可見我們的大多數制造行業和企業的生產、加工裝備絕大數是傳統的機床,而且半數以上是役齡在10年以上的舊機床。即使是數控機床,多數是經濟型數控機床,生產裝備和技術陳舊而落后。用這種裝備加工出來的產品普遍存在質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長,從而在、國內市場上缺乏競爭力,直接影響一個企業的產品、市場、效益,影響企業的生存和發展。所以必須大力提高機床的數控化率。
據專家預測,到2000年,我國數控機床消費額可達240.2億元。這些需求一方面通過購置新設備來滿足,另一方面,如果充分利用我國的現有的存量資產,用更新改造后的設備替代和減少購置新設備,可以起到事半功倍的效果。以240.2億元的需求量估計,即使10%的需求通過設備的再生改造來實現,每年也有24億元的市場。
2.進口設備和生產線的數控化改造市場
我國自改革開放以來,很多企業從國外引進技術、設備和生產線進行技術改造。據不*統計,從1979~1988年10年間,全國引進技術改造項目就有18446項,大約165.8億美元。
這些項目中,大部分項目為我國的經濟建設發揮了應有的作用。但是有的引進項目由于種種原因,設備或生產線不能正常運轉,甚至癱瘓,使企業的效益受到影響,嚴重的使企業陷入困境。為了充分利用這些設備和生產線,我們對部分引進10年以上、與機械行業有關的技術改造項目進行了一次調查。我們了解到一些設備、生產線從國外引進以后,有的消化吸收不好,備件不全,維護不當,結果運轉不良;有的引進時只注意引進設備、儀器、生產線,忽視軟件、工藝、管理等,造成項目不完整,設備潛力不能發揮;有的甚至不能啟動運行,沒有發揮應有的作用;有的生產線的產品銷路很好,但是因為設備故障不能達產達標;有的因為能耗高、產品合格率低而造成虧損;有的已引進較長時間,需要進行技術更新。種種原因使有的設備不僅沒有創造財富,反而消耗著財富。
這些不能使用的設備、生產線是個包袱,也是一批很大的存量資產,修好了就是財富。只要找出主要的技術難點,解決“卡脖子”的關鍵技術問題,就可以zui小的投資盤活zui大的存量資產,爭取到zui大的經濟效益和社會效益。這也是一個極大的改造市場。
2數控化改造的內容、技術與原則
1.國外改造業的興起
在美國、日本和德國等發達國家機床工業處于不景氣的今天,它們的機床改造卻是作為新的經濟增長行業,生意盎然,處在黃金時代。由于機床以及技術的不斷進步,機床改造是個“永恒”的課題。我國的機床改造業,也從老的行業進入到以數控技術為主的新的行業。在美國、日本、德國,用數控技術改造機床和生產線具有廣闊的市場,已形成了機床和生產線數控改造的新的行業。在美國,機床改造業稱為機床再生(Remanufacturing)業。從事再生業的公司有:Bertsche工程公司、ayton機床公司、Devlieg-Bullavd(得寶)服務集團、US設備公司等。美國得寶公司已在中國開辦公司。
#在日本,機床改造業稱為機床改裝(Retrofitting)業。從事改裝業的公司有:大隈工程集團、崗三機械公司、千代田工機公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。數控化改造的內容
機床與生產線的數控化改造主要內容有以下幾點:
其一是恢復原功能,對機床、生產線存在的故障部分進行診斷并恢復;其二是NC化,在普通機床上加數顯裝置,或加數控系統,改造成NC機床、CNC機床;其三是翻新,為提高精度、效率和自動化程度,對機械、電氣部分進行翻新,對機械部分重新裝配加工,恢復原精度;對其不滿足生產要求的CNC系統以CNC進行更新;其四是技術更新或技術創新,為提高性能或檔次,或為了使用新工藝、新技術,在原有基礎上進行較大規模的技術更新或技術創新,較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。
考核數控化改造的標準如下:
改造的投入在新機床價格的30%以內,并能取得70%~80%使用效率,認為是成功的;,li>改造投入費的回收期,低于購置新機床投放費的回收期(一般為5~6年)的一半以下(一般為2~3年),改造是有價值的。
也有例外。如某項工程的關鍵設備,如果從外國購置,其供貨時間與價格都無法接受的情況,其改造評價標準應另行考慮。
#數控化改造的利弊
1.減少投資額、交貨期短
同購置新機床相比,一般可以節省60%~80%的費用,改造費用低。特別是大型、特殊機床尤其明顯。一般大型機床改造,只花新機床購置費用的1/3,交貨期短。但有些特殊情況,如高速主軸、刀具自動交換裝置、托盤自動交換裝置的制作與安裝過于費工、費錢,往往改造成本提高2~3倍,與購置新機床相比,只能節省投資50%左右。
2.機械性能穩定可靠,結構受限
所利用的床身、立柱等基礎件都是重而堅固的鑄造構件,而不是那種焊接構件,改造后的機床性能高、質量好,可以作為新設備繼續使用多年。但是受到原來機械結構的限制,不宜做突破性的改造。
3.熟悉了解設備、便于操作維修
購買新設備時,不了解新設備是否能滿足其加工要求。改造則不然,可以地計算出機床的加工能力;另外,由于多年使用,操作者對機床的特性早已了解,在操作使用和維修方面培訓時間短,見效快。改造的機床一安裝好,就可以實現全負荷運轉。
4.可充分利用現有的條件
可以充分利用現有地基,不必像購入新設備時那樣需重新構筑地基。同時工夾具、軟件程序、樣板及外圍設備也能再利用。以加工中心為例,工藝裝備的費用一般要占整個機床售價的10%以上。
5.可以采用的控制技術
可根據技術革新的發展速度,及時地提高生產設備的自動化水平和效率,提高設備質量和檔次,將舊機床改成當今水平的機床。
3數控化改造實例
掛靠在中科院沈陽計算所的數控國家工程研究中心,是數控系統研究開發和工程化的國家工程中心。該中心研制成功我國*臺數控系統藍天一號;解決了我國數控系統從無到有的問題;“八五”期間,該中心承擔并完成了5項數控系統的國家攻關項目、兩項中科院重大項目,前后形成了藍天(LT)數控產品4個系列13種型號。
該中心藍天數控取得了許多國內*:是我國*臺數控系統;取得了我國*個數控軟件版權;裝備了我國*臺五軸聯動加工中心;五軸聯動加工出我國*個葉輪;裝備了我國*臺雙過程曲軸銑床;裝備了我國*臺非球面光學鏡片加工中心;是我國*個批量出口的數控系統。
幾年來,數控中心以藍天系列數控系統為主,采用多種數控技術,成功地改造了機床與生產線近20項;以先進數控技術為機床和生產線的數控化改造做了大量的工作,解決了數控化改造的一些共性問題,取得了顯著的經濟效益和社會效益。
例如使用藍天數控系統,1992年開始,在*天津機車車輛機械廠改造了2臺生產增壓器葉輪的數控機床;1993年、1995年在鞍山無縫鋼管廠分別改造石油管生產線中的2臺數控機床;1994年開始陸續為航空總公司沈陽黎明發動機制造公司改造4臺數控機床和加工中心;1995年開始,為鞍山高壓容器廠改造兩條旋壓器收口機生產線。以上改造的設備,有的已運行7年,至今仍正常運轉,深受用戶好評。另外,使用藍天數控和其它系統,還成功地為一汽集團汽車生產線改造了8臺數控機床。其中典型的改造實例如下。
1.鞍山無縫鋼管廠石油管生產線的數控改造
該車間用數控車床加工石油鉆井用石油鋼管銜接螺紋,其形狀特殊,加工精度和重復精度要求高。該機床的原裝數控系統是美國GE公司的550NC系統。由于年久失修,常出故障,沒有資料和備件,廠里技術力量解決不了問題,機床處于停產狀態。我們采用國家“八五”攻關成果和先進的雙過程四軸聯動共用Z軸技術,替代了較落后的GE550NC系統,恢復了生產,提高了自動化程度。該車間先后改造了2臺車絲機床,改造裝備費投資44萬元,年新增產值為2160萬元,新增利稅162萬元。
2.沈陽黎明發動機制造公司的數控改造
中國航空工業總公司沈陽黎明發動機制造公司使用藍天數控系統,先后為該公司數控中心改造了4臺進口數控機床和加工中心。這些數控機床引進年代較早,原先的數控系統年久失修,功能不夠,故障頻出,不能適應生產要求。由于購置新機床費用太高,而這些數控機床主機仍有使用價值,所以我們以技術成果重點改造了數控系統及其相關的控制部件。結果恢復了生產,提高了產品質量,提高了產值與效益。
改造了70年代由法國進口的TFM160N大型立式車床(價值300萬人民幣)的數控系統,重新配備電氣線路。改造后該機床加工美國某飛機發動機部件,產值達400萬美元,而改造投資僅有16萬元。還改造了英國進口的數控銑床200C(價值100多萬元)和德國進口的數控車床V800(價值100多萬元)。更新改造了國外進口的BMC—10B(5)五坐標加工中心(為二手貨,其價值400多萬元)的控制系統。采用先進的藍天數控系統更新改造,改造后的機床具有90年代先進技術性能:五軸聯動,六軸伺服控制、強力切削、全閉環大行程快速進給、ATC控制;鏈式刀庫容量60把刀,隨機換刀;三位雙托盤任意交換,工作臺面1000mm×1000mm,工作臺翻轉軸(A軸)同步控制;采用對稱齒輪傳動結構,雙伺服系統(A1和A2軸)由數控同步控制,工作臺翻轉力量大;溫度補償,主軸和立柱間溫差補償,確保高精度加工需要;該項改造費為53萬元。