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的新產(chǎn)品開發(fā)方法、虛擬制造、同步工程等先進開發(fā)技術(shù)之外,最重要的一點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機床的分類和特點
CNC機床種類很多,從大類上分,有專用CNC機床,也有普通CNC機床;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、單軸數(shù)控砂帶拋光機、數(shù)控五連桿切削機床,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,有步進電機、可分為直流伺服電機、交流同步伺服電機、交流異步伺服電機和直線電機;從主軸驅(qū)動方式上分直流主軸電機、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,數(shù)控機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)控機床主要有兩大發(fā)展方向:
高速度的CNC機床,實現(xiàn)高效率?,F(xiàn)行國際標準是主軸轉(zhuǎn)速≤25000rpm,加、減速度≤2.5g、快速移動≤160m/min,要想達到這一新水平,數(shù)控機床的驅(qū)動、機械傳動、機械結(jié)構(gòu)、刀具等都要有重大的改進。機器主軸要用電主軸,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)一般采用直線電機和線性導(dǎo)軌(也有靜壓導(dǎo)軌),90m/min,1g機床也有雙伺服電機驅(qū)動,采用大螺距雙滾珠螺桿預(yù)張緊方案。一般的機架結(jié)構(gòu)都是框箱結(jié)構(gòu)。本刀為高強耐高溫刀具,HSK對刀。
數(shù)控機床或數(shù)控機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,每臺由一臺類似機床和機械臂聯(lián)接在一起,通過帶電子儲存器的隨動托盤與機床進行信息交換。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。該機床可靠性指標非常先進,單機起動率達到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)控機床的應(yīng)用日益廣泛。但是大部分都是從歐、美、日進口的機床,歐美日機床的特點是:可靠性好,故障率低;人機接口設(shè)計注重人性化;具有主動測量和補償系統(tǒng);可提供帶自動上料裝置的加工單元;機床設(shè)計模塊化。而且國內(nèi)的數(shù)控機床廠家雖然不少,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、齒輪箱、主機件的多軸數(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。
要讓國產(chǎn)數(shù)控機床盡快大規(guī)模地進入汽車制造業(yè),筆者認為國內(nèi)的數(shù)控機床制造商應(yīng)該努力提高自己的能力,主要有以下幾點:
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的數(shù)控機床制造商,不僅要注重主機的設(shè)計制造,更要重視機械臂、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,如專用清潔機等,因為,配套設(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)計能力的提高,現(xiàn)代汽車零部件制造已進入敏捷生產(chǎn)時代,自動化信息系統(tǒng)設(shè)計的合理性直接影響到生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運行。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)控機床供應(yīng)商。
設(shè)立有效的用戶反饋機制,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)備的維護和保養(yǎng)要及時。快速、高效的服務(wù)增強企業(yè)競爭力;同時有利于改善機床產(chǎn)品質(zhì)量。
機械可靠性設(shè)計以提高機床的可靠性為核心,在機床制造系統(tǒng)中要注重生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制;在機床制造業(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會;吸收消化,建立與國際同步的機床標準。
加強與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。