中国的命门是什么:立式数控加工中心才是!!
发布时间:2018-06-28 08:44:37
我在数控加工中心工业从业11年,阅历了我国数控工业迸发式开展的阶段,亲身见证了该范畴的可喜成绩,也可以感遭到当时存在的种种问题。
一、数控工业对根底工业与制作业的影响
(一)数控工业底子内容
什么是数控?一般意义上以为是计算机数字操控的简称,即CNC(Computer Numerical Control);
什么是小型加工中心数控机床?数字操控机床,一种装有程序操控系统的自动化小型加工中心机床;被尊称为“工业母机”;
什么是数控系统?运用数字指令操控机器动作的系统,常用受控目标包含位移、视点、速度、力等模拟量和电流、功率、扭矩等数字量;也就是说,用数控系统操控加工的机床,就是数控机床。数控机床应该算是工业自动化最底子的制作单元了。
什么是数控工业?一般泛指数控机床工业。但自己以为,除数控机床外,数控工业还应包含数控系统、伺服驱动器、电机、传感器、履行部件、CNC加工中心机床本体和机床制作工艺、机床加工工艺等内容,涵盖了机械、电子、操控、自动化、软件、资料、工艺等学科。数控工业是一个集资金密集型、劳动力密集型、常识密集型等于一体的工业,假如把数控机床比作一个人的话,数控系统是人的大脑,伺服驱动器是人的肌肉,电机是人的关节,传感器是人的眼睛,履行部件(反转作业台或摆角铣头)是人的四肢,机床本体(床身/裸机)是人的骨架。浅显地讲,数控机床的呈现就是代替了人的手工操作,使得出产制作更标准、更专业、一致性好,不依靠于人力。但其为工艺效劳的实质是不变的。
什么是小型加工中心机床制作工艺?小型加工中心机床制作工艺是指机床的出产制作进程,小型加工中心机床加工工艺是指小型加工中心机床加工零部件的运用进程,其中有一些要害概念,常见包含:
1) 五轴联动:精确地说是五坐标联动。中心是刀尖点旋转编程(RTCP),意思是刀尖点可以抵达空间中恣意方位,效果是可完结空间恣意曲面的加工,例如船用推动器的螺旋桨,轿车增压器叶轮、飞机发动机全体叶盘、汽轮机和燃机用叶片等要害工业零件。换句话说,就是杂乱的自在曲面,没有这个功用就不能由图纸变成什物。
2) 复合加工:多种工艺手法在工件一次装卡下完结,例如车铣复合、车削复合、铣削复合、磨削复合、增材制作(3D打印)与金切制作复合(加减一体化制作)等,是最大极限地进步工艺才干、确保加工精度的制作办法;尤其是加减一体化制作,对未来的影响极其重要,例如飞机异形结构件、鱼雷推动器等。
许多军事工业技能的源头都有数控工业技能的身影,例如:航母用的电磁弹射技能,其技能原型就是数控工业的直线电机技能;我国的直线电机技能,现在现已底子老练了。
所以咱们新建的航母选用电磁弹射,彻底没有技能妨碍,只存在工程处理方案的问题。美国IPG(阿帕奇)公司出产的1KW小型激光器制止对华出口,因为它的另一个用处是具有杀伤性的激光枪。这种1KW小型激光器的巨细,比咱们常用的激光笔大不了多少。
抗日战役时期,日本对东北三省进行的高精度测绘。其精确度十分之高,因为它选用了一个叫光栅的丈量元件。现在,全球光栅工业商业化最老练的两家公司,一家是德国的海德汉公司,一家是英国的雷尼绍公司。这两家公司简直独占了光栅技能的全球商场。而当下我国的数控工业只能收购到底子丈量水平的光栅,高精度的光栅是对华禁售的。
(二)数控工业现状和趋势
数控工业现在以美国、德国、日本、瑞士等国家为技能领先者。
美国在电子信息方面占有独占位置,全球的芯片和实时操控软件简直都来自于美国。一同,美国制作业的开展得益于军事工业,尤其是航空航天工业开展的拉动。德国的制作业由许多把握技能窍门的中小企业支撑,由西门子等大型企业牵引,机械、电子、资料、工艺等各方面技能都开展十分均衡。也得益于战役经济的驱动。日本的制作业是在仿照立异(学习英国、德国、美国等)的根底上,由战役驱动的典型,尤其是其二战后,在美国的协助下,技能经济得以快速开展。
假如说德国是精细和质量的代名词,那么瑞士的代名词就是极致。在数控工业,同品种、同标准的系列产品中,瑞士产品的价格底子是德国产品价格的2~3倍左右。其它挨近榜首阵营的还有英国、法国、意大利、奥地利、瑞典和部分前独联体国家等。
从商场上看,我国是全球机床产量最大的、收购额最高的国家,但销售额却不是前列。因为在高级机床范畴,我国尚不能完结自给自足。所以我国首要是从上述国家进口机床,尤其是美日德。
我于2015年曾去观赏沈阳某飞机制作企业,看到195X年的设备还在运用,这令我惊诧不已。从外表上看,这是咱们军工厂对设备保养才干的体现,而从工艺上看,这么落后的设备还在运用,足见咱们技能才干的落后。
一般咱们都会以为,用几百万件衬衫换一架波音飞机是很丢人的作业,可是更为可悲是方才提到的对华禁售。在数控工业,即使咱们情愿出更多的钱,但一些高精细的数控机床仍然不会卖给我国。
尽管如此,但我国仍有95%以上的高级机床来自于进口。其他5%为自主出产,但其数控系统等要害部件仍然有95%来自于进口。再其他的部分要害中心部件是100%国产的,并且首要由大连光洋科技集团的子公司——科德数控股份有限公司出产。从技能水平的视点来看,这个企业具有国内职业仅有的高级数控机床操控集成技能国家工程实验室,是国内数控技能的领军企业。
未来,数控工业的趋势,是要向 “更好地效劳于用户工艺”开展。它包含但不限于更高精度、更快速度、更高功率,要向柔性制作、绿色制作、增材制作和网络化、信息化、出产化等方面开展。但万变不离其宗,用户工艺才是数控工业的魂灵地点。
(三)数控工业与根底工业的联系
这儿,咱们要点谈一点它的根底性效果。首要是数控机床的技能悖论:鸡生蛋?蛋生鸡?它遭到工艺精度的限制。具体地说,机械或许电子设备零部件的出产需求机床加工。那么,进步了机床的制作精度,也就进步了零部件的精度,进而也就进步了机械或许电子设备的水平缓精度。可是,高精度的机床也只能加工出不超越自身精度水平的零件。那么,机床产品自身的部件精力怎样进步呢?如此,问题就来了:怎样可以得到更高精度等级的机床呢?这就构成了所谓的鸡和蛋,谁发生谁的问题了。
第二,数控机床不是普通商品,高级数控机床在“巴统”清单(现称瓦森纳协议)被列为战略物资。典型如“东芝事情”、“考克斯陈述”等等。光洋集团曾从日本大隈株式会社(OKUMA)收购了一台五轴联动卧式车铣复合加工中心,机床现已入集装箱装船了,仍然被日本通产省以触及日本国家战略安全为由拘留。自此,光洋集团的中心技能人员制止以任何公事理由进入日本国境。
第三,根底工业有三基:配备、资料、工艺。根底配备的中心组成部分就是被称为“工业母机”的数控机床,其次还有工业机器人等。其它根底资料还有许多,例如稀土资料、特种资料、有机资料、生物资料等。而根底工艺则是运用根底配备加工根底资料,得到根底零部件和根底配备的进程。可以看出,数控工业简直涵盖了根底工业的大部分内容。因而可以说,数控工业的水平代表了一个国家的工业水平。从这个视点来看,咱们很简略了解这样一些现象:
是谁支撑了美国的陆军、空军、水兵等军事力量?又是谁支撑了英特尔、微软、高通、洛马、波音、GE等等国际级闻名公司?是技能微弱的数操控造业;
德国发起了两次国际大战,并且均以失利告终。但至今德国的经济、技才干量仍然坚硬的原因,是德国坚持以工业经济为开展主线,所以它抗危险、抗冲击、抗“泡沫”的才干均与众不同。例如德国蔡司,是国际光学范畴的肯定领导者;
日本是这个国际上仅有一个把美国打疼了的国家,也是仅有一个跟美国进行过大规划海战的国家。日根源何有这种才干?因为日本右翼的中心财团之一——三菱株式会社具有5个国际500强公司,三菱重工的造船才干是国际领先的;
二战期间,在亚平宁半岛,有一个中立国与法国、德国、意大利都接壤,但却未经战事,这个国家叫瑞士。瑞士不只要美丽的风景,还有精准的手表。但假如瑞士没有强壮的制作业,全民皆兵又怎样?
作为老牌本钱主义国家,现在值得英国和法国自豪的本钱是什么呢?英国有一个罗罗(罗尔斯罗伊斯Rolls-Royce)公司,它的兄弟公司产品是为人们所熟知的劳斯莱斯(Rolls-Royce)轿车;法国也有两个公司,一个是空中客车(Airbus),一个是阿尔斯通(ALSTOM)。它们是大规划工业化的代表,并带给老牌本钱主义国家以继续的工业开展潜力。
还有一例,就是在斯大林格勒保卫战中,斯大林格勒“红十月”拖拉机厂出产的坦克可以直接上前哨投入战役,在那场耗费战中有用地为苏军战备供给补给。在苏联崩溃今后,国际上仍然存在仅有 一个可以以军事力量震撼美国的国家,它叫俄罗斯。
凡此种种,不乏其人。我想阐明的是,尽管咱们我国有卫星、火箭、导弹、飞机、大炮、轿车、舰船······但咱们却没有加工这些战略配备的要害零部件所需的高级数控机床!这不得不说,是极点令人遗憾的。咱们的数控工业,不管是技能水平仍是工业老练度,与兴旺本钱主义国家、工业化国家比较,只能算是初学者。从工业老练度来看,咱们并不比上世纪20年代的日本、一战后的德国、十九世纪末的英美等国强多少(还好咱们有核武器),这与咱们国家一向处于制作业的底端是相匹配的,咱们的工业化水平亟待进步。
(四)数控工业与制作业企业的系统性影响
制作业企业的出产制作饱满才干是由数控工业决议的。不管何种制作业企业,其出产东西或出产资料,都直接或直接的需求数控机床作为母机,参加出产进程。因而,制作业企业的出产极限,首要由数控工业决议。例如,轿车工业,轿车的产能受制于零部件的产能和安装功率,而零部件则简直悉数是由数控机床加工出产的,国内轿车整车厂和零部件厂,但凡精细加工环节,简直都来自于进口机床,所以数控机床的产出功率和质量,决议了轿车的产能和质量。
制作业企业的出产制作工艺系统是由数控工业决议的。因为我国不具有老练的高级数控机床研制才干,因而,制作业企业在拟定出产制作工艺的时分,只能挑选进口机床或许安装了进口数控系统的国产机床来加工工件。因而,用户拟定的制作工艺直承受制于数控系统的功用敞开程度。简言之,咱们的主意再好,还需求进口产品的支撑,主意才干变成实际。
制作业企业的技能改造晋级或许技能产品迭代受制于数控工业。在运用原有数控机床完结技能改造晋级或许技能产品迭代的进程中,数控系统软件功用和敞开程度直接影响其完结;而在数控机床或数控机床中心部件改进晋级的时分,制作业企业为了保证自身的制作才干和制作优势,往往不得不对现有的出产配备进行改造晋级或许新置办。
制作业企业的根底技能工人部队的常识和技能系统受制于数控工业。数控系统的品牌系统和功用系统直接决议了根底技能工人部队的常识系统和操作技能,例如运用日本发那科(FANUC)习气的技工,相同办法就操作不了德国西门子(Siemens)产品。为了下降办理本钱,堆集技工阅历和进行常识系统集成办理,企业悉数数控产品可能悉数选用同一个品牌的数控系统,技能工人只能把握和运用同一品牌系统的功用。这一条是很丧命的。咱们许多的现场技能工人,假如给他换一个品牌的数控系统,他就真的不会干活了,所以,咱们的工业工人都成为了国外技能的“奴隶”。
制作业企业的出产制作安全受制于数控工业。制作业企业的出产制作安全,尤其是信息和数据安全,悉数都是由数控机床决议的,悉数的加工进程、加工数据、产量信息等等,悉数都没有隐秘可言,彻底被数控系统所把握。
古语云:“工欲善其事,必先利其器。”此“器”即为数控机床,尤其是高级数控机床。没有制作高级机床的才干,在悉数后发制作的环节上,咱们都会受制于人。
二、 数控工业联系国家战略、经济、工业安全
(一)国家战略安全:首要反映在军事安全上。高级数控机床以及其要害部件(高级数控系统等)都归于国家战略物资,制止揭穿国际收购。咱们国家军工企业进口的高级数控机床,少则倒手两三次,多则倒手五六次,方才干够买回,并且没有任何售后效劳。一旦迸发战事,咱们的军工厂应该怎样应对?
(二)国家经济安全:咱们国家的制作业尽管类别彻底,可是并不具有独当一面的出产才干,要害部件和要害配备、设备仍然许多依靠进口。经济系统不能独立安稳运转,例如外采的铁矿石、原油、民航大飞机、高级数控机床、特种钢材、高级轴承、减速机等。制止进口等同于经济制裁。
(三)国家工业安全:咱们国家的工业现场,处处都有各种进口的PLC、现场总线、工控系统(ARM结构或X86结构)、数采系统、数控系统等产品。悉数工业数据的记载、收集、传输、存储、剖析等作业,彻底在进口产品研制国家的掌控之下。或许,美国的一条指令,就可以让我国的工业经济瘫痪。
三、数控工业的开展难点
已然存在这么多的问题,存在如此之多的要挟,已然数控工业具有如此之高的战略位置,那么它的开展难点到底在哪里呢?个人以为有如下几点:
一、工业根底性太强,牵扯的使用范畴太宽。效劳用户工艺的多样性和杂乱性,是限制国产数控工业进步产品老练度和适应性,完结工业化开展的重要外在要素之一;
二、数控工业是技能、人力、本钱归纳密集型工业,不是简略的有钱、有人、有技能就能开展的。三一重工从前投入巨资树立三一精机开展数控工业,那一年也恰好是三一重工CEO荣登我国富豪榜首位的那年。开展至今,不光没有开展,并且几近闭幕,前后至少三五百亿人民币打了“水漂”。提到底,是数控工业冗长的人才链、技能链和工业链,以极强的工业关联度,树立起了极高的工业门槛,而国内企业大部分还没与跨入这个门槛。
三、国家在开展数控工业的问题上,仍不得其道。高层在知道上是明晰和精确的,各部委在履行上却外表出短视和低效的一面,各当地在开展上也趋于盲目和急于求成。因而,开展数控工业,看上去轰轰烈烈,到头来,仍然原地踏步。若与国外比较,则是在让步。
四、数控工业所需的人力资源极度匮乏,这才是当时最难解的题。
四、数控工业的人力资源
一、人力资源特征:一、专业杂乱性:论专业常识,有必要是复合型人才,这是前提条件;二、 政治觉悟高:有必要爱国、爱党、爱人民,为了国家和民族利益,可以贡献悉数;三、培育周期长:一名合格的、老练的现场操作技工,培育周期至少需求3~5年;四、培育本钱高:为进步阅历值,需求在各类高级机床上,耗费许多资料和刀具;五、活动率极高:略有技能者,企业工龄往往缺少五年,职业大咖反倒相对安稳;六、成材率极低:真实科班结业能走到总师级其他,在职业里屈指可数。
二、首要的窘境:一、在工程实践上,高端人才严峻匮乏。高端人才简直在其雏形时,便被比如西门子我国研讨院等跨国安排高薪供养起来,直至其工程技能才调消磨殆尽;二、缺少切合工程实践的人才培育系统和机制。没有大专级技校,技能工人的才干层次要求一向没进步上来。咱们国家忽视了工业工人的培育,企业间只能靠拿来主义和挖墙脚;三、咱们我国的技能学校、技工学校在社会上倍受轻视,暂不具有培育优异技能工人的理念和才干;四、我国工业工人的收入缺少情况和社会位置,缺少以支撑下一代人的抱负,人们不屑于培育孩子向这一集体看齐,更谈不上从娃娃抓起;五、缺少兢兢业业、甘于孤寂、厚积薄发的工匠精力。根底技能研讨不行一蹴即至,国内方针环境、学术环境、研讨环境,底子没有容忍度。在数据职业中,对人才的培育往往是“十年磨一剑”的进程,但他们尽头尽力,往往只能做到助理工程师。六、学术界、技能界一片国外的喉舌,奉进口为全能,视国产为无能。教育界对此也没有满足的注重,方才提到的,技能学校缺少社会位置和技能人才培育才干就是证明。此外,学术界的许多研讨是根据国外产品的研讨,没有真实自主研制的效果。七、浮躁的社会风气让大部分企业家和大大都职业从业者丧失了自主立异的期望和动力。
三、怎样包围:一、学习德国的“学徒制”培育工业工人,这是重要的社会根底;二、工业高端人才的培育不能盼望高校和科研院所,还要靠领军企业;抛弃心思依靠;三、教育界客观地点评和引导学生的常识系统构建,与企业一同加强社会实践;四、加强社会精力文明建造,培育大国工匠精力文明;五、对数控工业举国之力,要点打破。
关于德国的学徒制,需求做一点弥补。在德国,大部分规划工业企业,悉数有自己的技工学校,即自己所需的工业技能工人来自于自己的技校培育。这种培育是树立在理论和实践深度交融的根底之上的,也是惯例化的。他们的技能工人在教育阶段,每周就有固定的2-3天是理论学习,其他天数进行实践操作。比及调查查验阶段,则彻底由实践来查验。
例如,德国机床职业的哈默(HERMLE)公司就是一个“奇葩”。这家公司只出产一种机型的产品,叫做五轴立式车铣复合加工中心,归于摇篮转台结构的,是航空航天必用的配备,交货期至少9个月以上,年产量仅500余台。那么,它的技校培育的工业工人,怎样去查核呢?是由学徒自己规划一种无动力小车,用哈默公司自己的机床加工出零部件,自己着手安装。考试场所为一段德国公路,从固定起点推一把这个无动力小车,哪个跑得远,谁就是榜首名。没有到达最小行进间隔的小车,则不予以考试经过。这个考试涵盖了机械规划、机械制作、工艺规划、制作安装等多个环节,调查了学生的机械、电子、资料等各类专业常识。
试问,这种工业工人训练,咱们国家哪里有?这样的工业工人,各位HR,你们有不想要的吗?咱们有许多的家长和孩子底子不屑于做一名工业工人,咱们的教育轻视技工集体,视承受大学教育为荣,以做一名技能工人为耻。值得展望的是,数控工业高级技工的收入,现在在东北商场应该均能到达5-6K以上,在南边沿海区域,底子都能到达10K以上。这种商场现状是国家抓工匠精力的重要经济根底。
我想,下一步,国家应该从改进教育系统下手,这是要害的一点。十九大今后的大部制变革,科技部、教育部的兼并值得等待。
五、从东北经济看我国经济甚至国际经济
我个人从东北经济看我国经济甚至国际经济,从工业化的视点看东北衰败与复兴、我国工业化的危机与警示,所出为一己之见,不当之处,请咱们请指正。
在以上一些知道的根底上,从更深的层次看,数控工业的开展与国家的工业化建造密切相关。也就是说,数控工业的水平缓老练度与国家工业化水平是正相关的,与国家的经济质量是正相关的,但与国家的经济总量是无关的。
那么,作为从前工业化的典范、共和国的长子,为什么东北三省近几年来流浪到了经济添加的倒数三名呢?从工业开展的视点看,其难点在于技能打破,从制作变为“智造”。这是一个比较大的影响要素。在不彻底的商场经济条件下,商场确实会遭到宏观方针的影响,可是,这并不能证明商场是由政府彻底掌控的。
首要,扫除东三省曩昔经济总量的基准问题,尤其是工业部分,它的基数占比是很大的。所以,经济总量添加的乏力,首要是工业经济添加乏力;其次,东北三省的效劳业,大都是环绕工业开展的效劳业。在工业添加乏力的时分,效劳业添加也就失去了动力;第三,工业经济的惯性较强。从长周期经济走势看,在08年经济危机的时分,工业经济是最终遭到涉及的,数控工业更是在10年下半年才开端进入长周期下滑。而东三省在惯性下滑之前,没有对经济结构、经济质量改进作出有用的改进或改进办法。
可以说,东北三省作为我国工业化程度和工业老练度最高的区域,其经济的下滑,揭穿的其实应该是我国工业经济的全体式微,而不是外表反映出来的东北的经济问题。体现掩盖了其实质和中心的问题,使政府成为了后知后觉者。比及真实的问题露出出来之后,方针东西却已彻底失灵。
典型事例有:一、我国的机器人工业进入高速开展阶段不过三五年罢了,但现已进入到了严峻的泡沫阶段,简直都是许多的等级低同质竞赛。工业的高速开展和胀大,并没有处理操控器、减速机、电机受制于国外的情况。全球机器人用的RV减速器,有70%来自于日本的帝人公司,这也是美日德等国家真实可怕的当地。而咱们国家的机器人工业,其实质是机器人使用工业,它拉动的其实仍是美日德等国的经济,而咱们不过是再度沦为全球的低端制作工厂。与此一同,国外的高端机器人工业的开展却如火如荼,国内外距离在不断拉大。在这种情况下,咱们能说,机器人工业的泡沫,是归于东北的,仍是归于华北、西北的,或许是东南沿海区域的呢?我以为,这种工业危机是不老练的工业化构成的,并不能代表当地性经济的添加或许是下滑,更不是所谓的中等收入圈套。
二、我国在水兵和空军投入了许多资源,支撑国防建造。辽宁舰投入运用后,传言要一同新建两艘航母。此外,还有沈飞的舰载机等许多战役配备,直接拉动了国防工业的技能进步和工业晋级。全国的军事工业投入在添加,军工单位和军工配套企业,底子都活的很润泽。所以,近三年来,科德股份产销的五轴机床,大部分被中航工业集团、航天科工集团等军工单位买去。所以说,东北的军事工业并没有遭到东北经济下滑影响,仍旧在高速开展。
并且在咱们国家,大都都是工业集聚,还做不到工业集群,例如咱们的轿车工业园。工业集群需求从工业技能链和工业链上给予充沛的支撑,想要做到工业集群,应该构成一个小的相对独立的生态系统才行,例如需求各种整车厂、各种零部件厂、各种规划单位、各种经销商、金融安排、职业协会安排等等。不只如此,这些企业还要有机地构成工业链互动,具有一致明晰的技能头绪。这样的集群的最大优势在于具有工业掌控力,而工业集聚却没有这种才干,可能只要产量和处理就业问题。
所以我说,扫除东北政治要素的影响之后,东北的经济问题,不是东北自身的问题,而是我国工业经济的问题。
谈到我国工业经济的问题,或许说工业化的问题。个人以为,工业化归于系统科学,包含了丰厚的天然科学和社会科学内容。在现在的本钱主义国家中,完结工业化的国家着实不多,但底子都有着百余年的工业化开展前史。而关于我国这个社会主义国家,工业化进程不过二三十年,工业化之路还仍旧绵长。伦敦雾都、日本水俣病、德国鲁尔区粉尘等损坏环境、粗放型开展的问题,也是我国当下正在阅历着的。
从社会开展的视点看,国外本钱主义走过的路,我国这个社会主义国家也未必有理由跨过曩昔,那可能不符合前史的开展规律。所以,处理工业化的问题,就要从系统层面动身。例如,处理根底技能、根底部件受制于人的问题;处理教育系统缺失和不完善的问题;处理我国工程科学人才系统建造的问题;处理我国社会科学和天然科学开展的社会文明建造问题等等。
工业是国之底子,期望我国可以扎扎实实地开展它,而不要走上工业化大跃进的路途。德国和法国支撑起了欧盟,靠的是工业,不是金融;美国打遍国际靠的是军事工业;日本在最傲慢的时分,遭到了美国的“狙击”,但仍旧继续出资于工业制作业,不吝大幅价值降低日元。反观前史,咱们会发现,它们的开展战略都对了。
所以,关于我国工业化的开展之路,必定要认清实际,捉住首要矛盾,以科学的办法,锲而不舍地向前推动。
我也发自内心地期望咱们数控工业可以再尽力些,可以为我国的工业化开展做更多的尽力。让咱们的工业企业都可以用得上国产的数控配备,不必再看美国的“脸色”,不必再“惧怕”英特尔。可是现在的情况是,假如英特尔想让我国悉数联网的电脑悉数变成“肉鸡”,那可能只需求一秒钟。同理,没有国产机床,芯片的出产就是一个梦。