diǎn)“骨頭”來與(yǔ)同仁共勉與為(wéi)之奮鬥;其二,有一意外的收獲,那就是在這期間和中國機床工具工業協會名譽理事長(zhǎng)梁訓(xùn)瑄老先生有一次邂逅,忐忑地問梁老(lǎo)“我國機床工業的(de)市場前景如何?”,梁老不假思(sī)索,用平和而堅毅(yì)的語氣告(gào)訴我:“不是我們的產品沒有市場,而是市場缺(quē)少需(xū)要的產品。”從這簡(jiǎn)短而又富(fù)有內涵的話語中(zhōng)聽的出梁老對我國機床(chuáng)工業的前景充滿了信心(xīn)和期望(wàng),同(tóng)時也(yě)對我們(men)機床從業人提出了更高的要求和寄(jì)予了厚望。
我們自信要趕超世界裝備製造業的一流水平,靜心總(zǒng)結,尋找不足,任重而(ér)道遠;我們堅信困難和阻力會成為我們前進的動力,再遠大的目標我們都會用永不停歇的堅實腳(jiǎo)步去丈量。
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