數(shù)控機床的經(jīng)濟分析

摘要 數(shù)控機床就是機床應用計算機技術(shù)，按照機床運動相關(guān)信息在指定的程序，自動的實施操作的程序。計算機數(shù)控機床就一般就是數(shù)控機床在相關(guān)的計算機的有效監(jiān)控下，進行有效地工作。它具有比較多的優(yōu)點，能夠在一個機床上完成眾多的操作程序與工作，生產(chǎn)效率高，但是他有價格高這一特點，但是其實用性。目前，我國絕大數(shù)的機床是普通車床，自動化程度比較低，技術(shù)改造也要花費一定的資金，對此，為解決這些問題，同時也為了適應我國中、小品種的零件需求，越來越多的企業(yè)開始采用數(shù)控機床，應用企業(yè)的生產(chǎn)。本文嘗試從數(shù)控機床理論、特點說起，進而對數(shù)控機床進行經(jīng)濟分析。

關(guān)鍵詞 數(shù)控機床 技術(shù)改造 經(jīng)濟分析 發(fā)展趨勢 提高精度

數(shù)控機床被廣泛應用于生產(chǎn)實踐中，取得了巨大的效果。目前數(shù)控機床以開始朝著基于PC的第六代發(fā)展方向，由于PC是一個開放性的成本，可靠性高，軟件系統(tǒng)應用廣泛，在應用中比較廣泛；又朝著高速化和高精度發(fā)展，這是社會高速化發(fā)展的必然要求；又朝著智能化方向發(fā)展，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化的程度也在不停地提高，在智能化發(fā)展趨勢中，許多企業(yè)引進自適應控制技術(shù)，引入專家系統(tǒng)來指導加工，引入故障診斷專家系統(tǒng)以及智能化數(shù)字伺服的驅(qū)動裝置等。這些發(fā)展趨勢都是可以預見的，將有助于了解數(shù)控技術(shù)。

一、數(shù)控機床的概論

數(shù)控機床是指采用數(shù)字形式信息控制機床。詳言之，凡是用數(shù)字化的代碼將零件加工過程中所需的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對位移量等記錄在程序介質(zhì)上，送入計算機或數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過譯碼、運算以及處理，控制機床的刀具與工件的相對運動，加工出所需要的工件的一類機床即為數(shù)控機床。

數(shù)控機床較好地解決了復雜、精密、小批、多變的零件加工問題，是一種靈活的、高效能的自動化機床，尤其對于約占機械加工總量80%的單件、小批量零件的加工，更顯示出其特有的靈活性。概括起來，采用數(shù)控機床有以下幾方面的好處：一是提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；二是提高生產(chǎn)效率，一般約提高效率3～5倍，使用數(shù)控加工中心機床則可提高生產(chǎn)率5～10倍；三是可加工形狀復雜的零件；四是減輕了勞動強度，改善了勞動條件；五是有利于生產(chǎn)管理和機械加工綜合自動化的發(fā)展。

然而，數(shù)控機床畢竟是一種高度自動化的機床，技術(shù)復雜，成本較高。在實際采用時，一定要充分考慮其技術(shù)經(jīng)濟效果。目前，選用數(shù)控機床時主要考慮以下三種因數(shù)：即單件、中小批量的生產(chǎn)；形狀比較復雜，精度要求高的加工；產(chǎn)品更新頻繁，生產(chǎn)周期要求短的加工。凡是符合這三種因素之一的情況，采用數(shù)控機床，對于改進產(chǎn)品質(zhì)量、減輕工人勞動強度、提高經(jīng)濟效益等，都會獲得顯著的效果

二、數(shù)控機床的經(jīng)濟分析

（一）實用性

選購數(shù)控機床時，企業(yè)要有明確的目的和出發(fā)點，首先考慮的是數(shù)控機床的實用性。

（1）數(shù)控機床規(guī)格、精度的實用性。在選擇數(shù)控機床時，首先應確定數(shù)控機床上加工的典型零件。零件的尺寸決定機床的加工范圍；零件關(guān)鍵部位的精度決定了所選機床的精度等級。機床精度的評定指標較多，因數(shù)控機床類別而異，但共有的關(guān)鍵項目是定位精度、重復定位精度以及綜合加工精度。定位精度與傳動鏈各環(huán)節(jié)的彈性、間隙等因素有關(guān)，反映了機械系統(tǒng)中的扭曲、撓度、爬行、共振等諸因素造成的綜合誤差。這些指標既反映了伺服機構(gòu)的剛度，也說明了位置反饋測量系統(tǒng)的質(zhì)量。重復定位精度反映了數(shù)控軸在全行程內(nèi)定位點的穩(wěn)定性，傳動鏈剛性直接影響重復定位精度。綜合加工精度指最后加工出來的工件尺寸與所要求尺寸之間的誤差。選購時應避免盲目追求高精度，注意機床精度與工件精度相匹配。

（2）數(shù)控系統(tǒng)功能的實用性。數(shù)控系統(tǒng)功能可分為基本功能與選用功能， 各知名品牌數(shù)控系統(tǒng)的基本功能差別不大。除基本功能以外， 數(shù)控系統(tǒng)還為用戶提供多種可選功能。通常數(shù)控系統(tǒng)具備的基本功能比較便宜， 而特定選擇的功能很貴。在可供選擇的功能模塊中， 性能差別很大，價格也相差數(shù)倍，所以要根據(jù)加工要求和機床性能的需要來選擇。從控制方式、驅(qū)動形式、反饋形式、檢測、操作方式、接口形式和故障診斷等方面來衡量， 合理地選擇適合機床的可選功能，放棄可有可無或不實用的可選功能。比如，自動換刀裝置（ATC） 是加工中心的基本特征，ATC裝置的投資往往占整機的30%～50%。因此在滿足使用要求的前提下盡量選用結(jié)構(gòu)簡單和可靠性高的ATC， 以提高機床的可靠性和降低整機的價格。應當注意，單獨簽訂合同購買附件的單價大大高于隨同主機一起供貨的附件單價，應盡可能在購買主機時一并購置部分易損部件及其他附件。

（二）經(jīng)濟性

經(jīng)濟性是指選用的數(shù)控機床在滿足加工要求的條件下， 所支付的“錢”最少或較為合理的。經(jīng)濟性往往是和實用性緊密相連的， 機床選得實用、經(jīng)濟， 可避免不必要的浪費， 避免以高代價換來功能過多而又不實用的較復雜的數(shù)控機床，避免在操作使用、維護保養(yǎng)等諸多方面帶來困難。

數(shù)控機床的設(shè)計使用壽命一般為7年， 主要以數(shù)控方面的使用壽命為準。同時還得考慮市場占有率， 市場占有率高的數(shù)控設(shè)備說明是旺銷產(chǎn)品， 已受到多數(shù)用戶的青睞和肯定， 一般不會有太多的質(zhì)量問題。

選購數(shù)控機床應考慮投資回報， 能夠在短期內(nèi)收回投資的機床才是好機床。因為數(shù)控機床的主要優(yōu)勢是實現(xiàn)工序集中，從而提高生產(chǎn)率和加工精度，所以數(shù)控機床既適于單件小批生產(chǎn)，又適于大批量生產(chǎn)。多數(shù)中小型企業(yè)購買的數(shù)控機床用于批量生產(chǎn)，因為批量生產(chǎn)不僅節(jié)省編程、對刀等輔助時間，提高機床利用率；而且對操作者的技術(shù)要求不高，人工費用也相對較低。所以用于大批量生產(chǎn)的機床投資回報較快。少數(shù)產(chǎn)品附加值高，具有一定經(jīng)濟實力的企業(yè)，為了生產(chǎn)組織方便而購買用于單件生產(chǎn)的數(shù)控機床。機床利用率較低時，不僅要考慮設(shè)備的使用費用，比如潤滑油、冷卻液、電力消耗等，還要計算設(shè)備折舊。另外一個不可忽視的因素是設(shè)備的貶值，數(shù)控機床的升級、更新較快，同配置的一臺機床，現(xiàn)在售價40萬，三年后可能降至35萬，這樣算起來貶值和折舊一樣不可忽視。所以沒有定型產(chǎn)品或產(chǎn)品附加值較低的中小型企業(yè)，在購置貴重數(shù)控設(shè)備之前，一定要充分研究收回投資的周期。有些企業(yè)事先確定較穩(wěn)定的批量加工意向，甚至已經(jīng)接到訂單，選購機床時要求機床廠為其準備工裝、編制程序、培訓工人，即所謂“交鑰匙”工程，這是投資數(shù)控機床最理想的情況。

（三）穩(wěn)定可靠性

數(shù)控設(shè)備的可靠性是廣大數(shù)控設(shè)備用戶必須關(guān)心的焦點問題， 因此在選用數(shù)控設(shè)備時應注意生產(chǎn)廠家的規(guī)模和市場占有率， 確認其產(chǎn)品是否達到國家規(guī)定的平均無故障時間標準（規(guī)定為500h）。目前多數(shù)機床廠都采購成熟的數(shù)控系統(tǒng)和零部件進行組裝。國內(nèi)應用較多的數(shù)控系統(tǒng)有日本FANUC、德國的西門子等。立式加工中心的床身出自昆明和南京的居多，而床身中的直線導軌、主軸又分別來自德國和臺灣等地。所以機床的主要零部件的質(zhì)量一般是可靠的，需要重點考察的是數(shù)控機床組裝企業(yè)的售后服務網(wǎng)絡(luò)是否健全，服務隊伍的素質(zhì)是否能勝任工作，服務能否及時，是否能履行承諾等。

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