¿Qué país tiene las máquinas herramienta CNC más avanzadas del mundo?
Se puede ver que las máquinas herramienta CNC nacionales de China, especialmente las máquinas herramienta CNC de alta gama, todavía carecen de competitividad en el mercado. Las razones principales son que la profundidad de investigación y desarrollo de las máquinas herramienta CNC nacionales no es suficiente, el nivel de fabricación aún está atrasado, falta conciencia y capacidad de servicio, la promoción de la producción y aplicación de CNC y el sistema es débil, y los talentos de CNC faltan. Debemos reconocer claramente la situación, comprender plenamente las deficiencias de las máquinas herramienta CNC nacionales, esforzarnos por desarrollar tecnología avanzada, aumentar la innovación tecnológica y los servicios de capacitación y acortar la brecha con los países desarrollados.
Estados Unidos, Alemania y Japón son los países con la tecnología más avanzada y una rica experiencia en la investigación, diseño, fabricación y uso de máquinas herramienta CNC. Debido a diferentes condiciones sociales e históricas y estrategias de desarrollo gubernamental, cada una tiene sus propias características.
El desarrollo de las máquinas herramienta CNC en Estados Unidos
Los sucesivos gobiernos estadounidenses han otorgado gran importancia a la industria de las máquinas herramienta. Debido a sus necesidades militares, el Departamento de Defensa de EE. UU. y otros departamentos continúan proponiendo la dirección del desarrollo y las tareas de investigación científica de las máquinas herramienta y proporcionando fondos suficientes. Al mismo tiempo, reclutan talentos de todo el mundo, prestan especial atención a la "eficiencia" y la "innovación" en el desarrollo y se centran en la investigación científica básica. La tecnología de las máquinas herramienta está en constante innovación, como el desarrollo de la primera máquina herramienta CNC del mundo en 1952, la creación del centro de mecanizado en 1958, el desarrollo del FMS a principios de la década de 1970 y la creación del sistema CNC abierto en 1987. Debido a que Estados Unidos fue el primero en combinar los requisitos de producción de automóviles y rodamientos, desarrolló una gran cantidad de líneas de producción automatizadas para la automatización de la producción en masa. Tiene una base sólida en máquinas herramienta CNC. Diseño de host, fabricación y sistemas CNC, y siempre ha otorgado gran importancia a la investigación científica y la innovación. Por lo tanto, la tecnología de máquinas herramienta CNC de alto rendimiento siempre ha sido líder mundial. Sin embargo, su desventaja es que se centra en la investigación científica básica e ignora la tecnología aplicada. Además, la relajación impulsada por el gobierno en la década de 1980 ralentizó el crecimiento de la producción de máquinas herramienta CNC. En 1982, fueron superadas por Japón, una estrella en ascenso, e importó una gran cantidad de ellas. Desde la década de 1990, el gobierno ha corregido su sesgo pasado, las máquinas herramienta CNC han pasado de ser técnicas a prácticas y la producción se ha recuperado gradualmente.
La industria estadounidense de máquinas herramienta comenzó 50 años después que la británica, pero pronto superó a la británica en tecnología de fabricación y ocupó el primer lugar en el mundo. Ford construyó el primer automóvil en 1896. Para cooperar con la producción en masa de automóviles, Gleason desarrolló un conjunto de equipos y herramientas para el procesamiento y medición de engranajes. Otras empresas también han desarrollado muchas máquinas herramienta automáticas nuevas y eficientes. En 1934 se desarrolló la primera línea automática del mundo para máquinas herramienta combinadas. En 1948, se estableció la primera línea de producción automatizada del mundo con una producción anual de 30 millones de juegos de rodamientos, lo que condujo a un rápido crecimiento en la producción de automóviles, alcanzando 8 millones de unidades en 1950 (los 2,07 millones de unidades de China en 2000). Desde entonces, la industria de máquinas herramienta de EE. UU. se ha desarrollado rápidamente y su avance en tecnología de máquinas herramienta, rendimiento y escala de producción han ocupado durante mucho tiempo el primer lugar en el mundo. Aunque la economía estadounidense decayó a mediados de la década de 1980 y la industria de máquinas herramienta decayó durante un tiempo y fue superada por Japón y Alemania, el gobierno rápidamente tomó medidas para revertir la situación.
Actualmente, la industria de fabricación de máquinas herramienta de EE. UU. sigue liderando el mundo en tecnología de máquinas herramienta y producción industrial, como máquinas herramienta automatizadas eficientes, líneas de producción automatizadas, máquinas herramienta CNC y FMS. Distribuidos principalmente en los estados del medio oeste y noreste, los principales consumidores son la industria de fabricación de automóviles, la industria de la aviación, la industria de la construcción y la industria de fabricación de equipos médicos.
La razón por la que la tecnología de máquinas herramienta estadounidense ha podido mantener la posición de liderazgo mundial durante mucho tiempo es porque el gobierno desempeña un papel vital en la orientación y el fortalecimiento de la I+D y la innovación continua.
Las principales manifestaciones son:
En primer lugar, formular planes y medidas para proporcionar fondos suficientes para los grandes proyectos de investigación científica. Por ejemplo, proporciona una gran cantidad de fondos para la investigación y el desarrollo de máquinas herramienta CNC. Proporcionar 654.380 millones de dólares para la investigación y el desarrollo de sistemas CNC de nueva generación.
En segundo lugar, organizar y orientar la cooperación en investigación científica entre unidades y empresas de investigación científica relevantes. Por ejemplo, la investigación y el desarrollo de una nueva generación de sistemas CNC fueron desarrollados conjuntamente por el Centro Nacional de Ciencias de la Fabricación y la Fuerza Aérea de los EE. UU., las organizaciones gubernamentales General Motors, Boeing Aircraft Company y empresas relevantes de la industria de máquinas herramienta desarrollaron conjuntamente CIM.
En tercer lugar, una vez finalizado el desarrollo de nuevos productos, se organizarán los pedidos y la promoción, mientras se acelera la profundización de la investigación científica. Por ejemplo, después de que el Instituto de Tecnología de Massachusetts desarrolló la primera fresadora CNC en 1952, inmediatamente organizó el departamento militar para ordenar 100 unidades para la producción e realizó mejoras continuas, acelerando así la mejora continua de la tecnología de las máquinas herramienta CNC. Otro ejemplo: después de que la empresa estadounidense GL desarrollara la primera máquina herramienta de mecanismo paralelo VARLA4 del mundo en 1994, rápidamente organizó universidades relevantes para realizar investigaciones y análisis, y la utilizó en empresas para mejorar aún más la tecnología.
Debido a la escasez de trabajadores calificados en los Estados Unidos y los salarios relativamente altos de los trabajadores, los usuarios de máquinas herramienta requieren que los fabricantes de máquinas herramienta tengan un rendimiento más flexible de las máquinas herramienta que se pueda programar repetidamente para reducir la necesidad de trabajadores calificados. . A medida que la competencia en la industria del automóvil se vuelve cada vez más feroz, el ciclo de actualización de los modelos de automóviles es cada vez más corto. La industria automotriz requiere máquinas herramienta con rendimiento flexible, amplia gama de uso y ciclos de depuración cortos para cumplir con los requisitos de producción de lotes pequeños y actualizaciones rápidas. La industria aeroespacial, la industria automotriz y la industria de fabricación de moldes de EE. UU. tienen una demanda creciente de máquinas herramienta de alta velocidad. Por motivos medioambientales, muchos clientes exigen que las máquinas herramienta utilicen menos refrigerante. Todo lo anterior muestra que el progreso científico y tecnológico es el principal factor que influye en el desarrollo de la industria estadounidense de máquinas herramienta.
Por ejemplo, la electrónica, la alta velocidad y la precisión se han convertido en el desarrollo principal de la industria estadounidense de máquinas herramienta: por ejemplo, las empresas estadounidenses integran eficazmente los sistemas de adquisición e inventario de proveedores y clientes a través de servicios B2B en línea; grandes empresas automovilísticas (General Motors, Ford, Daimler/Chrysler) y empresas aeroespaciales (Boeing, Lockheed) utilizan este servicio de red para sincronizar el diseño y desarrollo de sistemas relacionados a escala global, gestión de procesos de fabricación y monitorización remota en la industria de máquinas herramienta; la solución de problemas y el servicio posventa se están volviendo cada vez más populares; los husillos de las fresadoras utilizan moldes de cojinetes hidráulicos y los sin contacto reemplazan los cojinetes de bolas para eliminar las restricciones de aplicación y entrar en la comercialización.
De cara al futuro, la industria estadounidense de fabricación de máquinas herramienta tiene las siguientes tendencias de desarrollo obvias:
Primero, buscar máquinas herramienta con mayor eficiencia de procesamiento. Dado que mejorar la eficiencia de la máquina herramienta equivale a acortar el ciclo de procesamiento de las piezas, existen dos formas de acortar el ciclo de procesamiento. Una forma es aumentar la velocidad de corte, es decir, aumentar la velocidad del husillo. En la actualidad, la velocidad del husillo de los tornos y centros de torneado es superior a 8000 r/min. La velocidad del centro de mecanizado es generalmente de 15 000 ~ 20 000 r/min, incluidas 40 000 r/min y 60 000 r/min. Del mismo modo, la velocidad de avance también se ha mejorado mucho, alcanzando los 20 m/min o incluso los 60 m/min. A medida que aumenta la velocidad de corte, la rigidez estructural y las características dinámicas de la máquina herramienta mejoran significativamente y, en consecuencia, también se mejora el diseño de equilibrio dinámico del husillo de alta velocidad y el sistema de herramientas. Otro enfoque es reducir el tiempo sin procesamiento. Dado que se dedica mucho tiempo inútil al transporte, carga y descarga de piezas de trabajo, instalación y ajuste, cambio de herramientas y aumento y reducción de la velocidad del husillo, la investigación y el desarrollo de máquinas herramienta compuestas se han desarrollado rápidamente recientemente, cuyo núcleo es completar. torneado, fresado, taladrado y taladrado en una máquina herramienta, roscado, escariado, escariado y otros diversos procedimientos operativos. La principal tendencia en el desarrollo de la tecnología del torno son las máquinas herramienta multifuncionales. Las máquinas herramienta compuestas multifuncionales actuales son en realidad centros de mecanizado con funciones de torneado. En el procesamiento de molienda, el enfoque técnico actual está en el desarrollo de sistemas de control de molienda basados en PC. Una máquina rectificadora puede rectificar el círculo interior, el círculo exterior y el eje escalonado, o darle a la máquina herramienta diferentes ciclos para acelerar el progreso de la producción, lo que no sólo puede rectificar rápidamente sino también garantizar la precisión dimensional y la rugosidad de la superficie.
En segundo lugar, buscar máquinas herramienta más seguras, fiables y respetuosas con el medio ambiente. Dado que las máquinas herramienta funcionan a velocidades más altas, también se prioriza la seguridad y la salud del operador. En la actualidad, casi todas las máquinas herramienta de alta gama desarrolladas en Estados Unidos están equipadas con dispositivos de advertencia de seguridad en lugares donde las personas pueden resultar lesionadas.
Los métodos de corte en seco y microlubricación se utilizan ampliamente porque pueden reducir en gran medida la evaporación de los lubricantes y casi toda la máquina herramienta está cerrada. Algunas máquinas herramienta ni siquiera pueden ver las virutas, por lo que incluso si hay exceso de niebla de aceite y humo, es fácil de recolectar. Al mismo tiempo, el entorno y la posición de los operadores de máquinas herramienta durante el trabajo se considerarán muy cómodos. Además, la tecnología de procesamiento limpio y libre de contaminación también ha recibido gran atención.
3. La industria de piezas de máquinas herramienta se desarrolla rápidamente. Los accesorios para máquinas herramienta se están desarrollando rápidamente y tienen una amplia gama de variedades. Los principales productos incluyen juegos de husillos de bolas, rodamientos de precisión, varios platos giratorios, dispositivos de cambio de herramientas, diversos dispositivos neumáticos e hidráulicos, guías lineales y componentes de husillo, etc. El desarrollo de estas industrias accesorias ha promovido fuertemente el desarrollo de bastidores de máquinas herramienta, lo que no solo ayuda a mejorar la velocidad y el rendimiento de las máquinas herramienta, sino que también acorta en gran medida el ciclo de producción del bastidor principal y reduce los costos de producción.
En cuarto lugar, buscar un sistema de control más completo. Procesadores de mayor velocidad y equipos de control más precisos hacen que las funciones y el rendimiento de las máquinas herramienta sean más completos y potentes. Las industrias intensivas en tecnología han entrado en una etapa de rápido desarrollo y la clave para la integración es una estructura abierta. La aplicación de la tecnología PCC comienza a cambiar el modo de trabajo de las máquinas herramienta, empujando al CNC al centro de control en lugar del alcance del controlador de la máquina herramienta. El software de control evoluciona más rápido e incluso se mejora varias veces al año. Los fabricantes de CNC ofrecen una serie de sistemas CNC de arquitectura abierta. En la actualidad, en las plantas de fabricación de maquinaria, los controladores CNC de estructura abierta representan entre el 10 y el 20%. Los programas de piezas se pueden desarrollar fuera de línea y luego transferirse a un sistema de programación en la planta de producción para ejecutarlos en un controlador CNC. El operador puede observar y detectar operaciones de herramientas y procesos de mecanizado, y también puede realizar las correcciones necesarias en el proceso de mecanizado. El controlador 30 vendido por GEFANUC en los Estados Unidos es abierto, realiza una verdadera integración CAM/CNC, tiende a un control inteligente y también se puede conectar a Internet. Se han establecido las bases técnicas para la fabricación virtual y la producción sin papel. Con la ayuda de la tecnología de la información, la aplicación de este tipo de software se desarrollará a un ritmo más rápido.
En quinto lugar, buscar una mayor calidad de apariencia de las máquinas herramienta. Los fabricantes de máquinas herramienta de hoy prestan más atención a la belleza de las formas de las máquinas herramienta y a los tonos suaves y armoniosos, y las máquinas herramienta de alta calidad se están desarrollando hacia la artesanía.
El desarrollo de las máquinas herramienta CNC en Alemania
El gobierno alemán siempre ha concedido gran importancia a la importante posición estratégica de la industria de las máquinas herramienta y ha brindado un fuerte apoyo en muchos aspectos. Aunque la industria de máquinas herramienta de Alemania se desarrolló más tarde que la de Estados Unidos, se desarrolló muy rápidamente porque era buena para aprender tecnologías avanzadas de Estados Unidos y Gran Bretaña, y fortaleció los experimentos científicos y el análisis de la investigación, especialmente la investigación sobre tecnologías avanzadas. En primer lugar, preste atención a la "practicidad" y la "eficacia". Alemania presta especial atención a los experimentos científicos, combinando la teoría con la práctica, y concede igual importancia a la investigación científica básica y a la investigación tecnológica aplicada. En segundo lugar, insistimos en "orientarnos a las personas" y mejorar constantemente la calidad del personal. La empresa trabaja en estrecha colaboración con los departamentos de investigación científica de las universidades para realizar investigaciones en profundidad sobre los productos de los usuarios, las técnicas de procesamiento, la investigación del diseño de las máquinas herramienta y los puntos comunes y características de las máquinas herramienta CNC, y se esfuerza por lograr la excelencia en la calidad. Las máquinas herramienta CNC alemanas tienen buena calidad y rendimiento, son avanzadas y prácticas y se exportan a todo el mundo. Máquinas herramienta CNC de precisión, especialmente grandes, pesadas. Finalmente, Alemania concede gran importancia a las máquinas herramienta y accesorios CNC avanzados y prácticos. La calidad y el rendimiento de sus componentes mecánicos, eléctricos, hidráulicos, de gas, ópticos, de medición, de sistemas CNC y diversos componentes funcionales se encuentran entre los mejores del mundo. Por ejemplo, el sistema CNC de Siemens es mundialmente famoso y se ha convertido en la mejor opción para la mayoría de los usuarios.
De la misma manera, la Asociación Alemana de Máquinas-Herramienta (VDW) ofrece a las empresas alemanas todo el apoyo posible al mercado, desde información y estadísticas de mercado hasta informes sobre diversos productos y especulaciones sobre áreas clave como la industria automotriz. Con la ayuda de la Asociación China de Máquinas-Herramienta, VDW ofrece oportunidades de contacto directo para empresas alemanas interesadas en buscar socios en China. Proporcionar certificación de importación y otra información comercial para diversos tipos de equipos y servicios; organizar personal chino relevante para realizar actividades de capacitación técnica en Alemania según sea necesario; organizar delegaciones comerciales alemanas para participar en las exposiciones de procesamiento de metales a gran escala de China y contactar al gobierno alemán para; Proporcionar apoyo oficial.
El desarrollo de las máquinas herramienta CNC en Japón
El gobierno japonés concede gran importancia al desarrollo de la industria de las máquinas herramienta.
Por un lado, guiamos el desarrollo de la industria mediante la planificación y formulación de leyes y reglamentos (como la Ley de Vibraciones Mecánicas, la Ley de Mecánica y Eléctrica y la Ley de Información Mecánica). Por otro lado, proporcionamos suficientes fondos para I+D. alentar a las instituciones y empresas de investigación científica a desarrollar vigorosamente máquinas herramienta CNC. Aprende de Alemania en términos de dar importancia a los talentos y las piezas de máquinas herramienta, y aprende de los Estados Unidos en términos de gestión de calidad y tecnología de máquinas herramienta CNC. Combina la experiencia de los dos países para formar sus propias características de desarrollo y ponerse al día. por detrás.
Desde que se desarrolló la primera máquina herramienta CNC en 1958, la producción de Japón (7342 unidades) superó a la de Estados Unidos (5688 unidades) en 1978, y durante mucho tiempo ha mantenido la primera producción y volumen de exportación del mundo ( 2001 Produjo 46.604 unidades y exportó 27.400 unidades). Estratégicamente, se exportó una gran cantidad de máquinas herramienta CNC de gama media con gran rendimiento y amplia gama, ocupando la mayor parte de la cuota de mercado mundial. En la década de 1980, la investigación científica se fortaleció aún más para desarrollar máquinas herramienta CNC de alto rendimiento. La empresa japonesa FANUC adopta esta estrategia, bajo la guía y el estímulo del gobierno japonés, desarrolla de manera específica varios sistemas CNC de gama baja, media y alta que necesita el mercado y toma la delantera en tecnología para convertirse en la máquina más grande del mundo. Proveedor de sistemas de herramientas CNC. La empresa cuenta actualmente con 3.674 empleados, más de 600 investigadores científicos y una capacidad de producción mensual de 7.000 unidades. Sus ventas representan el 50% del mercado mundial y el 80% en Japón, lo que ha promovido en gran medida el desarrollo de máquinas herramienta CNC en Japón y el mundo.
Además de FANUC, existen muchas otras empresas de piezas mecánicas. Bajo la dirección del gobierno, estas empresas japonesas conceden gran importancia al desarrollo de tecnologías clave y productos básicos. Esta división del trabajo ha mejorado la eficiencia de la industria japonesa de máquinas herramienta CNC y ha evitado las luchas internas en la industria estadounidense de máquinas herramienta CNC causadas por todos los fabricantes que intentan convertirse en estándares de la industria, preservando así su competitividad externa. Además, el gobierno japonés también alienta a algunos pequeños fabricantes de máquinas herramienta CNC y equipos de automatización con sus propias ventajas técnicas únicas a desarrollar sus propias tecnologías patentadas.
Provincia de Taiwán, China
El desarrollo de las empresas modernas de máquinas herramienta CNC depende cada vez más de la cadena de suministro, lo que ha sido confirmado por la experiencia de desarrollo de la industria de máquinas herramienta en varios países. y regiones de todo el mundo. Por ejemplo, la industria de máquinas herramienta en la provincia china de Taiwán es un buen ejemplo.
La industria de la máquina herramienta en la provincia china de Taiwán es de tipo ensamblaje. A excepción de los husillos y otras piezas de precisión, los fabricantes de máquinas herramienta básicamente no realizan ningún otro mecanizado. La fundición, la chapa, el tratamiento térmico, la pintura y otros procesos se realizan en fábricas cooperativas. Por ejemplo, Youjia Company tiene alrededor de 70 fábricas cooperativas en Taichung.
Se puede ver que la ventaja de desarrollo de la industria de máquinas herramienta de Taiwán radica en la formación de una industria completa de piezas de máquinas herramienta. Estas empresas de fabricación de piezas se concentran a menos de 100 kilómetros de la fábrica de máquinas herramienta y el suministro de piezas es puntual y completo. Más de 90 fabricantes de la industria de máquinas herramienta en la provincia china de Taiwán se concentran en Taichung, y la distancia no es larga, casi uno tras otro. Esto no solo puede lograr un suministro preciso, sino también reducir el inventario e incluso lograr un inventario cero en algunos fabricantes o ciertos enlaces. La industria desarrollada de piezas de máquinas herramienta y la cadena de suministro conveniente y completa son las ventajas y el orgullo de la industria de máquinas herramienta de Taiwán. La conveniencia de obtener piezas es incluso mejor que la de Japón y Alemania.
Además, a medida que se intensifica la competencia en el mercado, las empresas de máquinas herramienta en Taiwán generalmente otorgan gran importancia a la I+D, y su inversión anual en I+D representa más del 4% de su facturación. Una empresa con una buena base y una sólida solidez financiera puede invertir más del 5% de su facturación en I+D cada año.