• 高端數控機床才是中國的命門

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    高端數控機床才是中國的命門

    一、數控產業對基礎工業與制造業的影響

    (一)數控產業基本內容

    什么是數控?一般意義上認為是計算機數字控制的簡稱,即CNC(ComputerNumericalControl);

    什么叫數控車床?數字控制機床,一種配有cnc rapid prototypes系統控制系統的自動化機床;被尊稱為“工業母機”;

    什么是數控系統?運用數據命令控制設備動作的系統,常見受控對象包含偏移、視角、速率、力等模擬量和電流、功率、扭距等數字量;換句話說,用數控系統控制加工的機床,便是數控車床。數控車床應該算是工業自動化最基本制造模塊了。

    什么是數控產業?一般泛指數控車床產業。但本人認為,除數控車床外,數控產業還應包括數控系統、伺服控制器、電機、感應器、執行部件、機床本身和機床制造工藝、機床加工工藝等內容,涵蓋了機械、電子、控制、自動化、軟件、材料、工藝等學科。數控產業是一個集資金密集型、勞動力密集型、知識密集型等於一體的產業,如果把數控車床比成一個人的話,數控系統是人腦,伺服控制器是人的肌肉,電機是人的關節,傳感器是人的雙眼,執行部件(回轉工作台或擺角銑頭)是人的手腳,機床本身(床體/裸機)是人的骨架。通俗地講,數控車床的出現便是替代了人手工制作,促使生產制造更規范、更專業、一致性好,不依賴於人力。但其為工藝服務的本質是不變的。

    什么叫機床制造工藝?機床制造工藝是指機床的生產制造過程,機床加工工藝是指機床加工零部件的應用過程,其中有一些關鍵概念,普遍包含:1)五軸聯動:准確地說是五座標聯動。核心是刀尖點轉動編程(RTCP),意思是刀尖點能夠抵達空間中隨意位置,功效是可完成空間隨意曲面的加工,比如船用推進器的螺旋槳,汽車增壓器葉輪、飛機發動機整體葉盤、汽輪機和燃機用葉子等關鍵工業零件。也就是說,便是複雜的自由曲面,沒有這個功能就不能由圖紙變為實物。2)複合加工:多種工藝方式在工件一次裝卡下完成,比如車銑複合、車削複合、切削複合、切削複合、增材制造(3D打印)與金切制造複合(加減一體化制造)等,是最大限度地提高工藝能力、確保加工精度的制造方式;特別是加減一體化制造,對未來的影響至關重要,比如飛機異形結構件、魚雷助推器等。

    許多軍事工業技術的源頭都有數控產業技術的身影,比如:航母用的電磁彈射技術,其技術原形便是數控產業的直線電機技術;中國的直線電機技術,現在已經基本成熟了。

    所以我們新建的航母選用電磁彈射,完全沒有技術阻礙,只存在工程解決方案的難題。美國IPG(阿帕奇)企業生產的1KW小型激光器嚴禁對華出口,因為它的另一個cnc machined components用途是具備殺傷性的激光槍。這類1KW小型激光器的大小,比我們常用的激光筆大不了多少。

    抗日戰爭時期,日本對東北三省進行的高精密測繪。其精准度非常之高,因為他使用了一個叫光柵的測量元件。目前,全球光柵產業商業化最成熟的兩家企業,一家是德國的海德漢公司,一家是英國的雷尼紹企業。這兩家企業幾乎壟斷了光柵技術的全球市場。而時下中國的數控產業只能購置到基本測量水平的光柵,高精密的光柵是對華禁賣的。

    (二)數控產業現狀和趨勢

    數控產業目前以美國、德國、日本、瑞士等國家為技術引領者。

    美國在電子信息層面占有壟斷地位,全球的芯片和實時控制軟件幾乎都來自於美國。同時,美國制造業的發展歸功於軍事工業,特別是航空航天產業發展的帶動。德國的制造業由大量掌握技術訣竅的中小企業支撐,由西門子等大型企業牽引,機械、電子、材料、工藝等各方面技術都發展十分平衡。也得益於戰爭經濟的驅動。日本的制造業是在模仿創新(學習美國、德國、美國等)的基礎上,由戰爭驅動的典型,特別是其二戰後,在國外的幫助下,工程經濟得到迅速發展。

    假如說德國是精密和品質的代名詞,那么瑞士cnc services的代名詞便是完美。在數控產業,同類型、同規格的產品系列中,瑞士產品的價格基本是德國產品報價的2~3倍左右。其他貼近第一勢力的還有美國、法國、西班牙、奧地利、德國和部分前獨聯體國家等。

    從市場上看,中國是全球機床產量最大的、采購額最高的我國,但銷售額卻不是前端。因為在高端機床行業,我國尚不能實現自力更生。所以中國關鍵是從以上我國進口機床,特別是美日德。

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