数控机床在汽车制造业的应用

现代汽车生产中，新产品的开发周期在缩短，成本在降低，有资料表明，十年前就需要四年周期的汽车产品；如今，只要两年就能完成。除汽车制造商采用先进的新产品开发方法、虚拟制造、同步工程等先进开发技术之外，最重要的一点是得益于为汽车制造业提供生产装备的设备供应商的努力，特别是，这些设备供应商提供了各种各样的CNC机床，使汽车制造商能够以最快的速度提供市场需要的产品。

CNC机床的分类和特点

CNC机床种类很多，从大类上分，有专用CNC机床，也有普通CNC机床；从加工品种上分，有加工壳体类的数控铣床，数控车床、车削中心、凸轮数控磨床等；从加工控制要求上分，有单轴数控砂带抛光机、单轴数控砂带抛光机、数控五连杆切削机床，数控滚刀磨削；从控制复杂程度上分，有简易数控、多道数控；从传动方式上分，有步进电机、可分为直流伺服电机、交流同步伺服电机、交流异步伺服电机和直线电机；从主轴驱动方式上分直流主轴电机、它具有交流电主轴的交流主轴；从位置反馈的方式上分，有全闭环反馈、半闭环反馈、开环控制等。

良好的数控机床灵活性.高调节、高加工精度，早在60年代就被汽车制造商所重视，并进入了汽车零部件制造领域。但由于成本高，系统的性能和效率并不理想，未能得到广泛的应用。步入二十世纪九十年代，随着市场竞争的加剧，多种品种的生产满足市场的多样化需求，直至每一位用户的需求都得到满足，成为汽车制造商追求的目标，数控机床作为主要部件的柔性制造单元得到了广泛应用。目前数控机床主要有两大发展方向：

高速度的CNC机床，实现高效率。现行国际标准是主轴转速≤25000rpm，加、减速度≤2.5g、快速移动≤160m/min，要想达到这一新水平，数控机床的驱动、机械传动、机械结构、刀具等都要有重大的改进。机器主轴要用电主轴，主要轴承一般用陶瓷轴承，冷却、润滑、寿命一般为20,000h。传动系统一般采用直线电机和线性导轨(也有静压导轨)，90m/min，1g机床也有双伺服电机驱动，采用大螺距双滚珠螺杆预张紧方案。一般的机架结构都是框箱结构。本刀为高强耐高温刀具，HSK对刀。

数控机床或数控机床解决了柔性和高效的矛盾。欧美大多数汽车生产企业都是采用由高速加工中心构成的敏捷生产系统，该系统可100%灵活混合多品种生产，该岛由若干个称作岛式柔性加工单元组成，每台由一台类似机床和机械臂联接在一起，通过带电子储存器的随动托盘与机床进行信息交换。值得一提的是，这些设备供应商不仅掌握设备制造方面的专业技术，而且十分关注汽车制造工艺的发展，他们可以向用户提供交钥匙工程，并具有自己的系统开发能力。该机床可靠性指标非常先进，单机起动率达到98%以上。利用该生产系统，汽车制造厂新产品的工业化投放周期大大缩短。

改革开放二十多年来，我国汽车零部件制造业中，数控机床的应用日益广泛。但是大部分都是从欧、美、日进口的机床，欧美日机床的特点是：可靠性好，故障率低；人机接口设计注重人性化；具有主动测量和补偿系统；可提供带自动上料装置的加工单元；机床设计模块化。而且国内的数控机床厂家虽然不少，但从品种上看，仍为低级通用数控车床，对于适用于大批量汽车发动机、齿轮箱、主机件的多轴数控加工中心，品种少，而且大多数都没有经受大批量生产考验。

要让国产数控机床尽快大规模地进入汽车制造业，笔者认为国内的数控机床制造商应该努力提高自己的能力，主要有以下几点：

要建立自己的汽车零部件制造工艺能力，根据汽车零部件制造要求开发产品。逐渐形成系列化、模块化的数控机床产品，以满足汽车零部件生产的需求。

应注重开发(输送装置、托盘等)设备，作为汽车零部件加工线主机的数控机床制造商，不仅要注重主机的设计制造，更要重视机械臂、输送装置等构成现代敏捷柔性部件的各个元素的发展。由于设备的可靠性，影响着生产线的启动速度。但启动率对汽车大批量生产具有重要意义。

具有完整的辅助设备配套能力。鉴于交钥匙工程的需要，曾承包商还注意建立自己的整线承包工程的长期合作伙伴，如专用清洁机等，因为，配套设备制造商的能力也影响到整个接线能力。

随着全生产线自动化设计能力的提高，现代汽车零部件制造已进入敏捷生产时代，自动化信息系统设计的合理性直接影响到生产系统的正常运行。就是高新技术在汽车零部件制造中的应用。其核心竞争力在于现代数控机床供应商。

设立有效的用户反馈机制，树立用户至上的理念，建立快捷的服务体系，汽车制造就是大批量生产，生产设备的维护和保养要及时。快速、高效的服务增强企业竞争力；同时有利于改善机床产品质量。

机械可靠性设计以提高机床的可靠性为核心，在机床制造系统中要注重生产过程的质量控制；在机床制造业中，确保工艺的一致性十分重要。

抓住开放和国际交流的良好机会；吸收消化，建立与国际同步的机床标准。

加强与CNC系统厂商的交流合作，适时开发具有自主知识产权的数控系统，使之具有开放性，最大程度满足汽车零部件制造需求。