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煮酒论道::业界精英畅谈中国台湾机床的独特优势——中国台湾机床用户使用心得

2013-10-11张超,刘安明,许宜刚

金属加工(冷加工) 2013年3期
关键词:中国台湾机床大陆

编者按:

近年来中国台湾地区机床产业发展迅速,产业始终保持在60%以上的增速,日前,跟一位业内老专家、老用户在探讨机床使用情况时,他说道:“纵观国内外机床的制造水平和管理质量,欧美第一,日本第二,韩国和中国台湾排在第三,第四层次才轮到中国大陆”,可见中国台湾机床在中国大陆用户的心目中占有较高的地位,为了使读者更能详细了解中国台湾机床在选用和使用的过程中的详细情况,我们特别邀请到了中国台湾机床的用户和专家来谈谈他们所认知的中国台湾机床。

邀请嘉宾:

①东风(十堰)发动机部件有限公司产品开发部部长 张 超

②浙江科大机械制造有限公司生产部部长 刘安明

③河北汉光重工有限责任公司精加中心高级技师 许宜刚

④神龙汽车公司襄阳工厂质检分部工程师 汪雪松

⑤大连冷冻机股份有限公司工艺部工程师 高智翔

⑥北方通用动力集团山西柴油机厂机加一厂工程师 程良飞

(排名不分先后)

主持人:索菲娅

话题一:中国台湾机床的基本使用情况

许宜刚:中国台湾机床业功能部件产业起步较早,已经形成成熟的产业化生产规模,制造成本较低,其产品技术水平比德国、日本、意大利等工业发达国家略差,而高于中国大陆企业。其主要市场目标是为中国大陆中档数控机床配套,并已占据50%左右的市场份额。

刘安明:我们接触中国台湾机床设备是在2000年左右,是友嘉生产的数控卧式车床,那时候数控机床必竟是高科技产物,又是中国台湾生产的,十分珍贵,从掌握到使用再至维护保养我们下了许多功夫,同时在生产加工过程中也培养了一些专门使用数控机床设备方面的人员。可以说中国台湾友嘉机床是我们使用数控高尖端机床设备发展中的启蒙老师,从那时起让我们对中国台湾的机床设备有了认识,同时也见证了中国台湾机床的发展过程,看到了中国台湾机床企业给中国大陆带来的变化。

汪雪松:纵观目前国内外设备的制造水平、精度质量、技术服务、交钥匙工程等,总的评价要分四个层次:第一层次以欧美为代表,第二层次以日本为代表,第三层次以韩国、中国台湾为代表,第四层次为中国大陆。各地区生产的零部件的质量和性能参差不齐,一台设备上使用的零部件的好坏,直接决定了该台设备的总体性能和可靠性。

张 超:我公司最早在2001年引进的第一台立式加工中心,是台中精机的VC-105,目前使用的主要是成套的立式加工中心,诸如台中精机、友嘉等。

程良飞:我公司是一台2001年装的大侨MV-60立式加工中心。

高智翔:我公司在引进车铣复合五轴加工中心时,曾对中国台湾程泰机械股份有限公司的产品进行过调研。

话题二:中国台湾机床及零部件的优越性能表现

刘安明:随着生产结构的调整,我们要为徐州某大型机械工程公司生产装载机和起重机上的液压多路阀体。这个工件孔多形位公差要求高,当时加工这个工件的工序:铣床加工成形→钳工划线→车床加工→镗床→钳工等,经历了多道工种多道工序才能完成,显然工效低质量难保证。普通数控机床已无法满足生产的需求和发展,我们决定采购更适合生产需求的机床设备,尤其是想采购立式数控车床加工中心设备。当我们得知协作单位使用了中国台湾的立式数控加工中心机床,我们派人前去参观了解,在生产现场我们仔细询问了使用性能和技术参数及保养维护等多方面的情况,让我们看到的是一台很精良的设备,加工起工件行走自如,这也是我们第一次见到如此先进的机床,大开眼界。后来在一次机床展览会上我们选定了一台型号为VMP-32A友嘉立式数控加工中心机床,这台机床具备车、铣、镗、钳等多种功能,整体上优化了我们以前的加工工序,提高了效率。该机床主轴功率11kW,超过一般机床的总功率,强大的功率给加工带来保证,不会在加工过程中造成吃刀或闷车现象。工作台面积达到950mm×520mm,承重500kg,适合大型和多个工件组合加工,这样宽敞的工作台让我们尽数摆放工件。刀具库容量达到22把,库存容量大换刀方便组合余地大,给换刀带来十分便利的条件。三轴行程都超过500mm,超大范围的行程更加适合工件的加工。主轴转速更是达到8000r/min,保证了加工速度和高精度。仅从这以上几点来看就足以说明VMP-32A的性能十分优良。编程后加工起来如行云流水,比过绣花,让我们见证了中国台湾机床的优良品质和向前的发展势头。这台机床为我们的生产开创了新局面。从这个加工实例来说,很多国内企业生产的机床不应停留在仿制上面,而应该要创新要有赶超意识。

我们也用过友嘉的一些零件,如联轴器,该联轴器中的缓冲材料在过载时不会打齿,不会造成其他零部件的损坏,很好地起到了保护作用,这说明友嘉在选材上很合理。再比如带座轴承,友嘉的轴承座整体稳重,而且轴承转向相当灵活,不会出现卡牢现象,而且底座厚实,不会因螺钉松动造成螺孔破裂。这几种零件的使用要比其他同类型的产品寿命长,这也表现出友嘉对小零部件产品质量的重视。而我们很多国内企业往往重视原装零部件,而忽视配套零件,这就是我们在零部件上与中国台湾存在的差异。

汪雪松:我们主要针对东风设备制造厂DM500型加工中心与DH500型加工中心在配置上的区别进行分析,从使用过程中发现的问题进行对比,分别阐述中国大陆、中国台湾、日本机床零部件的使用状况。

1.DM500型与DH500型加工中心的配置(见附表)

配置对比表

2.刀库

目前神龙公司襄阳工厂卧式加工中心换刀方法主要有两种:①主轴直接从刀库取刀,这种方式主要在COMAU、MAKIO等加工中心上。②通过换刀装置机械手交换主轴和刀库中的刀具,这种方式主要在NTC、东风设备制造厂等加工中心上。

目前各个厂家使用的换刀装置机械手的主体结构均为通过凸轮结构控制换刀装置的旋转、进退和松夹刀具等动作来实现主轴与刀库内部的刀具交换。

(1)东风设备制造厂自制刀库:东风设备制造厂生产的DM500卧式加工中心配置DM40ATC换刀装置。换刀装置运动采用变频器控制三相异步电动机,通过齿轮传动带动凸轮旋转,利用凸轮机构控制ATC机械手的旋转、进退和松夹刀具。位置控制通过传感器检查位置输入信号及延时继电器控制。

在使用过程中经常出现掉刀、换刀过程中发卡,部分机械结构件易损坏等各类故障,约占所有故障的16%。

(2)中国台湾德大刀库:东风设备制造厂生产的DH500卧式加工中心配置德大(H4BTFDH50A01)换刀装置。换刀装置的基本运动原理与东风自制刀库基本一致,但运动采用伺服电动机驱动,通过齿轮传动带动凸轮旋转,利用凸轮机构控制ATC机械手的旋转、进退和松夹刀具。位置控制为伺服电动机的角度控制器(编码器),在外部增加传感器检测实际位置,辅助控制。在使用过程中运行稳定,换刀可靠,极少出现故障。

(3)两者对比 :中国台湾德大刀库的运行控制靠伺服电动机控制,伺服电动机位置控制精度高、制动性能也好,保证了换刀装置平稳传动,定位精确。而东风设备制造厂自制刀库是采用普通电动机,通过传感器控制位置,位置检测不够精确,且普通电动机的无法制动,需要辅助装置停机,冲击较大,造成换刀不可靠,部分机械结构件受冲击频繁损坏。

3.导轨防护罩

(1)上海同乐:其结构为内地防护厂家的通用结构,为铁壳一层层扣加而成,如图1所示。在其交接处增加扣檐,层层相扣,在各层之间传递动作,机构简单,加工方便,制造精度低。

图1 上海同乐导轨防护罩

但此种防护只能满足低速移动的需求,已经不适应目前高速加工中心的需要。在使用过程中经常会被拉脱,变成两截,然后在机床滑台移动防护罩收缩时将整个防护罩挤压变形严重而损坏无法使用。使用寿命不到1年。

防护罩的损坏还会导致铁屑进入丝杠和导轨,导致丝杠导轨的异常损坏,增加了很多额外的使用成本。

(2)中国台湾KEYARROW:其结构在普通结构上增加了下部的同步器结构,如图2所示,每层防护罩之间通过两套同步器保证防护罩每层防护罩两侧的移动速度一至,避免单边受力不均,防护罩扭曲卡住。其寿命较长,至少3年。

图2 中国台湾KEYARROW导轨防护罩

(3)两者对比:中国台湾KEYARROW防护罩优点:①加工精度高,保证每次罩之间的间隙不会太大,导致歪曲卡住;不会因为间隙小而移动阻力大。②材料硬度高,不会轻易变形。③结构更科学,安装同步器保证每层罩的同步移动。

4.伺服转台

目前通用的伺服转台结构均通过伺服电动机驱动,采用一级齿轮+一级涡轮蜗杆减速传动,到位锁紧机构有两种:①液压胀套锁紧,如图3所示,液压胀套锁紧在旋转轴上安装圆光栅尺,该转台为全闭环控制。②三片齿盘啮合锁紧,如图4所示,齿盘锁紧结构由于齿盘精度高,并能起到定位的作用,该转台为半闭环控制。由于蜗轮蜗杆的精度决定了转台的精度,而高精度蜗轮蜗杆的加工技术在内地还不是很成熟,几乎没有生产厂家,因此现在内地使用的高精度的伺服转台多来自中国台湾和日本、欧洲的转台价位较高,只有整台设备采购时才会引进。

图3 中国台湾潭兴转台

图4 日本津田驹转台

(1)中国台湾潭兴:旋转台面与本体之间的端面采用O形圈+耐磨垫密封,防水性能不好,蜗轮蜗杆腔容易进切削液,导致润滑油变质,蜗轮蜗杆提前磨损。且需要每月定期换油,导致润滑油的大量浪费。

(2)日本津田驹:旋转台面与本体之间径向采用专用旋转油封密封,防水性能好。润滑油质得到保证。

(3)两者对比;日本津田驹转台通过径向增加旋转密封圈,密封效果好;且结构设计使得工作台面周围的积液不易进入内部。 中国台湾潭兴转台,通过顶面O形圈+耐磨垫密封,由于零件冲洗切削液流量大,顶面几乎处于切削液浸泡,密封效果不理想,切削液顺着密封圈的沟槽就会慢慢渗入到内腔。

(4)改善工作:由于转台结构受限,无法有大的改动密封结构。考虑到切削液都是从微小的缝隙中慢慢渗入,仿照主轴常用的密封形式,通过加油孔引入一路气源,通过减压阀调压,使润滑腔存在气压0.3MPa,形成一圈气密封,这样切削液就不易进入。通过一段时间的观察,使用效果很好。提高了转台的使用寿命,降低了维护的成本。

高智翔:我们选型程泰机械五轴机床的特点:第一,公司是上市公司,规模较大,在车铣中心的制造方面在中国台湾处于领先地位。在中国大陆和世界其他地区拥有一定数量的客户。与德国WFL公司以及日本的马扎克公司等国际领先的产品相比虽在价格上有一定优势,但整体上还有差距,与中国大陆某龙头企业的产品处于同一水平线上。

第二,其GMS-2600系列高性能5轴车铣复合机具有9轴5联动的功能,其中X、Y、Z、C、B五轴联动,且具有双主轴,可轻易完成车削、铣削、钻孔、攻螺纹、滚齿、斜面加工等多工序加工,可实现一次装夹即可由毛坯到成品的高效率加工;采用FANUC 31i A5控制器,结合自身的高级车铣复合CAM软件和3D即时模拟加工动态防撞系统可完成自由曲面等复杂加工任务。刀库容量24支,最大车削直径φ550mm,最大车削长度1074mm,主轴功率22kW。底座、主轴、刀塔等核心部件采用模块化设计,维护方便且可降低客户采购和维修成本。

第三,笔者认为,中国台湾程泰机械的车铣复合加工中心的优点之一就是采用了30°斜床身结构,增强了切削的刚性和稳定性。美中不足的是B轴摆角仅为±120°,对零件端面部位的加工造成了一定的限制。

程良飞:随着中国台湾企业的蓬勃发展。已在国际上颇具水准。我单位使用的中国台湾机床与德国、日本、美国机床在同一使用条件下也不逊色于它们。表现在性能比较稳定,就如换刀装置从来不会出现调刀、抓不住刀的现象。加工的产品质量也不会因为其性能不稳定出现加工产品超差现象。最能体现的是机床刚性好,在加工余量比较大的情况下也不会觉得整个机床都在颤抖的现象。对加工产品的表面粗超度及整个产品的质量都有了很好的保证。

再有就是机床的故障率比较低,在我单位的中国台湾机床也算的上是“老员工”了,很少出现停机几天修复不好的现象,更不会出现跑冒滴漏现象。最能体现其优点的是其较高的性价比。

张 超:我公司最早在2001年引进的第一台立式加工中心,是台中机的VC-105,个人认为中国台湾机床有以下特点:

(1)品种齐全。刀库选型时可以依据价位自由高低搭配,我们在选择友嘉一款设备时,零件总体高度不超过80mm,因此采用斗立式刀库,尽管换刀速度较慢,但采购剧本降低了5~8万元。

(2)设备受环境因素小。我们是老国企,环境还达不到恒温,中国台湾设备相比其他大品牌的设备受温度、粉尘的影响较低,只需常规保养即可,设备无大隐患。

当时我们主要考虑的还是价格和精度,整个台面宽度接近400mm,最多只能放一套工装夹具,但是设备的稳定性还是有保证的,设备经十余年的使用,基本上无大的故障;随着后期引进的加工中心日益增多,我们考虑更多的是,中国台湾设备的到套周期,机床关键部位是否采用硬轨、快移速度是否可以满足生产节拍、电气开关是否会受切削液的腐蚀等因素;现有我们考虑得更多的是机床台面是否过大,在保证价格没有大的变化,可以一次性放2~3套工装夹具,设备的年度保养和精度检测等后期服务是否可满足,临时故障的维修周期是否可以缩短。

总的来说,前期是考虑性价比,中期是考虑设备配置,后期是考虑服务。

许宜刚:我公司目前使用的是从中国台湾引进的数控金属切削机床,中国台湾机床的性能主要体现在其稳定性能上,定位精度和重复定位精度高,加工精度高,具有较高的产品加工质量,主轴的可靠性高、寿命长、噪声小、振动小、精度高、动力强、刚性大,确保了在强大承载能力下的进给精度。中国台湾机床的数控系统较中国大陆机床的数控系统标配功能多且全,中国台湾机床的故障率相对较低,充分保证了生产质量和生产进度。

中国台湾机床产业机构有三个特点:一是基本不生产低档产品,数控机床也基本不做经济型的;二是不具备大规格、重型产品的生产能力;三是功能部件产业发展快,品种齐全。而近年来的发展趋势表明,中国大陆机床产业的发展速度要快于中国台湾机床产业,但功能部件产业要除外。像上银、银泰等企业,资金比较雄厚,跟日本、德国、美国等企业沟通也比中国大陆畅通,而且他们的规模化生产水平也比中国大陆企业高不少,尤其值得借鉴的是,两地的企业非常重视基础研究,如中国台湾企业在研发方面很舍得投入,十分重视新产品的研究开发,因此中国机床行业的当前任务是加速提升自主创新能力,加快结构调整,迅速转变发展方式,提升行业整体竞争力。

话题三:设备使用中遇到的问题及解决方法

张 超:我们遇到的问题是:

(1)设备总吨位较轻,在进行重载切削,设备明显产生振动,导致加工尺寸不稳定。

(2)刀库数量小,尤其在设置大径刀时,感觉刀库不够用。

(3)电主轴刚性较差,操作工人因操作撞刀,主轴精度会影响很大,需经拆解,更换备件,周期至少为1周。

(4)数控系统、滚珠丝杠等关键部位还是依赖进口,再进行易损件的维修或更换时,周期很长。

(5)中国台湾立式加工中心的刀具配置与销售是分开的,这一点与德马吉等国外知名品牌的打包销售不一样,因此中国台湾的刀具销售在我司乃至周围地区不是太好,因为刀具配置得当,也直接影响加工中心的精度及口碑。

汪雪松:根据实际使用情况,DH500机型在配置上比DM500机型要高,DH500型的设备故障率要比DM500型低30%左右,机床的开动率得到很大的提升。一台设备上配置的零部件的性能即决定了整台设备的使用性能。要想设备性能好,高端零部件的配置是必不可少的。

许宜刚:从1995年至今,我公司已从中国台湾匠泽公司引进数十台立式数控加工中心,从目前使用情况看,后期引进的就没有前期引进的质量高,早期引进的机床,故障率明显比后期引进的机床要低很多,以我公司2011年从中国台湾新引进的立式加工中心为例,在交付过程中,就没有以前交付时顺利,总是出现连厂家技术员也弄不明白的问题,工作台后面卷屑器电动机到目前为止已经更换了三次,另外一台因为达不到加工精度还更换了机床主轴,耽误生产不说,至少也增加了机床厂家维修的费用。

有鉴于此,建议厂家加强随机交付人员的技术培训,让技术人员能够基本了解机床的构造以及简单的操作。当企业产品发展到一定程度时,制造技术已相差无几,也是市场营销战略从产品转向服务的主要原因。售后服务是企业营销中的一部分,没有售后服务的企业营销,在顾客的眼里是没有信用的销售;没有售后服务的商品,是一种最没有保障的商品;而不能提供售后服务的营销人员,是不可交的朋友。所以,做好、做细产品售后服务的企业感动了顾客的心,提升了顾客的满意度,也赢得了市场。另外,如何留住机床的维修人员也是现在中国台湾机床厂商面临的紧迫问题,维修人员像走马灯似的,干一年半载的就跳槽走了,使机床的维修没有连续性,这次故障是这个技术员维修,下次是另一个维修人员维修,导致后来的维修人员根本不知道上次故障的解决方案,又从新摸索,既影响了用户的生产进度,又丢掉了机床厂家的口碑。众所都知,中国台湾的机床制造生产企业90%以上集中在台中市,这里专业配套能力很强,大部分配套件在本地区都能采购到。一个主机厂由几十个甚至更多配套厂提供配套,主机厂紧贴现代制造业技术发展趋势,集中精力于产品关键核心技术的研发、产品的装配调试和可靠性试验等;配套企业则根据产业发展前景和主机厂的技术需求,专攻功能部件的研发试验及精益生产,交给主机厂的是成组的部件成品,主机厂不需要再加工而直接进行装配。一台机床往往有几十个甚至上百个配套厂提供配套,厂家在选择机床零部件时,严把质量关变得尤其的重要,否则将会影响整个机床的加工性能。

话题四:中国台湾机床有哪些值得中国大陆企业学习的地方

刘安明:从目前中国大陆数控机床设备和中国台湾机床相比还是存在一定差距,就像我们一个省比欧洲一个国还要大,为什么这个省经济发展不如欧洲一个国呢,原因很多。拿机床来说,尤其是四轴以上机床存在的差距较为明显,主要表现在配置。应该说中国大陆目前数控机床,高档尖端大型机床是在初级向中高级发展阶段,尽管有部分高尖端机床达到四轴以上具有先进水平,但关键零部件还需要从国外购进,一些大型高尖端机床还需要进口来满足国内经济建设发展的需要。就像我们有银河计算机、天宫一号、航母下海,从整体来看还需努力。中国大陆的机床行业不缺乏尖端科研人员和制造精英,但管理体系上落后,信息不灵、交流闭塞,应该走出去、请进来,在这个过程我们可以学习借鉴中国台湾机床行业的经验为我所用,取人之长补己之短,让学习科研成果尽快转化到生产当中去,大幅度提高国内高档、尖端的机床设备,振兴国内机床产业的发展,使国内机床走向世界。

许宜刚:中国大陆机床行业与中国台湾机床行业都是有很大差距的,主要表现为产品质量和技术水平不高,具有自主知识产权的产品少,而且制造技术及工艺落后,在研发思路,先进的光、机、电整体设计方法上也有差距。但是中国大陆企业也有自身独有的优势:我们具备多年传统机床生产基础,同时在某一制造环节具备一定的技术积累,尤其是机械部分的铸件、锻件技术的技术沉淀,融资渠道广泛,具备一定传统市场份额与资金积累的企业可以先期组建大企业集团,通过收购、控股的方式吸收和消化国外相对先进技术。

因此,我国企业需要抓住良好的发展机遇,加强自主创新,提高技术水平和产业化规模,积极开拓新兴市场,以应对未来的市场竞争。正是因为这种优势,才促使中国大陆机床产品在近年来水平迅速提升,大有赶超中国台湾机床产品的势头。这种差距的缩小,使中国大陆机床产品对中国台湾机床产品产生了不小的冲击,在中档机床产品的竞争中,不能忽视中国台湾机床的实力。眼下中国台湾机床的竞争优势主要表现在:同样规格的产品质量要好些;交货期要相对短些;由于国外的一些封锁政策,采购成本也比中国大陆厂家低些,另外,整个行业人才队伍的素质、企业管理的水平,中国大陆企业还是有相当差距的。

高智翔: 通过近些年来对中国台湾公司生产的机床的一些了解,笔者也总结了一些自己的感受:

中国台湾机床主要集中为中档产品,较之欧洲及日本的设备还有一定差距。但较之中国大陆机床设备,则有一些优势,但这种优势正在逐渐减弱。

与中国大陆设备相比,中国台湾数控设备在研发以及设计思路方面很有特点;在制造生产环节,与日本接近,如中国台湾程泰机械的车铣复合加工中心生产线,技术先进,生产效率高;现场和质量体系管理也很完善。另外,交货期较短,价格较低,售后服务口碑好。

中国台湾机床主要部件都为采购国外产品,本企业完成组装。缺少大型重切削机床产品,如车铣中心,在大规格、重切削方面缺乏。

另外,由于中国大陆企业积累了相当的技术经验,因此对于机床的机械部分(如床身上的铸件和锻件),优势明显。

话题五:您如何看待中国大陆市场对中国台湾机床的需求

汪雪松:从设备的配置极其使用效果来看,中国台湾的工业零部件的精度和性能都能满足目前加工设备发展的需求,可谓物美价廉,但是与国外发达国家的零部件制造水平相比较,还存在一定的差距。近年来这种差距正在逐步缩小,国内设备上使用的很多进口高精部件正在被中国台湾的零部件替代。在公司引进的设备上,来自中国台湾的零部件越来许多。内地机床制造业的整体水平要想有质的飞越,实现各零部件的自给自足,在高精部件方面的专研和投入是必须的,否则,很多核心部件都要受制于人,整个民族制造业的发展就要受到限制。

许宜刚:2012年上半年受欧债危机蔓延、美国经济复苏减缓、中国大陆、印度及巴西等新兴经济市场增长降温影响,中国台湾进出口受到一定比例的冲击。在零组件方面,受到国内外因资金不足添购意愿下滑,连带影响机床零组件需求。出口市场方面,以美国与泰国表现较为突出,中国大陆仍为最大市场。

未来很长的时期内,进行产业的结构调整和技术升级都将是我国国民经济发展的主线之一,各行业的产品结构调整、生产工艺的改进、装备设备的技术改造、自动化和大型化成套设备的开发使用等都需要机械设备工业提供先进、现代化的生产装备,提高国民经济的现代化水平,同时国民经济可持续发展战略也提出了节能型、环保型生产设备的投入使用成为投资的重点,同样需要机械设备行业提供更为安全、进步的生产设备。在国际环境日益严峻的情况下,我国高精尖机床的落后状况严重制约了我国航空、国防事业的发展,国家势必加大投入,未来军工、航空事业的需求将对高精尖机床行业产生长久的拉动力,故而中国台湾机械制造业的水平应该向欧洲、美国、日本等先进国家和地区看齐。随着机械制造业被列入ECPA,关税将大幅降低,中国台湾机床业在中国大陆的市场取得了更有利的竞争优势,而随着中国大陆市场对机床工具的需求量和需求产品等级的同步提升,中国台湾机床未来在中国大陆的发展还大有所为。

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