數(shù)控機(jī)床在汽車制造業(yè)的應(yīng)用

現(xiàn)代汽車生產(chǎn)中，新產(chǎn)品的開發(fā)周期在縮短，成本在降低，有資料表明，十年前就需要四年周期的汽車產(chǎn)品；如今，只要兩年就能完成。除汽車制造商采用先進(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)之外，最重要的一點(diǎn)是得益于為汽車制造業(yè)提供生產(chǎn)裝備的設(shè)備供應(yīng)商的努力，特別是，這些設(shè)備供應(yīng)商提供了各種各樣的CNC機(jī)床，使汽車制造商能夠以最快的速度提供市場需要的產(chǎn)品。

CNC機(jī)床的分類和特點(diǎn)

CNC機(jī)床種類很多，從大類上分，有專用CNC機(jī)床，也有普通CNC機(jī)床；從加工品種上分，有加工殼體類的數(shù)控銑床，數(shù)控車床、車削中心、凸輪數(shù)控磨床等；從加工控制要求上分，有單軸數(shù)控砂帶拋光機(jī)、單軸數(shù)控砂帶拋光機(jī)、數(shù)控五連桿切削機(jī)床，數(shù)控滾刀磨削；從控制復(fù)雜程度上分，有簡易數(shù)控、多道數(shù)控；從傳動方式上分，有步進(jìn)電機(jī)、可分為直流伺服電機(jī)、交流同步伺服電機(jī)、交流異步伺服電機(jī)和直線電機(jī)；從主軸驅(qū)動方式上分直流主軸電機(jī)、它具有交流電主軸的交流主軸；從位置反饋的方式上分，有全閉環(huán)反饋、半閉環(huán)反饋、開環(huán)控制等。

良好的數(shù)控機(jī)床靈活性.高調(diào)節(jié)、高加工精度，早在60年代就被汽車制造商所重視，并進(jìn)入了汽車零部件制造領(lǐng)域。但由于成本高，系統(tǒng)的性能和效率并不理想，未能得到廣泛的應(yīng)用。步入二十世紀(jì)九十年代，隨著市場競爭的加劇，多種品種的生產(chǎn)滿足市場的多樣化需求，直至每一位用戶的需求都得到滿足，成為汽車制造商追求的目標(biāo)，數(shù)控機(jī)床作為主要部件的柔性制造單元得到了廣泛應(yīng)用。目前數(shù)控機(jī)床主要有兩大發(fā)展方向：

高速度的CNC機(jī)床，實(shí)現(xiàn)高效率。現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)是主軸轉(zhuǎn)速≤25000rpm，加、減速度≤2.5g、快速移動≤160m/min，要想達(dá)到這一新水平，數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動、機(jī)械傳動、機(jī)械結(jié)構(gòu)、刀具等都要有重大的改進(jìn)。機(jī)器主軸要用電主軸，主要軸承一般用陶瓷軸承，冷卻、潤滑、壽命一般為20,000h。傳動系統(tǒng)一般采用直線電機(jī)和線性導(dǎo)軌(也有靜壓導(dǎo)軌)，90m/min，1g機(jī)床也有雙伺服電機(jī)驅(qū)動，采用大螺距雙滾珠螺桿預(yù)張緊方案。一般的機(jī)架結(jié)構(gòu)都是框箱結(jié)構(gòu)。本刀為高強(qiáng)耐高溫刀具，HSK對刀。

數(shù)控機(jī)床或數(shù)控機(jī)床解決了柔性和高效的矛盾。歐美大多數(shù)汽車生產(chǎn)企業(yè)都是采用由高速加工中心構(gòu)成的敏捷生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可100%靈活混合多品種生產(chǎn)，該島由若干個稱作島式柔性加工單元組成，每臺由一臺類似機(jī)床和機(jī)械臂聯(lián)接在一起，通過帶電子儲存器的隨動托盤與機(jī)床進(jìn)行信息交換。值得一提的是，這些設(shè)備供應(yīng)商不僅掌握設(shè)備制造方面的專業(yè)技術(shù)，而且十分關(guān)注汽車制造工藝的發(fā)展，他們可以向用戶提供交鑰匙工程，并具有自己的系統(tǒng)開發(fā)能力。該機(jī)床可靠性指標(biāo)非常先進(jìn)，單機(jī)起動率達(dá)到98%以上。利用該生產(chǎn)系統(tǒng)，汽車制造廠新產(chǎn)品的工業(yè)化投放周期大大縮短。

改革開放二十多年來，我國汽車零部件制造業(yè)中，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用日益廣泛。但是大部分都是從歐、美、日進(jìn)口的機(jī)床，歐美日機(jī)床的特點(diǎn)是：可靠性好，故障率低；人機(jī)接口設(shè)計(jì)注重人性化；具有主動測量和補(bǔ)償系統(tǒng)；可提供帶自動上料裝置的加工單元；機(jī)床設(shè)計(jì)模塊化。而且國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床廠家雖然不少，但從品種上看，仍為低級通用數(shù)控車床，對于適用于大批量汽車發(fā)動機(jī)、齒輪箱、主機(jī)件的多軸數(shù)控加工中心，品種少，而且大多數(shù)都沒有經(jīng)受大批量生產(chǎn)考驗(yàn)。

要讓國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床盡快大規(guī)模地進(jìn)入汽車制造業(yè)，筆者認(rèn)為國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床制造商應(yīng)該努力提高自己的能力，主要有以下幾點(diǎn)：

要建立自己的汽車零部件制造工藝能力，根據(jù)汽車零部件制造要求開發(fā)產(chǎn)品。逐漸形成系列化、模塊化的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品，以滿足汽車零部件生產(chǎn)的需求。

應(yīng)注重開發(fā)(輸送裝置、托盤等)設(shè)備，作為汽車零部件加工線主機(jī)的數(shù)控機(jī)床制造商，不僅要注重主機(jī)的設(shè)計(jì)制造，更要重視機(jī)械臂、輸送裝置等構(gòu)成現(xiàn)代敏捷柔性部件的各個元素的發(fā)展。由于設(shè)備的可靠性，影響著生產(chǎn)線的啟動速度。但啟動率對汽車大批量生產(chǎn)具有重要意義。

具有完整的輔助設(shè)備配套能力。鑒于交鑰匙工程的需要，曾承包商還注意建立自己的整線承包工程的長期合作伙伴，如專用清潔機(jī)等，因?yàn)椋涮自O(shè)備制造商的能力也影響到整個接線能力。

隨著全生產(chǎn)線自動化設(shè)計(jì)能力的提高，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(jì)的合理性直接影響到生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。就是高新技術(shù)在汽車零部件制造中的應(yīng)用。其核心競爭力在于現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床供應(yīng)商。

設(shè)立有效的用戶反饋機(jī)制，樹立用戶至上的理念，建立快捷的服務(wù)體系，汽車制造就是大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)要及時。快速、高效的服務(wù)增強(qiáng)企業(yè)競爭力；同時有利于改善機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量。

機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)以提高機(jī)床的可靠性為核心，在機(jī)床制造系統(tǒng)中要注重生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制；在機(jī)床制造業(yè)中，確保工藝的一致性十分重要。

抓住開放和國際交流的良好機(jī)會；吸收消化，建立與國際同步的機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)。

加強(qiáng)與CNC系統(tǒng)廠商的交流合作，適時開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)，使之具有開放性，最大程度滿足汽車零部件制造需求。