機(jī)床再制造營造數(shù)控系統(tǒng)商機(jī)

“數(shù)控系統(tǒng)與再制造”系列之一

編者按 在金融風(fēng)暴席卷全球的浪潮下，新機(jī)床市場急速下滑，一些機(jī)床制造企業(yè)已經(jīng)開始悄無聲息地把目標(biāo)轉(zhuǎn)向了再制造領(lǐng)域。作為機(jī)床再制造及性能精度提升的主體，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)再制造在我國現(xiàn)階段有著更為重要的意義。

然而，何謂數(shù)控系統(tǒng)的再制造？其市場蛋糕究竟有多大？又將面臨哪些技術(shù)問題？為此，本報記者對業(yè)內(nèi)一線企業(yè)和有關(guān)專家進(jìn)行深度采訪。該系列報道將陸續(xù)刊出。

 

雖然目前我國的機(jī)床保有量近700萬臺，已成為世界上機(jī)床保有量最大的，但機(jī)床整體水平仍然比較落后，很多20世紀(jì)80年代以前的產(chǎn)品仍在超期服役，難以滿足加工精度的要求。據(jù)統(tǒng)計，目前我國役齡10年以上的機(jī)床占60％以上，這些機(jī)床在未來5~10年都可能面臨大修提升甚至功能性報廢或技術(shù)性淘汰，從而形成相當(dāng)規(guī)模的可循環(huán)利用的再制造潛在資源。

數(shù)控化再制造大有可為

以數(shù)控機(jī)床為代表的“工作母機(jī)”，是數(shù)字化控制技術(shù)和精密制造技術(shù)的結(jié)晶，是先進(jìn)制造裝備的典型代表。近幾年來，國產(chǎn)高精度機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和大型機(jī)床雖然產(chǎn)量增長迅速，但由于基數(shù)太小而在機(jī)床產(chǎn)品中所占的份額依然不高。

與此同時，我國機(jī)床的數(shù)控化率還很低。根據(jù)機(jī)床工具協(xié)會提供的統(tǒng)計資料，2000～2006年，我國設(shè)備生產(chǎn)廠共生產(chǎn)數(shù)控設(shè)備29.04萬臺，出口約3萬臺，國內(nèi)銷售為26.04萬臺；共進(jìn)口數(shù)控設(shè)備2.2萬臺。2007年，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床超過12萬臺。另外，在“十五”期間更新改造約10萬臺數(shù)控設(shè)備，再加上2000年前我國約保有數(shù)控設(shè)備近9萬臺，由此估計，我國目前數(shù)控設(shè)備保有量約70萬臺。

目前，我國機(jī)床的數(shù)控化率整體呈逐年遞增趨勢，據(jù)統(tǒng)計，我國的數(shù)控化率已由1992年的3.2％遞增到2005年13.3％。不過，與日本、美國、德國等發(fā)達(dá)60％～70％的產(chǎn)量數(shù)控化率和80％～90％的產(chǎn)值數(shù)控化率相比，我國機(jī)床設(shè)備的數(shù)控化率水平還顯得太低。

20世紀(jì)60年代以來，我國許多重大工程項目進(jìn)口和自制了批大型、重型設(shè)備。這些機(jī)床的機(jī)械分經(jīng)過了多年的使用維護(hù)，穩(wěn)定性較好。數(shù)控化改造對重型、大型機(jī)床的改造，節(jié)約的資金更多，尤其有意義。

以來，我國進(jìn)口了批數(shù)控機(jī)床。目前，大分機(jī)床已經(jīng)使用了10~30年，其機(jī)械本體和精度保持完好，數(shù)控系統(tǒng)等電氣分嚴(yán)重老化，急需改造。

而國外的備件已停產(chǎn)，很難買到。如果把數(shù)控系統(tǒng)全改造成新的國外系統(tǒng)非常昂貴，即使改造了，因為國外數(shù)控系統(tǒng)更新?lián)Q代很快，10年后或許用不了10年還要改造。

另外，20世紀(jì)80年代以來，我國生產(chǎn)了大批采用步進(jìn)電機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，由于步進(jìn)系統(tǒng)精度低、丟步，系統(tǒng)不可靠，現(xiàn)在這些機(jī)床大量趴窩，需要改造。

對普通機(jī)床和老化的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化再制造，不僅可以達(dá)到與購置新機(jī)床同樣的效果:提高零件加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，縮短產(chǎn)品制造周期，改善工作環(huán)境；而且還可以減少資金投入，和購買新機(jī)床相比，可以節(jié)50%以上的資金。如一套經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化再制造機(jī)床的價格僅為相同功能新數(shù)控機(jī)床的1/5~1/3。

總之，在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢下，機(jī)床數(shù)控化再制造在我國現(xiàn)階段具有非常重要的意義，可以大大節(jié)約設(shè)備投資，以較小的代價獲得性能先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床，提高加工效率和加工質(zhì)量；可全面提升企業(yè)現(xiàn)有機(jī)床性能，有效提高企業(yè)加工制造能力。同時，還將在我國形成新興的機(jī)床再制造與服務(wù)產(chǎn)業(yè)，具有重要的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。

數(shù)控系統(tǒng)迎來機(jī)遇

一項具體的機(jī)床數(shù)控化再制造工程的主要工作內(nèi)容包括機(jī)械與電氣改造兩個方面，主要是：機(jī)床機(jī)械精度的恢復(fù)和提升、運(yùn)動精度的恢復(fù)與提升、數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的選取、輔助裝置的選取，以及整機(jī)調(diào)試、機(jī)床檢驗等方面內(nèi)容。其中，數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的選擇和使用是直接影響工程效益的關(guān)鍵。機(jī)床數(shù)控化再制造的幾項內(nèi)容簡述如下：

一、精度恢復(fù)和機(jī)械傳動分的改進(jìn)隨機(jī)床使用役齡的增加，機(jī)床的機(jī)械傳動件，如導(dǎo)軌、絲杠、軸承等都有不同程度的磨損。因此，機(jī)床再制造過程中的首要任務(wù)是對機(jī)床進(jìn)行類似于通常的機(jī)床大修，以恢復(fù)機(jī)床精度，達(dá)到新機(jī)床的制造標(biāo)準(zhǔn)，因此，機(jī)床數(shù)控化再制造可以結(jié)合機(jī)床的大修來進(jìn)行，但機(jī)床數(shù)控化對機(jī)床精度的要求與普通機(jī)床的大修是有區(qū)別的，即整個機(jī)床精度的恢復(fù)與機(jī)械傳動分的改進(jìn)，都要為滿足數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和數(shù)控自動加工的要求來進(jìn)行，并應(yīng)具有批量大修的特征。

二、選定數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)根據(jù)要進(jìn)行數(shù)控化再制造機(jī)床的控制功能要求，選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)是至關(guān)重要的，直接決定了機(jī)床數(shù)控再制造的成敗。由于數(shù)控系統(tǒng)是整個數(shù)控機(jī)床的指揮中心，在選擇時除了考慮各項功能滿足要求外，還一定要確保系統(tǒng)工作可靠性。一般以性能價格比來選取，并且適當(dāng)考慮售后服務(wù)和故障維修等有關(guān)情況。如選用國產(chǎn)中、高檔數(shù)控系統(tǒng)，將對今后操作、編程、維修等都帶來較大的方便。伺服驅(qū)動系統(tǒng)的選取，也按再制造數(shù)控機(jī)床的性能要求決定。若采用同一家公司配套供應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng)，再制造產(chǎn)品的質(zhì)量和維修更容易得到保證。

三、數(shù)控機(jī)床輔助裝置的選取在機(jī)床數(shù)控化再制造過程中，要根據(jù)機(jī)床的控制功能選取輔助裝置。如選取四方或六角電動換刀架來實現(xiàn)刀具自動轉(zhuǎn)換功能，刀位數(shù)的選擇主要按被加工工件的工藝要求決定。由于大分?jǐn)?shù)控機(jī)床的輔助裝置目前在國內(nèi)已有不少生產(chǎn)廠家配套供應(yīng)，所以選取后即可按其產(chǎn)品說明書在機(jī)床相應(yīng)位置上進(jìn)行安裝、調(diào)整。

四、電控柜的設(shè)計和制作由于普通機(jī)床的電器控制功能要求與數(shù)控機(jī)床不一樣。所以在對舊機(jī)床進(jìn)行機(jī)床數(shù)控再制造時，原機(jī)床的電器控制分一般只能報廢，重新按數(shù)控化再制造要求進(jìn)行設(shè)計制作。強(qiáng)電控制分的線路設(shè)計，主要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)輸入、輸出接口的功能和控制要求來進(jìn)行。數(shù)控機(jī)床的強(qiáng)電控制分設(shè)計中要特別注意的是，數(shù)控系統(tǒng)各接口信號的特點(diǎn)和形式要相配，并且在設(shè)計過程中應(yīng)盡量簡化強(qiáng)電控制線路。

 

新聞鏈接

何謂機(jī)床再制造

所謂機(jī)床再制造不同于機(jī)床維修，它是將有再制造價值的廢舊機(jī)床作為再制造毛坯，利用高新技術(shù)對其進(jìn)行修復(fù)、性能升級，所獲得的再制造機(jī)床在技術(shù)性能上可以達(dá)到甚至超過新機(jī)床的水平。機(jī)床再制造也不同于機(jī)床的再循環(huán)，它是將報廢機(jī)床作為高級資源而最大限度利用的回收方式，其生產(chǎn)成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于新機(jī)床制造的成本。

從理論上講，機(jī)床再制造是運(yùn)用先進(jìn)制造技術(shù)、數(shù)控及自動化技術(shù)等高新技術(shù)對老舊機(jī)床進(jìn)行修復(fù)與改造的過程。

而一般大眾的思維慣是，什么東西都是新的好，所以對再制造機(jī)床缺乏理解和認(rèn)識，對其質(zhì)量不認(rèn)可或認(rèn)為是二手機(jī)床，對再制造機(jī)床的期望值比較低。其實，機(jī)床和其他的消費(fèi)品不同，越是舊的穩(wěn)定性越好。另外，再制造的概念沒有在大眾中普及，甚至很多機(jī)床制造企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)都對再制造一無所知，也造成了人們對再制造的誤解。

業(yè)內(nèi)專家表示，機(jī)床再制造有多種方案，機(jī)床類型不同，再制造的內(nèi)容也不同，用戶的要求不同，再制造的內(nèi)容也會有所不同。所以，機(jī)床再制造既要深入了解原有設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能，又要對用戶新的要求有真實的理解，并結(jié)合機(jī)床實際結(jié)構(gòu)，在改造設(shè)計中實現(xiàn)。

再制造在國外已經(jīng)有50多年的發(fā)展歷史，最顯著的代表就是汽車及其零件的再制造行業(yè)，已經(jīng)形成了比較完善的制造和服務(wù)體系。在德國的慕尼黑，寶馬公司建有一家專門的再循環(huán)和拆借中心，負(fù)責(zé)研究舊車的拆解技術(shù)與再制造。在再制造的過程中，報廢汽車零件有94％被高技術(shù)修復(fù)，5.5％回爐再生，只有0.5％被填埋處理。

在美國，不僅有全國性和行業(yè)性的再制造研究中心，而且在大學(xué)開設(shè)相關(guān)課程。1996年美國專業(yè)化的再制造公司數(shù)量已經(jīng)超過73000個，直接雇員48萬人，生產(chǎn)46種主要再制造產(chǎn)品。到2005年美國再制造業(yè)的年銷售額超過1000億美元，而汽車零件的再制造占了56％。歐盟和日本也非常重視再制造產(chǎn)品，都制定了相關(guān)法律鼓勵廢舊汽車的再制造。

而我國再制造行業(yè)起步較晚，無論是機(jī)床再制造還是汽車再制造都還處于摸索階段，因此借鑒與學(xué)美、歐等國的有關(guān)政策法規(guī)以及行業(yè)操作方法極為必要。不過現(xiàn)階段，還是要從觀念上入手。

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