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當下數控機床行業(yè)兩大發(fā)展趨勢分析

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中研網(wǎng)訊:

  加工精度始終是衡量現代數控技術(shù)發(fā)展水平的重要指標,但體現加工精度的效果如今已經(jīng)不局限于尺寸精度、形狀精度以及表面粗糙度等方面,更體現在微結構的加工技術(shù)方面。

  而加工技術(shù)的發(fā)展趨勢,現在可以明顯感知到的是,一方面局部加工的形狀尺度特征向精微方向發(fā)展,另一方面加工的整體形狀向大尺寸方向發(fā)展。

  實(shí)際上,在科技創(chuàng )新的驅動(dòng)下,微結構零件的應用非常廣泛,比如太陽(yáng)能發(fā)電元件、手機導光板、液晶顯示器增亮、高速公路顯示板、復眼透鏡、衍射光柵、傳感器元件、二元光學(xué)元件、微型透鏡等。

數控機床相關(guān)研究報告

2014-2018年中國數控機床行業(yè)市場(chǎng)投資策略及未來(lái)前景預測研究報
2014年版數控機床項目融資商業(yè)計劃書(shū)
2014-2018年行業(yè)專(zhuān)用數控機床市場(chǎng)行情分析及相關(guān)技術(shù)深度調研報
2014-2018年數控機床行業(yè)現狀投資戰略研究及市場(chǎng)供需分析預測報
2014年4月

  很多源于身邊事物的啟發(fā)。比如有人發(fā)現水滴在荷葉上,總是會(huì )自覺(jué)呈現特定的形狀,這與荷葉的微型構造有關(guān),那么就有發(fā)明家嘗試研制類(lèi)似的平臺,來(lái)進(jìn)行相應的運用,這就需要加工技術(shù)的跟進(jìn)。

  因此,大量帶有微結構的零件加工成為當前精密機床發(fā)展面臨的重要任務(wù),而微結構的出現也使得機床的加工進(jìn)入新的領(lǐng)域。

  微結構的出現對機床加工提出了新挑戰,因為微結構尺寸的變化從幾百微米到幾微米不同,帶有微結構的整體零件的尺寸從毫米級到數米不同。但微結構的加工表面的質(zhì)量都在納米級。這對機床的運動(dòng)精度、運動(dòng)的平滑性、阻尼特性都有新的要求,此外加工工藝、機床刀具、機床附件也都要發(fā)生新的變化。

  而新的光學(xué)加工技術(shù),如快刀伺服、刨削加工、鑿削加工、確定性磨削等也在微加工技術(shù)發(fā)展中產(chǎn)生?,F今用于加工大型圓柱面、圓端面、平面的微結構機床成為市場(chǎng)競爭的產(chǎn)品,此外納米壓印復制工藝技術(shù)相應也得到發(fā)展應用。

  在微結構的制造設備領(lǐng)域,日本、德國、美國發(fā)展迅速,出現了很多新機床產(chǎn)品。典型的公司包括:東芝機械、發(fā)那科、不二越、庫格勒等。

  近期微孔精密切削加工在此期間也得到了快速的發(fā)展,德國科恩公司的金字塔超精密機床,可以用同一把刀具在半導體陶瓷材料上加工上萬(wàn)個(gè)直徑不超過(guò)0.1mm的微孔。

  智能化要求高可靠性

  與極限制造一樣,智能制造已經(jīng)成為國際制造領(lǐng)域一種新的趨勢。自2011年德國在漢諾威博覽會(huì )提出“第四次工業(yè)革命”以來(lái),如今已經(jīng)進(jìn)入實(shí)施階段。

  第四次工業(yè)革命”的目標是工廠(chǎng)智能化。2013年美國以制造業(yè)回流為主題,開(kāi)啟智能時(shí)代的再工業(yè)化。日本在柔性制造的基礎上,形成了當今比較成熟的智能化制造技術(shù)。中國目前制造業(yè)勞動(dòng)力成本的不斷上升,一些地區出現的“用工荒”也迫使制造企業(yè)向智能化方面轉型。

  智能化制造技術(shù)的大趨勢,要求機床必須適應其使用要求,最典型的應用特征是要求各種配置的高可靠性,作為智能制造最基本的組成部分,機床設備的可靠性成為最主要的考核指標。

  現今的智能制造技術(shù)可以看作是在前兩代柔性制造技術(shù)基礎上發(fā)展起來(lái)的技術(shù)。第一代柔性制造系統產(chǎn)生于上世紀80年代,它的可靠性衡量特征是可連續24小時(shí)運行,第二代產(chǎn)生于上世紀90年代,可連續72小時(shí)運行。當今的智能制造系統,它要求可以連續720小時(shí)運行。因此,能夠長(cháng)時(shí)間不間斷高可靠性運行的機床設備成為另外一個(gè)發(fā)展趨勢。

  智能制造三代發(fā)展中,人力成本不斷下降,智能化制造中人的參與很少,但機器人的復雜程度明顯提升。比如第二代發(fā)展中,機器人只能從事固定路徑的搬運,但第三代機器人不僅可以通過(guò)視覺(jué)傳感器感知無(wú)序擺放的工件,通過(guò)判斷做出不同路徑的抓取動(dòng)作,還可以感知裝配過(guò)程的零件對中狀態(tài),并配合智能夾具代替過(guò)去只能由人才能完成的工作。

  此外,智能制造同樣對機床適應性的其他方面提出了要求,比如:能夠配合帶傳感器及感知對位裝配的機器人協(xié)同工作、能夠遠程通訊等。

  雖然機床的發(fā)展趨勢還有很多,比如多功能復合化趨勢、可重構趨勢、低能耗環(huán)保趨勢等。但極限制造和智能化制造這兩大趨勢呈現了不同技術(shù)特色,第一大趨勢主要的突出特色是技術(shù)的前沿性和創(chuàng )新性,重點(diǎn)體現技術(shù)的高精尖;第二大趨勢主要特色是技術(shù)的成熟性、體現一個(gè)國家制造業(yè)的基礎。

  這兩大特色都能比較充分反映國家制造業(yè)的強大程度。如果缺乏第一大趨勢所涉及的技術(shù),一個(gè)國家就會(huì )面臨壟斷的威脅;第二大趨勢考驗和衡量的是一個(gè)國家制造基礎強弱和好壞的問(wèn)題,涉及的技術(shù)層面范圍更廣。

  面對第一大趨勢的挑戰,行業(yè)同仁必須發(fā)展以精度與尺度為特征的技術(shù),研究開(kāi)發(fā)尖端設備與工藝。

  歐盟委員會(huì )宣布的“地平線(xiàn)2020”科研和創(chuàng )新計劃中,其中三個(gè)主要目標之一“做產(chǎn)業(yè)界領(lǐng)袖”,其中重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域是“納米技術(shù)”,也正體現了這一發(fā)展的要求。在精密制造機床設備領(lǐng)域中,持之以恒地重視工作母機、超精密機床的發(fā)展,才能在國家的高技術(shù)領(lǐng)域占有一席之地。

  而面對第二大趨勢,要求中國機床工具行業(yè)必須配套地解決制造領(lǐng)域的高可靠性等涉及產(chǎn)品質(zhì)量性能的問(wèn)題。

  因為智能化制造最大的特色是講求集成,如果智能化制造的生產(chǎn)線(xiàn)元器件、部件的質(zhì)量有問(wèn)題,集成度越高,問(wèn)題就越大。

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