[一]、閥門機(jī)床技術(shù)的發(fā)展
數(shù)控技術(shù)及裝備,是發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和工業(yè)的基本技能技術(shù)和較基本的裝備。制造技術(shù)和裝備,是人類生產(chǎn)活動的較基本的生產(chǎn)資料,而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備的核心技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù),以提高制造能力和水平,提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和竟?fàn)幠芰Α4送猓澜缟细鞴I(yè)發(fā)達(dá),還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為的戰(zhàn)略物資,不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè),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。總之,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、提高綜合國力和地位的重要途徑。
數(shù)控技術(shù)經(jīng)過近幾十年發(fā)展主要分為2個階段:一階段一一硬件數(shù)控(NC)時代。這個時代從硬件發(fā)展上來講,主要從1952年的電子管到1959年晶體管分離元件,再到1965年的小規(guī)模集成電路。
二階段一一軟件數(shù)控(CNC)時代。這個時代主要從1970年的小型計算機(jī)到1974年的微處理器,再到1990年基于個人的PC機(jī)數(shù)個階段。
為了保證閥門專機(jī)有高的可靠性,設(shè)計時不僅要考慮其功能和力學(xué)特性,還要進(jìn)行可靠性設(shè)計,根據(jù)可靠性要求合理分配各組成件的可靠性指標(biāo),在配套件采購和制造過程中重視質(zhì)量要求,加強(qiáng)質(zhì)量管理以求可靠性的不斷增長。
[二]、我國閥門鉆床產(chǎn)業(yè)的不足
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國的閥門鉆床產(chǎn)業(yè)規(guī)模日益擴(kuò)大。雖然我國機(jī)床產(chǎn)業(yè)取得了長足的進(jìn)步,但是相比于美國、日本、德國等,在閥門鉆床方面還有很大的差距,主要體現(xiàn)在以下幾方面:(1)數(shù)控率低。目前我國的閥門鉆床擁有量較多,但是我國的數(shù)控化率卻比西方的低得多。(2)功能部件差距大。閥門鉆床的功能部件主要是數(shù)控系統(tǒng)、主軸、刀庫、滾珠絲杠副、滾動直線導(dǎo)軌副等。這些主要的功能部件決定了機(jī)床能夠達(dá)到的精度級別和水平。目前,我國制造的閥門鉆床使用的數(shù)控系統(tǒng)還是日本的FANLTC、德國的SIEMENS和DMG等的系統(tǒng)。
{一}、閥門機(jī)床故障分析
計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)能各項技術(shù)的不斷發(fā)展,使得傳統(tǒng)的閥門機(jī)床技術(shù)以及不能滿足日益需求的生產(chǎn)工藝等,進(jìn)而基于PLC的閥門機(jī)床電氣控制系統(tǒng)便在各個領(lǐng)域中得到了廣泛關(guān)注并應(yīng)用,在機(jī)電的領(lǐng)域之中有大的發(fā)展空間,將PLC與閥門機(jī)床相融合,可以極大的促進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)的自動化程度以及大大的提高了生產(chǎn)的效率。
閥門機(jī)床在使用過程中要避免讓操作人員、機(jī)床以及加工人員等造成傷害和損傷,要在出現(xiàn)問題時及時進(jìn)行處理。在正常情況下,閥門機(jī)床在運(yùn)行過程中,可以斷開急停按鈕,使閥門機(jī)床處在一個常閉狀態(tài)下。按下按鈕后,觸電會自動斷開,這樣系統(tǒng)中的繼電器就會出現(xiàn)中斷的情況,可以將移動裝置動力電源進(jìn)行斷開。在連接PLC中間繼電器以后,可將信號發(fā)送到系統(tǒng)中產(chǎn)生急停警報,這樣信號系統(tǒng)中就產(chǎn)生了復(fù)位信號。
超程限位開關(guān)一直處于松開狀態(tài),用戶在操作閥門機(jī)床時,一旦出現(xiàn)將超程限位開關(guān)壓下的情況,會導(dǎo)致繼電器出現(xiàn)斷電現(xiàn)象,中間繼電器的一組常開觸點(diǎn)可以向PLC輸入斷系統(tǒng)發(fā)送急停信號,同時,也能將超程警報信息發(fā)給系統(tǒng),系統(tǒng)可以根據(jù)信號做出一定的反應(yīng),對出現(xiàn)的問題進(jìn)行處理。
近年來,我國的工業(yè)生產(chǎn)在效率和效益方面有了很大的提高,這和應(yīng)用很多的先進(jìn)技術(shù)分不開,在工業(yè)生產(chǎn)過程中,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展對其影響非常大,其中,PLC邏輯處理功能在不斷的完善,而且,在實際的應(yīng)用過程中體現(xiàn)出了很好的效果。因此,設(shè)計一套和電氣控制系統(tǒng)相配合的系統(tǒng),能夠好的對各個部分的選型進(jìn)行充分考慮,同時,電氣系統(tǒng)的作用也能得到好的發(fā)揮。
閥門機(jī)床多發(fā)的故障率一直是影響我國閥門機(jī)床品質(zhì)的一個重要問題。尤其是用于批量生產(chǎn)的自動生產(chǎn)線上,對閥門機(jī)床的可靠性為重視,通常用平均無故障時間(以MTBF表示)的長短來衡量它的可靠性。
{二}、閥門專用機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)的特點(diǎn)
1、高性能
目前閥門專用機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)的主要特點(diǎn)就是高性能,被廣泛地應(yīng)用于一些難加工的材料上。其材料、強(qiáng)度都要求具備耐高溫、抗低溫、耐老化、抗腐蝕、韌性以及抗疲勞性等特征,因此就會在加工一些鋁合金、欽合金、復(fù)合材料、工程陶瓷等方面應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù),來滿足其對高性能的需求。
2、輕量化
閥門專用機(jī)床加工技術(shù)采用整體薄壁結(jié)構(gòu),因此具有輕量化的特點(diǎn)。像很多航大產(chǎn)品對輕量化的要求比較高,它們大多形狀比較復(fù)雜,構(gòu)件也比較多,如飛機(jī)上的梁、框、肋以及壁板等,不但面形復(fù)雜,而且過渡圓角半徑也很小,因此航空公司一般都會采用數(shù)控加工技術(shù)來對構(gòu)件的精度進(jìn)行加工,提高機(jī)動的性能,加大載荷,從而降低使用成本。
3、精密化
目前我國閥門專用機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)的加工精度不斷在提高,因此又具有精密化的特點(diǎn)。在航空飛行器的產(chǎn)品中,一些導(dǎo)航、控制、彈頭等機(jī)載設(shè)備,有一些部件,如伺服機(jī)構(gòu)、精密偶件、探測器、光學(xué)器件等精密度比較高、批量比較小、結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜,因此在加工過程中,采用精密、薄壁等技術(shù)來進(jìn)行加工,在加工過程中,對尺寸、形狀以及表面粗糙度都有著非常高的要求,促使數(shù)控加工技術(shù)加精密化。
<一>、閥門車床電氣控制的應(yīng)用
傳統(tǒng)的閥門車床在實際應(yīng)用的過程中,有可能會出現(xiàn)一一些故障,嚴(yán)重的情況下,會對機(jī)床操作人員造成傷害,因此經(jīng)常會對閥門車床進(jìn)行急停處理。但是基于PLC的閥門車床電氣控制系統(tǒng),靈活性、穩(wěn)定性、可靠性都得到了提高,可以對加工工藝、機(jī)床部件實施監(jiān)控,以此達(dá)到預(yù)期的控制需求。在實際應(yīng)用的過程中,數(shù)控系統(tǒng)和PLC技術(shù)的結(jié)合,可以讓閥門車床中的電氣設(shè)備得到進(jìn)一步完善,提高數(shù)據(jù)信息存儲量的同時,也提高了設(shè)備的反應(yīng)速度和智能化水平。借助數(shù)控系統(tǒng)和PLC技術(shù),可以讓閥門車床電氣自動化控制系統(tǒng)中的信息得到傳遞,相關(guān)加工信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得到了根本上的保證,信息輸入效率也會隨之提高。比如:在閥門車床中應(yīng)用PLC技術(shù),閥門車床中所有的信號都可以穩(wěn)定的運(yùn)行,有關(guān)功能都會得到實現(xiàn),PLC技術(shù)和就會實現(xiàn)雙向信號傳遞,進(jìn)而對機(jī)床工作狀態(tài)進(jìn)行的監(jiān)測。以閥門車床控制回路中的中間繼電器為例,如果出現(xiàn)斷電的現(xiàn)象,那么繼電器的一組常開觸點(diǎn)就會通過PLC輸入端發(fā)出急停警報信號,以此保證操作,進(jìn)一步實現(xiàn)了閥門車床的自動化。不僅如此,在實際的應(yīng)用的過程中,開關(guān)量控制操作也是閥門車床電氣自動化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵,普通的閥門車床都是通過電磁繼電器來控制開關(guān)量,但隨著工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展,工業(yè)技術(shù)的不斷新,傳統(tǒng)的控制方式明顯不再適合當(dāng)前生產(chǎn)方式,反而還會對工業(yè)生產(chǎn)效率造成負(fù)面影響。面對這樣的情況,借助PLC技術(shù),充分利用該項技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),讓電磁繼電器中存在的缺陷得到彌補(bǔ)。比如:借助PLC技術(shù),根據(jù)開關(guān)量輸入組合和歷史輸入順序,就可以實現(xiàn)開關(guān)量的輸出,進(jìn)而通過用戶輸入設(shè)備和CPU,對信息進(jìn)行處理,較終就會輸出完整的信號。
閥門專用機(jī)床在組裝、控制及運(yùn)動過程中受到熱變形、摩擦、振動和慣性等各種不利因素的影響,加上移動軸與偏擺軸運(yùn)動藕合,使閥門專用機(jī)床精度嚴(yán)重衰減,對零件的精密加工造成了極大影響。
<二>、閥門車床電氣控制系統(tǒng)概述
閥門車床是集電、機(jī)、氣與一體的機(jī)電設(shè)備,其電氣控制系統(tǒng)是保證其可靠運(yùn)行的核心,一旦電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障,則會導(dǎo)致閥門車床運(yùn)行異常,影響生產(chǎn)。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,閥門車床電氣控制系統(tǒng)故障呈現(xiàn)出多樣化、復(fù)雜化的發(fā)展趨勢。
1、電氣控制系統(tǒng)組成
閥門車床電氣控制系統(tǒng)主要由3部分組成,分別是機(jī)床用PLC、外圍電壓電氣控制系統(tǒng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu),其主要功能是保證閥門車床的正常運(yùn)行。在使用的過程中,需要明確3部分聯(lián)系,了解系統(tǒng)功能。
2、電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
閥門車床電氣控制系統(tǒng)主要包括數(shù)控裝置(CNC)、伺服系統(tǒng)、機(jī)床強(qiáng)電控制系統(tǒng)構(gòu)成,其中伺服系統(tǒng)包括主軸伺服和進(jìn)給伺服兩個部分,機(jī)床強(qiáng)電控制系統(tǒng)主要包括可編程控制系統(tǒng)、繼電器解除控制系統(tǒng)等。
3、電氣控制系統(tǒng)故障原因分析
一般來說,電氣控制系統(tǒng)故障主要包括電源故障、線路故障和元器件故障等3種故障類型,要想實現(xiàn)正確的故障處理與排除,需要明確電氣控制系統(tǒng)故障原因,表1為部分電氣控制系統(tǒng)故障原因及排除方法。
<一>、閥門機(jī)床的功能分析
閥門機(jī)床的種類有很多,我們可以簡單分析一下閥門機(jī)床中的一種機(jī)床,不僅有X、Y軸,還有四個Z軸,在進(jìn)行工作的時候可以達(dá)到X、Y、Z軸三軸聯(lián)動,軸與軸之間可以同時運(yùn)動,也能分開運(yùn)動。
為了實現(xiàn)對全閉合環(huán)的控制,可以利用X、Y軸的運(yùn)動軌跡對工作臺進(jìn)行定位,從而提高加工精度。通過對變頻器的控制,以此實現(xiàn)對四個主軸電機(jī)的同步控制。
運(yùn)用X、Y軸進(jìn)行限位的雙重保護(hù),再對Z軸的下側(cè)進(jìn)行限位。為了提高閥門機(jī)床的加工效率,使主軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到高水平,就要對電機(jī)溫度進(jìn)行實時監(jiān)測并配備的冷卻水泵,為機(jī)床提供好的溫度保護(hù)。為了實現(xiàn)自動、手動換刀的性,對主軸配備了專用的機(jī)械換刀手和刀庫。機(jī)械手對機(jī)床換刀后,自動對刀具的和位置進(jìn)行測量,提高了加工的質(zhì)量,在檢測時發(fā)現(xiàn)刀具有磨損或斷裂的情況,機(jī)床的檢測系統(tǒng)就會出現(xiàn)提示,可以通過系統(tǒng)的指令完成自動換刀及手動換刀。
轉(zhuǎn)換為選型行為。鑒于閥門專用機(jī)床智能化的一些需求,如便于使用、便于維修、操作舒適、制造柔性好和高性是很難采用定量指標(biāo)衡量的,考慮到智能制造的需求具有模糊性。
<二>、閥門機(jī)床電氣控制系統(tǒng)故障排除
1、初始化復(fù)位。在閥門機(jī)床電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,時常會出現(xiàn)突發(fā)故障,從而引起故障警報,針對突發(fā)故障,可以采用初始化復(fù)位方式來進(jìn)行拋出,例如硬件復(fù)位、開閉系統(tǒng)電源等,在系統(tǒng)工作存儲區(qū)中,如果出現(xiàn)電池欠壓、拔插線路板或掉電而引起故障的情況,則可以進(jìn)行系統(tǒng)初始化處理,并做好數(shù)據(jù)拷貝與記錄,在初始化之后,如果故障沒有排除,則說明不是軟件程序出現(xiàn)故障,需要進(jìn)行硬件診斷。
2、參數(shù)改和程序正。系統(tǒng)參數(shù)是系統(tǒng)功能的重要依據(jù),參數(shù)設(shè)定錯誤會導(dǎo)致系統(tǒng)無法行使正常功能,或出現(xiàn)故障。在閥門機(jī)床電氣系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,用戶程序錯誤也可能會導(dǎo)致故障出現(xiàn),引起系統(tǒng)停機(jī),此時可借助系統(tǒng)搜索功能,搜索和檢查錯誤,之后針對性進(jìn)行程序正,保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
3、較佳化調(diào)整。較佳化調(diào)整主要針對的是伺服驅(qū)動系統(tǒng)和被拖動機(jī)械系統(tǒng)的一種調(diào)節(jié)方法,能夠?qū)崿F(xiàn)較佳匹配調(diào)節(jié),這種方法原理簡單,操作方便,借助帶有存儲功能雙蹤示波器或多線記錄儀來對操作指令與電流和速度反饋之間的反應(yīng)關(guān)系進(jìn)行觀察,對速度調(diào)節(jié)器積分時間與比例系數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),在不產(chǎn)生震蕩的基礎(chǔ)上提升伺服系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)特性,保證伺服系統(tǒng)較佳工作狀態(tài)。如果在工作現(xiàn)場沒有檢查設(shè)備,則需要工作人員結(jié)合自身經(jīng)驗對電機(jī)起振進(jìn)行調(diào)節(jié),之后慢慢反向調(diào)節(jié),觀察振動情況,指導(dǎo)振動消失為止,從而機(jī)床振動故障。
4、改變電源質(zhì)量。電源波動、電源干擾等電源質(zhì)量問題很容易引起閥門機(jī)床電氣控制系統(tǒng)故障,對于電源波動來說,可以采用穩(wěn)壓器來進(jìn)行改變,對于電源高頻干擾來說,可以采用電容濾波法來干擾,以此來改變電源質(zhì)量,減少電源板故障。
球閥類加工專用機(jī) 衛(wèi)浴水龍頭類加工專用機(jī) 管路配件類加工專用機(jī) 消防閥類加工專用機(jī) 空調(diào)閥類加工專用機(jī) 其它類加工專用機(jī)…
鏜孔與搪孔的主要區(qū)別在于鏜孔時,每一次把孔加大,其尺寸不一定相同,而搪孔因為用的是成形刀,所以,每一次把孔加大,其尺寸是一樣的。其次,搪孔的擴(kuò)大范圍比較小,而鏜孔,就沒有什么限制,想把孔加工到多大都行。
鏜孔是在已經(jīng)有了一個孔的基礎(chǔ)上,(如工件本來就有一個孔,或先用鉆頭打了一個孔)再用車刀(或鏜刀)分別在車床上或鏜床上分幾次把孔加大并達(dá)到比原有的基孔精度高的過程叫鏜孔。 搪孔在是先用鉆頭加工好了一個孔的基礎(chǔ)上,再用一個成形刀,一般 也就是比原先的鉆頭大一點(diǎn)的鉆頭,或者也叫搪孔鉆把孔加大的過程。
1. 用途:加工水龍頭閥芯孔、進(jìn)水孔。
2. 使用方式:與轉(zhuǎn)盤專用機(jī)、滑座專用機(jī)組合使用,提高加工效率。
1、機(jī)械制造業(yè)的總形勢
近年來我國的制造工業(yè)獲得持續(xù)高速的發(fā)展,中國已是一個制造大國:世界各國都在大量進(jìn)口中國產(chǎn)品,并且中國的出口中,機(jī)電產(chǎn)品已占多數(shù)。在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)寒潮和危機(jī)中,機(jī)械工業(yè)雖受較大影響,但總規(guī)模和總產(chǎn)量僅次于美國,超過日本,居世界第二,出口已超過德國,已達(dá)世界第一位,2009年中國汽車產(chǎn)量已超過美國而居世界第一。中國已成為名符其實的世界制造大國。2010年《全球制造業(yè)白皮書》公布的《全球10大制造強(qiáng)國》排行榜中,中國名列笫三。
今年《世界機(jī)械500強(qiáng)》中,美國以126家企業(yè)入選而居榜首,日本以124家位居第二,我國入選企業(yè)77家居第三。但今年世界機(jī)械500強(qiáng)前10名中,中國無一入選;世界機(jī)械100強(qiáng)中,中國僅入選9名。2010《世界機(jī)械500強(qiáng)》中,中國的前10名。
大量出口低價鋼材而進(jìn)口高附加值的合金鋼。機(jī)床也是出口亷價的中低擋機(jī)床,而進(jìn)口昂貴的數(shù)控和精密機(jī)床。中國制造業(yè)的勞動生產(chǎn)率,僅是美國、日本的1/3~1/5。中國很多機(jī)械產(chǎn)品價雖亷,而質(zhì)量也低。近期,由于人民幣升值和國內(nèi)勞動成本的迅速升高,再加上經(jīng)濟(jì)寒潮和危機(jī)嚴(yán)重影響中低擋產(chǎn)品的出口,更迫使我們要盡快提高機(jī)械工業(yè)技術(shù)水平,變危機(jī)為機(jī)遇,向制造強(qiáng)國奮進(jìn)。
2、2000~2008年我國機(jī)械制造業(yè)的高速發(fā)展
2000~2008年我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展極為迅速,汽車、機(jī)床、造船、發(fā)電設(shè)備等不僅產(chǎn)量增長迅速,而且產(chǎn)品水平亦不斷提高。
國產(chǎn)機(jī)床產(chǎn)值市場的占有率:2007年56,3%,2008年61%,2009年繼續(xù)提高達(dá)到70.1%。2008年我國機(jī)床工業(yè)消費(fèi)機(jī)床194.4億美元,世界第一,生產(chǎn)機(jī)床139.6億美元,世界第三,出口機(jī)床21.1億美元,世界第六,進(jìn)口機(jī)床75.9億美元,世界第一,機(jī)床進(jìn)出口入超54.8億美元。2009受世界經(jīng)濟(jì)寒潮影響,增長不快,但國外受影響更嚴(yán)重,年我國生產(chǎn)機(jī)床躍居世界第一,進(jìn)口機(jī)床59億美元,出口機(jī)床14.1億美元,機(jī)床進(jìn)出口入超44.9億美元,進(jìn)口和消費(fèi)機(jī)床連續(xù)8年排名世界第一。
2007年我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量123257臺,比2006年增加32.6%。2008年我國數(shù)控機(jī)床受世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響,產(chǎn)量122211臺,和2007年相比基本持平。2008年1~12月我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量,受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響,7月后產(chǎn)量下降,12月已略有回升。2009年我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量明顯增加,達(dá)143904臺,國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床市場占有率迭到62%。
3、2010年上半年機(jī)械制造工業(yè)的情況
2010年上半年我國機(jī)械制造工業(yè)情況良好,總體產(chǎn)銷兩旺,機(jī)床工具工業(yè)情況亦是如此。機(jī)床工具工業(yè)持續(xù)高速增長,上半年完成總產(chǎn)值2424.2億元,同比增長41.4%,其中機(jī)床行業(yè)總產(chǎn)值572.1億元,同比增長31.7%。金屬切削機(jī)床產(chǎn)量為338209臺,其中數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量達(dá)到945191臺,同比增長分別為25.8%和52.2%。金屬切削機(jī)床行業(yè)實現(xiàn)利潤22.7億元,同比增長68.3%,產(chǎn)值利潤率為5.0%,同比提高1.1個百分點(diǎn)。機(jī)床工具行業(yè)最近13個月總產(chǎn)值完成情況及增速。
2010年上半年我國機(jī)床工具工業(yè)出口總額為31.1億美元,雖比2009年有大幅培加,但仍比2008年同期減少了7.1%。國內(nèi)經(jīng)濟(jì)刺激計劃帶動的投資熱潮造成機(jī)床工具的進(jìn)口大幅增加,2010年上半年的進(jìn)口額較2008年同期增長了12.7%,其中切削刀具進(jìn)口增長尤其迅速,上半年達(dá)到5.3億美元,同比增長138.0%。應(yīng)看到我國出口的是廉價的中低擋機(jī)床,而進(jìn)口的是昂貴的數(shù)控和精密機(jī)床。
由于國際經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢還不明朗,面對復(fù)雜多變的國內(nèi)外形勢,雖然今年上半年我國機(jī)械工業(yè)形勢良好,但趨勢不容樂觀。我國和國際上的制造強(qiáng)國相比,技術(shù)上還有很大差距,要研究提高產(chǎn)品擋次,增加高端產(chǎn)品,提高制造工藝水平,努力創(chuàng)新,在后金融危機(jī)時代,中國機(jī)床工具行業(yè)力爭實現(xiàn)從機(jī)床大國到機(jī)床強(qiáng)國的蛻變。
4、2009年我國機(jī)械制造工業(yè)的情況
從整個大環(huán)境看,自2008年下半年起,各國的機(jī)械制造工業(yè)都不同程度受到金融危機(jī)的沖擊,幾個主要的汽車和機(jī)床生產(chǎn)國受到的損失尤為嚴(yán)重。世界各國的汽車生產(chǎn)都大幅下降,唯獨(dú)中國汽車生產(chǎn)和銷售不僅未降,反而繼續(xù)大幅上升,2009年年中國汽車生產(chǎn)已超過美國而位居世界第一。
2009年上半年,各主要國家機(jī)床生產(chǎn)的統(tǒng)計數(shù)字如下:日本機(jī)床業(yè)2009年第一季度預(yù)訂單下降84.6%內(nèi)需和出口雙下降,影響到銷售額下降46.2%。美國機(jī)床訂單從2008年11月開始下滑,2009年4月新接訂單僅9704萬美元,比2009年3月減少42%,比2008年4月減少78%,2009年1~4月訂單金額同比減少71%。德國已將2009全年訂單趨勢預(yù)測從之前的下降7%,修正至下降10~20%。德國機(jī)床總訂單同比下降70%。中國臺灣與2008年同期相比,2009年1~4月機(jī)床出口額下降51.9%,進(jìn)口額下降84.6%,總出口較上年同期下降51.9%,出口大幅減少。
中國的機(jī)床工具行業(yè),相對而言,受損程度較小,據(jù)中國機(jī)床工具協(xié)會對177家重點(diǎn)聯(lián)系企業(yè)常規(guī)統(tǒng)計顯示:2009年1~5月工業(yè)總產(chǎn)值同比降低5.0%,銷售收入同比降低6.2%,利潤總額累計同比降低33.1%。這數(shù)據(jù)表明,在這次金融危機(jī)中,中國機(jī)床工具行業(yè)沒有大傷元?dú)狻=y(tǒng)計資料顯示:2009年1~4月機(jī)床工具全行業(yè)完成固定資產(chǎn)投資232億元,同比增長48.8%;到2009年5月,機(jī)床工具行業(yè)申報列入國家振興規(guī)劃技改項目30項,總投資72.1億元,這有效提高機(jī)床工具行業(yè)的制造水平和能力。2009年下半年,機(jī)床工具行業(yè)生產(chǎn)形勢明顯好轉(zhuǎn),由于2008年下半年基數(shù)較低,從2009年7月開始,機(jī)床工具行業(yè)月度工業(yè)總產(chǎn)值同比增速達(dá)到兩位數(shù),具體完成情況及同比增速。
5、我國工具工業(yè)的發(fā)展情況
我國2005年消費(fèi)刀具約17億美元。2006年消費(fèi)刀具約20億美元,其中進(jìn)口刀具約10億美元。2007年工具工業(yè)空前高速發(fā)展,銷售收入增加達(dá)28%左右。2008年前三季度工具工業(yè)仍繼續(xù)高速發(fā)展,增長超過20%,但10月以后下滑明顯,但全年增長仍在12%以上。受世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響,2009年上半年工具工業(yè)繼續(xù)下滑,但7~8月以后整個經(jīng)濟(jì)形勢已開始回暖,工具工業(yè)亦已逐步好轉(zhuǎn)。
近年我國工具工業(yè)雖也有不小發(fā)展,但遠(yuǎn)落后于機(jī)床業(yè)的發(fā)展。生產(chǎn)中使用的高效先進(jìn)刀具,大部分是從國外進(jìn)口的(含外國資企業(yè)在中國生產(chǎn)的刀具)。我們現(xiàn)在也出口不少刀具,但主要是廉價低擋的標(biāo)準(zhǔn)刀具。2004年我國生產(chǎn)刀具約25億件,其中20億件是廉價低擋刀具(大部分出口),這以后幾年出口的仍基本是中低擋刀具。在美國市場上中等規(guī)格麻花鉆,每個價約10美元,而市場上中國生產(chǎn)的低擋麻花鉆價僅1美元,僅被用作手工工具。我國現(xiàn)在有世界第一的汽車工業(yè),但汽車工業(yè)從國外引進(jìn)的高效生產(chǎn)線,所用的刀具80%~90%至今仍是進(jìn)口刀具(含國內(nèi)的外資企業(yè)產(chǎn)品)。現(xiàn)在我國刀具生產(chǎn)供銷情況是,高端先進(jìn)刀具產(chǎn)品主要依靠從國外進(jìn)口,而低擋刀具產(chǎn)品惡性膨脹(大部出口),這種情況必須盡快改變。
我國機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)中大量使用標(biāo)準(zhǔn)刀具,而發(fā)達(dá)國家則大量使用高效先進(jìn)刀具,致使我國加工效率遠(yuǎn)低于國外。我國工具廠仍大量生產(chǎn)傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)刀具,一些小工具廠還大量生產(chǎn)低擋刀具,據(jù)統(tǒng)計,我國消耗全世界40%的工具材料,銷售收入?yún)s只占全世界工具業(yè)的12~15%。國外工具企業(yè)的毛利率都在40%左右,而我國工具廠的利潤很低,部分工具廠還虧損。
現(xiàn)在我國的工具廠,以大量生產(chǎn)傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)刀具為主。從機(jī)械制造業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢來看,今后我國工廠中的高效數(shù)控機(jī)床的比重將逐年增加,高效先進(jìn)刀具的需求量將隨之迅速增加,而傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)刀具的需要量將逐年減少。此外。由于我國人工成本增加,中低擋的標(biāo)準(zhǔn)刀具出口的價格優(yōu)勢將逐漸喪失,出口量必將隨之減少。如工具企業(yè)仍以生產(chǎn)傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)刀具為主,則銷售量必將逐漸委縮(一些民營的小工具廠大量生產(chǎn)傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)刀具,大工具廠因成本較高,無法競爭而逐漸失去這部分市場),將沒有發(fā)展前途。因此,我國的工具工業(yè)必須改變理念,大力發(fā)展高效先進(jìn)刀具的生產(chǎn),用國產(chǎn)高效先進(jìn)刀具代替國外產(chǎn)品,奪回被進(jìn)口刀具占有的這部分市場,重視售后生產(chǎn)服務(wù),只有這樣,我國的工具企業(yè)才有發(fā)展前途,我國的工具工業(yè)才能得到振興。
近年我國工具工業(yè)雖也有不小發(fā)展,但遠(yuǎn)落后于機(jī)床業(yè)的發(fā)展。生產(chǎn)中使用的高效先進(jìn)刀具,大部分是從國外進(jìn)口的(含外國資企業(yè)在中國生產(chǎn)的刀具)。我們現(xiàn)在也出口不少刀具,但主要是廉價低擋的標(biāo)準(zhǔn)刀具。2004年我國生產(chǎn)刀具約25億件,其中20億件是廉價低擋刀具(大部分出口),這以后幾年出口的仍基本是中低擋刀具。在美國市場上中等規(guī)格麻花鉆,每個價約10美元,而市場上中國生產(chǎn)的低擋麻花鉆價僅1美元,僅被用作手工工具。我國現(xiàn)在有世界第一的汽車工業(yè),但汽車工業(yè)從國外引進(jìn)的高效生產(chǎn)線,所用的刀具80%~90%至今仍是進(jìn)口刀具(含國內(nèi)的外資企業(yè)產(chǎn)品)。現(xiàn)在我國刀具生產(chǎn)供銷情況是,高端先進(jìn)刀具產(chǎn)品主要依靠從國外進(jìn)口,而低擋刀具產(chǎn)品惡性膨脹(大部出口),這種情況必須盡快改變。
機(jī)床行業(yè)數(shù)據(jù)總結(jié)
中國機(jī)床工具消費(fèi)市場是全球最大的市場,同時也是近年變化最大的市場,其變化的基本特征是:需求總量持續(xù)減少,需求結(jié)構(gòu)不斷升級。市場環(huán)境的變化已經(jīng)對機(jī)床制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響,傳統(tǒng)的競爭格局正在發(fā)生改變,產(chǎn)業(yè)分化的趨勢也日漸明顯。在這過程當(dāng)中,催生出業(yè)界許多卓有成效的新作為,這些新作為,又反過來加速了競爭新格局的形成。
機(jī)床工具行業(yè)是一個競爭性行業(yè),早已對國外放開了,雖然有04專項的支持,頻頻出現(xiàn)多類國產(chǎn)高端的數(shù)控機(jī)床見諸報紙及媒體,著實使人興奮,但掩蓋不了機(jī)床工具行業(yè)競爭力的比較薄弱本質(zhì)。當(dāng)中國經(jīng)濟(jì)回歸到個位數(shù)正常發(fā)展速度時,加上2008年全球金融危機(jī)及以后的歐洲主權(quán)債務(wù)危機(jī),引發(fā)中國的制成品出口困難,從而帶來這些外向型企業(yè)技術(shù)改造缺乏資金,并由于中高端數(shù)控機(jī)床競爭不過發(fā)達(dá)國家的跨國公司,中檔數(shù)控機(jī)床與有些國家及中國臺灣地區(qū)的機(jī)床工具企業(yè)難以匹敵,造成今天機(jī)床工具行業(yè)的“寒冬”狀態(tài),什么時候寒冬過去,無人回答。
日本機(jī)床產(chǎn)業(yè)崛起于工業(yè)化中后期,中國機(jī)床將借鑒其發(fā)展路徑崛起 日本裝備制造業(yè)現(xiàn)代化始于1956年,機(jī)床獲得歷史性發(fā)展機(jī)遇,隨后在工業(yè)化中后期崛起,在20世紀(jì)70年代取代美國、80年代取代德國成為機(jī)床產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)國,機(jī)床類上市公司業(yè)績持續(xù)成長,其發(fā)展路徑值得中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)借鑒。 中國機(jī)床產(chǎn)業(yè)初步具備競爭優(yōu)勢,將在中國設(shè)備投資周期持續(xù)獲益 國內(nèi)市場需求帶動中國機(jī)床行業(yè)的成長,同時政府強(qiáng)化政策支持和國內(nèi)機(jī)床產(chǎn)業(yè)整合提速,使部分企業(yè)擁有較強(qiáng)的整體配套能力提升、龐大的熟練技術(shù)工人和工程師隊伍和突出的市場銷售能力,帶動機(jī)床產(chǎn)業(yè)加速崛起。若干年前,國民經(jīng)濟(jì)以二位數(shù)快速增長,帶動了機(jī)床工具行業(yè)高速發(fā)展。國內(nèi)機(jī)床工具市場迅速擴(kuò)大,成為世界上第一消費(fèi)國、第一生產(chǎn)國、第一進(jìn)口國,這種成績得來實屬不易,可喜可賀,行業(yè)內(nèi)企業(yè)家們大多笑逐顏開,忙著建新廠,擴(kuò)大生產(chǎn)能力。
1948 年美國帕森斯(P—ns)公司在研制加工直升機(jī)葉片輪廓檢驗樣板的機(jī)床時,首先 提出利用電子計算機(jī)控制機(jī)床加工復(fù)雜曲線樣板的新概念。
1952 年帕森斯公司和麻省理工 學(xué)院(MIT)伺服機(jī)構(gòu)研究所合作研制成功世界上第一臺三坐標(biāo)數(shù)控銑床,其數(shù)控系統(tǒng)采用 脈沖乘法器原理,全部由電子管元件組成,雖然體積龐大,功能簡單,但卻意義重大,標(biāo)志著機(jī)械制造業(yè)進(jìn)入一個新的發(fā)展階段。
1958 年我國北京機(jī)床研究所和清華大學(xué)開始研制數(shù)控機(jī)床,1965 年北京第一機(jī)床廠開始生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控銑床。
1994-1998年,機(jī)床行業(yè)產(chǎn)銷持續(xù)滑坡,市場容量減少到原來的75%。1995年,機(jī)床行業(yè)首次出現(xiàn)了全行業(yè)虧損,并一直持續(xù)了5年。1999年下半年,在政府積極的財政政策的作用下,機(jī)床行業(yè)產(chǎn)銷不斷下滑的局面得到初步遏制。2000年,機(jī)床行業(yè)終于出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī),當(dāng)年完成工業(yè)總產(chǎn)值185億元,銷售收入175億元,分別較99年增長20.4%和21.1%,機(jī)床行業(yè)實現(xiàn)了全行業(yè)扭虧。隨后的兩年,機(jī)床行業(yè)開始在復(fù)蘇中逐漸步入景氣周期,產(chǎn)值和銷售收入均呈現(xiàn)兩位數(shù)的增長。
在市場經(jīng)濟(jì)中兼并重組,優(yōu)勝劣汰是正常的,目的是優(yōu)化資源配置,但情況如何呢?齊重民營化,齊二、哈量、北京機(jī)床研究所、武重找到了央企作為“婆婆”,另外寧江機(jī)床廠找到了五糧液廠作為投資方。昆明機(jī)床廠是一家上市公司,幾次換“婆婆”,從西安交大到沈機(jī)集團(tuán)。
目前,國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床可供品種達(dá)1500多種,覆蓋了數(shù)控金屬切削機(jī)床、數(shù)控板材加工機(jī)床(數(shù)控沖壓機(jī)床、數(shù)控激光加工機(jī)床、火焰切割機(jī)床等)、數(shù)控電加工機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人三坐標(biāo)測量機(jī)等,種類基本齊全。
2000~2011年是我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展最快的時期。在此期間,自主開發(fā)了五軸聯(lián)動加工中心、車銑復(fù)合加工中心、車銑磨復(fù)合加工中心和磨削復(fù)合加工中心等。有的國內(nèi)制造廠商已經(jīng)能夠提供五軸聯(lián)動和多軸聯(lián)動復(fù)合加工中心等,但有一些是屬于重大專項攻關(guān)產(chǎn)品,有待進(jìn)一步商品化和產(chǎn)業(yè)化。國內(nèi)生產(chǎn)五軸聯(lián)動加工中心的廠家正在不斷增加。如沈陽機(jī)床廠生產(chǎn)的GMC2590μ橋式五軸聯(lián)動加工中心、VM22120μ立式五軸加工中心、VMC05656e門式五軸加工中心、HS664RT五軸高速加工中心;大連機(jī)床產(chǎn)生的VDM500五軸立式加工中心;北京機(jī)電院生產(chǎn)的XKR32G五軸聯(lián)動加工中心和XKH800五軸聯(lián)動葉片加工中心;濟(jì)南二機(jī)床生產(chǎn)的XV2525×60高架式五軸聯(lián)動加工中心等都能實現(xiàn)一次安裝完成零件的銑、鏜、鉆、鉸、攻絲等多道工序。
近十年數(shù)控機(jī)床企業(yè)數(shù)量穩(wěn)步增長,2014年達(dá)到1896家
員工人數(shù)在50人以下的數(shù)控機(jī)床企業(yè)占比高達(dá)88.41%
全國數(shù)控機(jī)床企業(yè)營收排行榜:沈陽機(jī)床居首
江蘇是數(shù)控機(jī)床企業(yè)數(shù)量最多的省份
營業(yè)收入在一千萬元以上的數(shù)控機(jī)床企業(yè)占比20%
江蘇成為數(shù)控機(jī)床企業(yè)收入最高的省份,占比達(dá)19.8%
三成數(shù)控機(jī)床企業(yè)收入增長率超過50%
數(shù)控機(jī)床企業(yè)上市地較為分散
近年來數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)受處罰訴訟量增多