現(xiàn)今的汽車生產(chǎn),新產(chǎn)品的開發(fā)周期不斷縮短,成本也不斷降低,有資料顯示,十年前需要四年開發(fā)周期的汽車產(chǎn)品;今天只需要兩年就可以完成。除了汽車制造商采用了先進(jìn)的新產(chǎn)品開發(fā)方法,虛擬制造,同步工程等先進(jìn)開發(fā)技術(shù)外,很重要的一點(diǎn)是得益于為汽車制造提供制造裝備的設(shè)備供應(yīng)商的努力,尤其是這些設(shè)備供應(yīng)商提供了各種數(shù)控機(jī)床,這些數(shù)控機(jī)床允許汽車制造商以zui快的速度提供滿足市場需求的產(chǎn)品。
數(shù)控機(jī)床分類與特色
數(shù)控機(jī)床有很多種;從大類上分,有數(shù)控機(jī)床,有通用數(shù)控機(jī)床;從加工品種上分,有加工殼體類的數(shù)控銑床、加工中心,有加工軸類的數(shù)控車床、車削中心,凸輪數(shù)控磨床等;從加工的控制要求上分,有單軸數(shù)控的數(shù)控砂帶拋光機(jī),有五聯(lián)動的數(shù)控切齒機(jī)、數(shù)控滾刀磨;從控制的復(fù)雜性上分,有簡易數(shù)控,有多通道數(shù)控;從驅(qū)動方式上分,有步進(jìn)電動機(jī),有直流伺服電動機(jī),有交流同步伺服電動機(jī),有交流異步伺服電動機(jī),有直線電動機(jī)
;從主軸驅(qū)動方式上分,有直流主軸電動機(jī),有交流主軸電動機(jī),有交流電主軸;從位置反饋方式上分,有全閉環(huán)反饋,有半閉環(huán)反饋,有開環(huán)控制等等。
數(shù)控機(jī)床的良好柔性.高調(diào)整、加工精度高,早就被汽車制造者關(guān)注,60年代就開始進(jìn)軍汽車零部件生產(chǎn)領(lǐng)域。由于其成本高,系統(tǒng)功能及效率不理想,而一直沒有得到廣泛應(yīng)用。進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代,伴隨著市場競爭的加??;多品種生產(chǎn)zui大限度滿足市場的多樣化需要,直到滿足每一位用戶的需要,成為汽車制造者追求的目標(biāo),以數(shù)控機(jī)床為主體的柔性制造單元,被大量使用。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床的重點(diǎn)發(fā)展方向有兩個:
高速數(shù)控機(jī)床,以高速度來達(dá)到率。目前的水平是主軸轉(zhuǎn)速≤25000rpm,加、減速度≤2.5g,快速移動≤160m/min,要達(dá)到這個新的水平,數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動、機(jī)械傳動、機(jī)械結(jié)構(gòu)、刀具都要有很大的改進(jìn)。力達(dá)機(jī)床的主軸必須使用電主軸,主軸承一般采用陶瓷軸承,難點(diǎn)是冷卻、潤滑,使用壽命一般20,000h。驅(qū)動一般采用直線電機(jī)加線性導(dǎo)軌(也有用靜壓導(dǎo)軌的),90m/min,1g的機(jī)床也有用大螺距雙滾珠絲桿預(yù)張緊方案的雙伺服電機(jī)驅(qū)動的。機(jī)械結(jié)構(gòu)一般采用框架箱式結(jié)構(gòu)。刀具采用高硬度高耐熱刀具,刀柄采用hsk對柄。
以數(shù)控機(jī)床專機(jī)化或者是機(jī)床數(shù)控化來解決柔性和率的矛盾。目前,歐美汽車生產(chǎn)大多采用由高速加工中心組成的敏捷生產(chǎn)系統(tǒng),這種系統(tǒng)可以100%的柔性混流多品種生產(chǎn),由多個稱作島式的柔性加工單元組成,每個島由多臺同類機(jī)床及將機(jī)床連接起來的機(jī)械手組成,采用帶電子貯存器的隨托盤與機(jī)床進(jìn)行信息交換。值得注意的是這些設(shè)備供應(yīng)商不僅掌握了設(shè)備制造的專有技術(shù),而且都非常重視汽車制造工藝流程的開發(fā),他們能夠向用戶提供交鑰匙工程,擁有自己的系統(tǒng)開發(fā)能力。機(jī)床的可靠性指標(biāo)極為先進(jìn),單機(jī)開動率達(dá)98%以上。采用這種生產(chǎn)系統(tǒng),汽車制造廠家的新產(chǎn)品的工業(yè)化投放周期大大縮短。
經(jīng)過二十多年的改革開放,在國內(nèi)汽車零部件制造領(lǐng)域,數(shù)控機(jī)床的使用越來越廣泛。但大多是從歐,美,日進(jìn)口機(jī)床,歐美日機(jī)床的特點(diǎn)是:可靠性好,故障率低;人機(jī)界面的設(shè)計重視人性化;帶有主動測量及補(bǔ)償系統(tǒng);可以提供帶自動上下料裝置加工單元;機(jī)床設(shè)計模塊化。而國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床廠家雖然不少,但從品種看,仍然是低層次的通用數(shù)控車床較多,對于適合大批量汽車發(fā)動機(jī),變速箱,底盤主要零部件的多軸數(shù)控加工中心,品種少,并且大多沒有經(jīng)受大批量生產(chǎn)考驗。
應(yīng)用情況與不足
近二十年,我國的機(jī)床設(shè)計造型取得了較大的發(fā)展,如果靜態(tài)的看機(jī)床外形,與國外同類產(chǎn)品看不出多大差異,但是,要適應(yīng)大批量的汽車零部件生產(chǎn),需要機(jī)床有高的可靠性。影響機(jī)床可靠性主要有兩個方面,一個是機(jī)床的設(shè)計質(zhì)量;另一個是機(jī)床部件及總成的加工及裝配的過程質(zhì)量;從某種意義上講,過程質(zhì)量對機(jī)床的可靠性影響更大。而國內(nèi)機(jī)床制造商都比較重視產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量,一般采取合資或者采取模仿國外產(chǎn)品。但對于機(jī)床可靠性影響更大的制造過程質(zhì)量則忽視掉了。結(jié)果是我們有些廠家的樣機(jī)完成了多年,銷售出的機(jī)床小問題不斷,故障率高,或精度達(dá)不到合同要求,服務(wù)又差,用戶滿意度非常低。所以,開發(fā)的產(chǎn)品形成經(jīng)濟(jì)效益,達(dá)到規(guī)模銷量的不多。我想強(qiáng)調(diào)的是;重視過程質(zhì)量的控制,規(guī)范制造工藝,質(zhì)量監(jiān)控,對產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)改進(jìn),是獲得高可靠性機(jī)床的前提。
另外,還要建立與先進(jìn)機(jī)床廠家同步的機(jī)床設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn),80年代初,我國引進(jìn)了許勒惠勒公司的專機(jī)制造部分標(biāo)準(zhǔn),通過消化吸收,產(chǎn)生了如東風(fēng)設(shè)備制造廠,大連機(jī)床廠等國內(nèi)比較的組合專機(jī)及自動線生產(chǎn)企業(yè)。但是,在引進(jìn)技術(shù)的同時,我們沒有即時推動技術(shù)創(chuàng)新,沒有通過引進(jìn)建立完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并保持同步發(fā)展。結(jié)果西方國家在九十年代初進(jìn)行設(shè)備換代向數(shù)控柔性化設(shè)備發(fā)展時,我們還在為提高專機(jī)制造水平而花費(fèi)人力和物力。目前國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床廠商大多采取的戰(zhàn)略是與國外合資或合作引進(jìn)某一種或某幾種機(jī)型,不能形成系列產(chǎn)品,使汽車零部件生產(chǎn)廠家缺乏選擇性;今天的汽車制造者為了降低成本,縮短開發(fā)期限,對工業(yè)化實施交鑰匙工程,而國產(chǎn)供應(yīng)商缺乏汽車零部件制造工藝開發(fā)能力,他們大多缺乏提供重要汽車發(fā)動機(jī)零部件敏捷制造系統(tǒng)如缸體,缸蓋;曲軸,連杠;凸輪軸的零件整線的經(jīng)驗,缺乏輔機(jī)開發(fā)配套能力及系統(tǒng)聯(lián)線設(shè)計能力。 看法與建議
為了使國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床盡快大規(guī)模進(jìn)入汽車制造業(yè),我認(rèn)為國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床制造商應(yīng)著力提高自身能力,主要有以下幾方面:
要建立自身的汽車零部件的制造工藝能力,針對汽車零部件制造的要求開發(fā)產(chǎn)品。逐步形成系列化、模塊化的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品,滿足汽車零部件制造生產(chǎn)的需要。
要重視朕線設(shè)備的開發(fā)(輸送裝置,托盤等),數(shù)控機(jī)床制造商作為汽車零部件加工線的主機(jī)供應(yīng)商,不僅要重視主機(jī)的設(shè)計制造,還要高度重視構(gòu)成現(xiàn)代敏捷柔性單元的各要素的開發(fā),如機(jī)械手,輸送裝置等。因為這些裝置的可靠性影響了生產(chǎn)線的開動率。而開動率對于大規(guī)模生產(chǎn)的汽車工業(yè)是非常重要的。
擁有整線輔機(jī)的配套能力。由于交鑰匙工程的要求,作為,曾承包商還要注意建立自己整線承包工程的長期合作伙伴如清洗機(jī)等,因為,配套設(shè)備制造商的能力也影響整線承接能力。
提高整線自動化設(shè)計能力,現(xiàn)代汽車零部件制造已進(jìn)入敏捷生產(chǎn)時代,自動化信息系統(tǒng)設(shè)計的合理與否,決定了生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。它是高科技技術(shù)在汽車零部件制造方面的應(yīng)用。是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)供應(yīng)商的核心競爭力所在。
建立有效的用戶問題反饋機(jī)制;樹立用戶至上的觀念,建立快速服務(wù)系統(tǒng);汽車生產(chǎn)是大批大量生產(chǎn),對生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)及維修要及時。及時有效的服務(wù)增強(qiáng)了企業(yè)競爭力;同時有利機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)提高。
重視機(jī)床可靠性設(shè)計,機(jī)床的可靠性主要由可靠的機(jī)床制造體系保證的,必須重視制造過程的質(zhì)量控制;保證制造過程的一致性對于機(jī)床制造業(yè)是很重要的。
利用開放及與交往的有利機(jī)遇;吸收消化,建立與同步的機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)。
重視與數(shù)控系統(tǒng)廠家的交流合作,適時地開發(fā)具有自己知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng),該數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)該是開放式的,能zui大限度滿足汽車零部件制造需要。
建立可靠的機(jī)床制造系統(tǒng),信守合同,重視交貨期。
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