数控机床的经济分析

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摘要 数控机床就是机床应用计算机技术，按照机床运动相关信息在指定的程序，自动的实施操作的程序。计算机数控机床就一般就是数控机床在相关的计算机的有效监控下，进行有效地工作。它具有比较多的优点，能够在一个机床上完成众多的操作程序与工作，生产效率高，但是他有价格高这一特点，但是其实用性。目前，我国绝大数的机床是普通车床，自动化程度比较低，技术改造也要花费一定的资金，对此，为解决这些问题，同时也为了适应我国中、小品种的零件需求，越来越多的企业开始采用数控机床，应用企业的生产。本文尝试从数控机床理论、特点说起，进而对数控机床进行经济分析。

关键词 数控机床 技术改造 经济分析 发展趋势 提高精度

数控机床被广泛应用于生产实践中，取得了巨大的效果。目前数控机床以开始朝着基于PC的第六展方向，由于PC是一个开放性的成本，可靠性高，软件系统应用广泛，在应用中比较广泛；又朝着高速化和高精度发展，这是社会高速化发展的必然要求；又朝着智能化方向发展，随着计算机技术的发展，数控系统的智能化的程度也在不停地提高，在智能化发展趋势中，许多企业引进自适应控制技术，引入专家系统来指导加工，引入故障诊断专家系统以及智能化数字伺服的驱动装置等。这些发展趋势都是可以预见的，将有助于了解数控技术。

一、数控机床的概论

数控机床是指采用数字形式信息控制机床。详言之，凡是用数字化的代码将零件加工过程中所需的各种操作和步骤以及刀具与工件之间的相对位移量等记录在程序介质上，送入计算机或数控系统，经过译码、运算以及处理，控制机床的刀具与工件的相对运动，加工出所需要的工件的一类机床即为数控机床。

数控机床较好地解决了复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，是一种灵活的、高效能的自动化机床，尤其对于约占机械加工总量80%的单件、小批量零件的加工，更显示出其特有的灵活性。概括起来，采用数控机床有以下几方面的好处：一是提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使产品质量稳定；二是提高生产效率，一般约提高效率3～5倍，使用数控加工中心机床则可提高生产率5～10倍；三是可加工形状复杂的零件；四是减轻了劳动强度，改善了劳动条件；五是有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展。

然而，数控机床毕竟是一种高度自动化的机床，技术复杂，成本较高。在实际采用时，一定要充分考虑其技术经济效果。目前，选用数控机床时主要考虑以下三种因数：即单件、中小批量的生产；形状比较复杂，精度要求高的加工；产品更新频繁，生产周期要求短的加工。凡是符合这三种因素之一的情况，采用数控机床，对于改进产品质量、减轻工人劳动强度、提高经济效益等，都会获得显著的效果

二、数控机床的经济分析

（一）实用性

选购数控机床时，企业要有明确的目的和出发点，首先考虑的是数控机床的实用性。

（1）数控机床规格、精度的实用性。在选择数控机床时，首先应确定数控机床上加工的典型零件。零件的尺寸决定机床的加工范围；零件关键部位的精度决定了所选机床的精度等级。机床精度的评定指标较多，因数控机床类别而异，但共有的关键项目是定位精度、重复定位精度以及综合加工精度。定位精度与传动链各环节的弹性、间隙等因素有关，反映了机械系统中的扭曲、挠度、爬行、共振等诸因素造成的综合误差。这些指标既反映了伺服机构的刚度，也说明了位置反馈测量系统的质量。重复定位精度反映了数控轴在全行程内定位点的稳定性，传动链刚性直接影响重复定位精度。综合加工精度指最后加工出来的工件尺寸与所要求尺寸之间的误差。选购时应避免盲目追求高精度，注意机床精度与工件精度相匹配。

（2）数控系统功能的实用性。数控系统功能可分为基本功能与选用功能， 各知名品牌数控系统的基本功能差别不大。除基本功能以外， 数控系统还为用户提供多种可选功能。通常数控系统具备的基本功能比较便宜， 而特定选择的功能很贵。在可供选择的功能模块中， 性能差别很大，价格也相差数倍，所以要根据加工要求和机床性能的需要来选择。从控制方式、驱动形式、反馈形式、检测、操作方式、接口形式和故障诊断等方面来衡量， 合理地选择适合机床的可选功能，放弃可有可无或不实用的可选功能。比如，自动换刀装置（ATC） 是加工中心的基本特征，ATC装置的投资往往占整机的30%～50%。因此在满足使用要求的前提下尽量选用结构简单和可靠性高的ATC， 以提高机床的可靠性和降低整机的价格。应当注意，单独签订合同购买附件的单价大大高于随同主机一起供货的附件单价，应尽可能在购买主机时一并购置部分易损部件及其他附件。

（二）经济性

经济性是指选用的数控机床在满足加工要求的条件下， 所支付的“钱”最少或较为合理的。经济性往往是和实用性紧密相连的， 机床选得实用、经济， 可避免不必要的浪费， 避免以高代价换来功能过多而又不实用的较复杂的数控机床，避免在操作使用、维护保养等诸多方面带来困难。

数控机床的设计使用寿命一般为7年， 主要以数控方面的使用寿命为准。同时还得考虑市场占有率， 市场占有率高的数控设备说明是旺销产品， 已受到多数用户的青睐和肯定， 一般不会有太多的质量问题。

选购数控机床应考虑投资回报， 能够在短期内收回投资的机床才是好机床。因为数控机床的主要优势是实现工序集中，从而提高生产率和加工精度，所以数控机床既适于单件小批生产，又适于大批量生产。多数中小型企业购买的数控机床用于批量生产，因为批量生产不仅节省编程、对刀等辅助时间，提高机床利用率；而且对操作者的技术要求不高，人工费用也相对较低。所以用于大批量生产的机床投资回报较快。少数产品附加值高，具有一定经济实力的企业，为了生产组织方便而购买用于单件生产的数控机床。机床利用率较低时，不仅要考虑设备的使用费用，比如油、冷却液、电力消耗等，还要计算设备折旧。另外一个不可忽视的因素是设备的贬值，数控机床的升级、更新较快，同配置的一台机床，现在售价40万，三年后可能降至35万，这样算起来贬值和折旧一样不可忽视。所以没有定型产品或产品附加值较低的中小型企业，在购置贵重数控设备之前，一定要充分研究收回投资的周期。有些企业事先确定较稳定的批量加工意向，甚至已经接到订单，选购机床时要求机床厂为其准备工装、编制程序、培训工人，即所谓“交钥匙”工程，这是投资数控机床最理想的情况。

（三）稳定可靠性

数控设备的可靠性是广大数控设备用户必须关心的焦点问题， 因此在选用数控设备时应注意生产厂家的规模和市场占有率， 确认其产品是否达到国家规定的平均无故障时间标准（规定为500h）。目前多数机床厂都采购成熟的数控系统和零部件进行组装。国内应用较多的数控系统有日本FANUC、德国的西门子等。立式加工中心的床身出自昆明和南京的居多，而床身中的直线导轨、主轴又分别来自德国和台湾等地。所以机床的主要零部件的质量一般是可靠的，需要重点考察的是数控机床组装企业的售后服务网络是否健全，服务队伍的素质是否能胜任工作，服务能否及时，是否能履行承诺等。

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