作為數(shù)控機(jī)床的“大腦”，數(shù)控系統(tǒng)可謂是決定機(jī)床性能的關(guān)鍵因素。而隨著以數(shù)字化、柔性化以及系統(tǒng)集成技術(shù)為核心的智能裝備的倡導(dǎo)，數(shù)控機(jī)床也越來越受到金屬加工行業(yè)的關(guān)注。數(shù)控機(jī)床深度融合了信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)，不但滿足了行業(yè)的發(fā)展需求，更順應(yīng)了國際“兩化融合”的趨勢(shì)。
中低端集中缺乏高端產(chǎn)品
眾所周知，金屬加工制造離不開各類機(jī)床的應(yīng)用。作為數(shù)控機(jī)床大國，產(chǎn)量大是我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的突出特點(diǎn)。據(jù)了解，目前國家已經(jīng)將金屬切削機(jī)床行業(yè)提高到了戰(zhàn)略性的位置。相比國內(nèi)產(chǎn)品，國外數(shù)控機(jī)床在高速、高效、高精方面特征明顯。同時(shí)在多軸技術(shù)、復(fù)合加工技術(shù)等數(shù)控前沿技術(shù)更加成熟。但是中國在這些方面的發(fā)展起步并不算低，只是后期階段的發(fā)展受到了一定的制約，并且與國外相比，我國對(duì)加工技術(shù)完整性重視程度不足。除此之外，數(shù)控機(jī)床在中國的應(yīng)用還存在人才缺乏等問題。由于行業(yè)擴(kuò)張速度較快，數(shù)控機(jī)床技術(shù)人員培訓(xùn)不足，這也導(dǎo)致了數(shù)控機(jī)床目前在中國的應(yīng)用現(xiàn)狀不佳的現(xiàn)狀。
相比國外，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床更多地偏向于中低端。而在高端產(chǎn)品中，真正取得良好市場(chǎng)應(yīng)用效果的也不多，甚至還有相當(dāng)部分的技術(shù)創(chuàng)新成果長期停留在樣品、展品和試驗(yàn)品的階段，沒有得到充分的市場(chǎng)驗(yàn)證。造成這一現(xiàn)象的主要原因與在高檔機(jī)床我國國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品所占比例較低不無關(guān)系。
提高可靠性發(fā)展智能化
數(shù)控系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的大腦，對(duì)于其品質(zhì)和發(fā)展至關(guān)重要。根據(jù)了解，相對(duì)于國外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展速度，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展并不算緩慢，尤其是經(jīng)過金融危機(jī)的洗禮之后，國內(nèi)機(jī)床制造企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到了進(jìn)一步優(yōu)化，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展也隨之加速。一些優(yōu)秀的國內(nèi)機(jī)床及數(shù)控企業(yè)逐漸嶄露頭角，然而大多數(shù)產(chǎn)品主要集中在中低端領(lǐng)域。目前高端數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng)還是以西門子、發(fā)那科、海德漢等一系列國外企業(yè)為主導(dǎo)。
“基礎(chǔ)層面技術(shù)不足，產(chǎn)品可靠性不足是目前國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)存在的問題。”金福吉說，“我們必須要有自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，自己的主導(dǎo)思想。單純依靠引進(jìn)，永遠(yuǎn)無法超越對(duì)方。”
既然數(shù)控系統(tǒng)受到國外企業(yè)的沖擊非常大，我們的差距在哪里?對(duì)此金福吉表示，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)的使用功能和結(jié)構(gòu)與國外的相比差別并不大，但是在可靠性方面遠(yuǎn)卻不如對(duì)方。質(zhì)量可謂是機(jī)床的生命，高端數(shù)控機(jī)床由于功能齊全，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不可靠因素也隨之增多。據(jù)了解，單從數(shù)控系統(tǒng)來看，國內(nèi)產(chǎn)品的MTBF(平均無故障時(shí)間)已經(jīng)可以達(dá)到1萬小時(shí)以上，最高可達(dá)到2萬小時(shí)。而國外先進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)的MTBF數(shù)控機(jī)床最高可以達(dá)到8萬小時(shí)。“我們的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)在集成后缺乏長時(shí)間的考驗(yàn)，企業(yè)也對(duì)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)也存在著一定的質(zhì)疑。”金福吉解釋說。
除了基礎(chǔ)層面技術(shù)與可靠性以外，智能化趨勢(shì)更是當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)，“智能化是數(shù)控系統(tǒng)由自動(dòng)化向智能化發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是數(shù)控機(jī)床走向未來的主要手段。”金福吉肯定地說。據(jù)了解，在目前這個(gè)發(fā)展階段，信息技術(shù)在自適控制適應(yīng)技術(shù)等都是智能化需要解決的問題。并且隨著控制技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)等發(fā)展，智能化和集成化已成為數(shù)控機(jī)床研究的重要領(lǐng)域。例如采用智能技術(shù)來實(shí)現(xiàn)多信息融合下的重構(gòu)優(yōu)化的智能決策、過程適應(yīng)控制、誤差補(bǔ)償?shù)闹悄芸刂?、?fù)雜曲面加工運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化控制、故障自診斷和智能維護(hù)以及信息集成等功能，將大大提升數(shù)控機(jī)床應(yīng)用范圍和加工精度、提高制造效率。
伺服電機(jī)更需平穩(wěn)節(jié)能
數(shù)控機(jī)床性能除了受最關(guān)鍵的數(shù)控系統(tǒng)影響，作為數(shù)控系統(tǒng)的重要功能部件，伺服系統(tǒng)性能也直接影響著數(shù)控系統(tǒng)性能的發(fā)揮。據(jù)了解，目前交流伺服系統(tǒng)已在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服系統(tǒng)。同時(shí)，伺服系統(tǒng)中的高速總線，具備納米級(jí)精度、超高分辨率的檢測(cè)單元和自適應(yīng)控制的應(yīng)用，成為了伺服技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。“作為數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，伺服系統(tǒng)的發(fā)展前景應(yīng)該是向著高速、高精以及更加平穩(wěn)的方向發(fā)展。”金福吉對(duì)于伺服系統(tǒng)的發(fā)展方向表達(dá)了自己的看法。
與此同時(shí)，電機(jī)作為機(jī)床最為耗電的單元，在節(jié)能減排方面，國家也制定了對(duì)于普通電機(jī)的效率標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)了解，在機(jī)床行業(yè)，一臺(tái)普通機(jī)床的使用效率通常只有30%，而采用高效節(jié)能電機(jī)可以有效地節(jié)約能源，電機(jī)采用可控變頻、軟啟動(dòng)器等驅(qū)動(dòng)方式，能耗效率可以達(dá)到90%以上。
根據(jù)中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)重點(diǎn)企業(yè)的調(diào)研顯示，雖然機(jī)床工具市場(chǎng)普遍疲軟，但中高檔數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的配套產(chǎn)品未出現(xiàn)明顯下滑，非標(biāo)、個(gè)性化產(chǎn)品需求呈現(xiàn)增長趨勢(shì)。采訪中，金福吉也提到，“通用型的數(shù)控機(jī)床更需要個(gè)性化發(fā)展。”例如：方便、快捷的操作界面，典型部位加工程序模塊，專、通夾具自動(dòng)控制，工件零點(diǎn)自動(dòng)確定，誤操作防范措施、防護(hù)門自動(dòng)控制等。在關(guān)注個(gè)性化發(fā)展的同時(shí)，現(xiàn)役數(shù)控機(jī)床維護(hù)和維修、能否穩(wěn)定高效運(yùn)行、改造服務(wù)也是企業(yè)的另一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。
數(shù)控機(jī)床未來的發(fā)展趨勢(shì)離不開高速、高效、高精、復(fù)合、智能與綠色，而自動(dòng)化技術(shù)更將為這一系列的發(fā)展帶來新的能量。作為數(shù)控機(jī)床行業(yè)的老專家，金福吉也提出了自己對(duì)自動(dòng)化企業(yè)未來發(fā)展的自身看法。“首先要?jiǎng)?wù)實(shí)，其次要采用一些成熟的技術(shù)，并在這個(gè)領(lǐng)域強(qiáng)化人才培養(yǎng)。”
