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數(shù)控機床市場調(diào)研報告
調(diào)查人：
調(diào)查時間：2011年1月—3月
調(diào)查目的：通過社會實踐調(diào)查加強理論和實踐相結合的學習，幫助更好的完成論文的寫作。
調(diào)查方法：通過親自實踐和間接調(diào)查了解
數(shù)字控制機床是用數(shù)字代碼形式的信息（程序指令），控制刀具按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床，簡稱數(shù)控機床。特點：數(shù)控機床具有廣泛的適應性，加工對象改變時只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動機床高，可以精確加工復雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復雜的工件，并能獲得良好的經(jīng)濟效果。隨著數(shù)控技術的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。此外還有能自動換刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心、車削中心等。
一、數(shù)控機床的概念及相關介紹
（一）數(shù)控機床的定義
數(shù)控機床是數(shù)字控制機床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作數(shù)控折彎機并加工零件。
（二）數(shù)控機床的組成
數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成：控制介質(zhì)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機床本體、反饋裝置和各類輔助裝置組成。
自從1952年美國麻省理工學院和Parsons公司合作研制出世界上第一臺數(shù)控機床。數(shù)控機床在制造工業(yè)，特別是在汽車、航空航天、以及軍事工業(yè)中被廣泛地應用，數(shù)控技術無論在硬件和軟件方面，都有飛速發(fā)展。
（三）數(shù)控機床的分類
1、按加工方式和工藝用途分類 ：普通數(shù)控機床、加工中心。
2、按運動方式分類：點位控制數(shù)控機床、點位直線控制數(shù)控機床、輪廓控制數(shù)控機床。
3、按控制方式分類：開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)。
4、按聯(lián)動軸數(shù)分類： 兩軸聯(lián)動、兩軸半聯(lián)動、多坐標聯(lián)動。
（四) 數(shù)控機床的主要特點
數(shù)控機床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機床的大腦。與普通機床相比，數(shù)控機床有如下特點：
1、加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；
2、可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件；
3、加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準備時間；
4、機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機床的3~5倍）；
5、機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；
6、對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術要求更高。
二、數(shù)控機床行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略意義
機械工業(yè)是向國民經(jīng)濟各部門提供裝備的部門，是現(xiàn)代經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。當今世界，工業(yè)發(fā)達國家都是機械工業(yè)強國，而且都是機電設備出口大國，這絕不是偶然的。機械工業(yè)的發(fā)達與否，是一國工業(yè)化程度的重要指標。而機床行業(yè)又是機械工業(yè)的基礎行業(yè)，是向機械工業(yè)（以及其他加工工業(yè)、國防工業(yè)）提供加工裝備的部門，是“支柱的支柱”。
當今機床行業(yè)，計算機數(shù)控化已成為技術進步的大趨勢。數(shù)控機床是電子信息技術和傳統(tǒng)機械加工技術結合的產(chǎn)物，它集現(xiàn)代精密機械、計算機、通訊、液壓氣動、光電等多學科技術為一體，具有高效率、高精度、高自動化和高柔性的特點，是當代機械制造業(yè)的主流裝備。數(shù)控機床大大提高了機械加工的性能（可以精確加工傳統(tǒng)機床無法處理的復雜零件），有效提高了加工質(zhì)量和效率，實現(xiàn)了柔性自動化（相對于傳統(tǒng)技術基礎上大批量生產(chǎn)的剛性自動化），并向智能化、集成化方向發(fā)展。所以，可以毫不夸張地說，（計算機）數(shù)控技術，是現(xiàn)代先進制造技術的基礎和核心。一國數(shù)控機床的水平和擁有量，已經(jīng)是衡量當今制造業(yè)水平、工業(yè)現(xiàn)代化程度的重要指標，也是衡量國家綜合競爭力的重要指標。同時
還是國防尖端工業(yè)不可缺少的戰(zhàn)略物資。
數(shù)控技術是因國防工業(yè)的需要而誕生的。國防工業(yè)中復雜、高精度零件加工（如飛機發(fā)動機葉片、導彈尾噴管、導航系統(tǒng)反射鏡等）比例大，一些曲面按照特定理論函數(shù)設計，非用多軸聯(lián)動、高速高精度的數(shù)控機床加工不可，故高性能數(shù)控機床屬于戰(zhàn)略物資。
三、機床數(shù)控化改造的必要性
（一）微觀看改造的必要性
從微觀上看，數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計算機的威力。
1、可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。
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2、可以實現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機床提高3～7倍。
由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實現(xiàn)自動化。數(shù)控機床只要更換一個程序，就可實現(xiàn)另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動化，故被稱為實現(xiàn)了“柔性自動化”。
3、加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。
4、可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件 在機床間的頻繁搬運。
5、擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自律功能，因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。
6、由以上五條派生的好處。
如：降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應等等。以上這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個極為重大的突破。此外，機床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎。數(shù)控技術已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術和基礎技術。
（二）宏觀看改造的必要性
從宏觀上看，工業(yè)發(fā)達國家的軍、民機械工業(yè)，在70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應用數(shù)控機床。其本質(zhì)是，采用信息技術對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（包括軍、民機械工業(yè)）進行技術改造，除在制造過程中采用數(shù)控機床、FMC、FMS外，還包括在產(chǎn)品開發(fā)中推行CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行MIS（管理信息系統(tǒng)）、CIMS等等， 以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術，包括人工智能等的含量，由于采用信息技術對國外軍、民機械工業(yè)進行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強，而我們在信息技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達國家約落后20年，如我國機床擁有量中，數(shù)控機床的比重（數(shù)控化率）到1995年已達20.8%，因此每年都有大量機電產(chǎn)品進口，這也就從宏觀上說明了機床數(shù)控化改造的必要性。
四、機床與生產(chǎn)線數(shù)控化改造的市場
（一）機床數(shù)控化改造的市場
我國目前機床總量380余萬臺，而其中數(shù)控機床總數(shù)只有11.34萬臺，即我國機床數(shù)控化率不到3%。近10年來，我國數(shù)控機床年產(chǎn)量約為0.6～0.8萬臺，年產(chǎn)值約為18億元。機床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為6%。我國機床役齡10年以上的占60%以上；10年以下的機床中，自動/半自動機床不到20%，F(xiàn)MC/FMS等自動化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國和日本自動和半自動機床占60%以上）�？梢娢覀兊拇蠖鄶�(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。
（二）進口設備和生產(chǎn)線的數(shù)控化改造市場
我國自改革開放以來，很多企業(yè)從國外引進技術、設備和生產(chǎn)線進行技術改造。據(jù)不完全統(tǒng)計，從1979～1988年10年間，全國引進技術改造項目就有18446項，大約165.8億美元。這些項目中，大部分項目為我國的經(jīng)濟建設發(fā)揮了應有的作用。但是有的引進項目由于種種原因，設備或生產(chǎn)線不能正常運轉，甚至癱瘓，使企業(yè)的效益受到影響，嚴重的使企業(yè)陷入困境。一些設備、生產(chǎn)線從國外
引進以后，有的消化吸收不好，備件不全，維護不當，結果運轉不良；有的引進時只注意引進設備、儀器、生產(chǎn)線，忽視軟件、工藝、管理等，造成項目不完整，設備潛力不能發(fā)揮；有的甚至不能啟動運行，沒有發(fā)揮應有的作用；有的生產(chǎn)線的產(chǎn)品銷路很好，但是因為設備故障不能達產(chǎn)達標；有的因為能耗高、產(chǎn)品合格率低而造成虧損；有的已引進較長時間，需要進行技術跟新，種種原因使有的設備不僅沒有創(chuàng)造財富，反而消耗著財富。
這些不能使用的設備、生產(chǎn)線是個包袱，也是一批很大的存量資產(chǎn)，修好了就是財富。只要找出主要的技術難點，解決關鍵技術問題，就可以最小的投資盤活最大的存量資產(chǎn)，爭取到最大的經(jīng)濟效益和社會效益。這也是一個極大的改造市場。
五、機床數(shù)控化改造的內(nèi)容及優(yōu)缺點
（一）數(shù)控化改造的內(nèi)容
機床與生產(chǎn)線的數(shù)控化改造主要內(nèi)容有以下幾點：
其一是恢復原功能，對機床、生產(chǎn)線存在的故障部分進行診斷并恢復； 其二是NC化，在普通機床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機床、CNC機床；
其三是翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻新，對機械部分重新裝配加工，恢復原精度；對其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進行更新；
其四是技術更新或技術創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新技術，在原有基礎上進行較大規(guī)模的技術更新或技術創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。
（二）數(shù)控化改造的優(yōu)勢
1、減少投資額、交易期短 同購置新機床相比，一般可以節(jié)省60%～80%的費用，改造費用低。特別是大型、特殊機床尤其明顯。一般大型機床改造，只花新機床購置費用的1/3，交貨期短。但有些特殊情況，如高速主軸、托盤自動交換裝置的制作與安裝過于費工、費錢，往往改造成本提高2～3倍，與購置新機床相比，只能節(jié)省投資50%左右。
2、機械性能穩(wěn)定可靠，結構受限 所利用的床身、立柱等基礎件都是重而堅固的鑄造構件，而不是那種焊接構件，改造后的機床性能高、質(zhì)量好，可以作為新設備繼續(xù)使用多年。但是受到原來機械結構的限制，不宜做突破性的改造。
3、熟悉了解設備、便于操作維修 購買新設備時，不了解新設備是否能滿足其加工要求。改造則不然，可以精確地計算出機床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者對機床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓時間短，見效快。改造的機床一安裝好，就可以實現(xiàn)全負荷運轉。
4、可充分利用現(xiàn)有的條件 可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購入新設備時那樣需重新構筑地基。
5、可以采用最新的控制技術 可根據(jù)技術革新的發(fā)展速度，及時地提高生產(chǎn)設備的自動化水平和效率，提高設備質(zhì)量和檔次，將舊機床改造成當今水平的機床。
總結：
通過這次實踐我了解了現(xiàn)代機械制造工業(yè)的生產(chǎn)方式和工藝過程。熟悉工程材料主要成形方法和主要機械加工方法及其所用主要設備的工作原理和典型結構、工夾量具的使用以及安全操作技術。
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