- 機床再制造產業技術及工程實踐
- 中國機電裝備維修與改造技術協會組織
- 4213字
- 2019-01-04 16:25:00
1.4 機床再制造國內外發展現狀
1.4.1 機床再制造國外發展現狀
國外機床再制造業發展較早,目前已形成較大的產業規模。早在20世紀90年代,美國就系統地建立了3R體系[Reuse(再利用)、Remanufacture(再制造)、Recycle(再循環)];日本也建立了關于環境保護3R體系[Reduce(減量化)、Recycle(再循環)、Reuse(再利用)]。
歐洲通過了有利于再制造工程的相關法律和法規,且正在德國建設歐洲再制造技術中心。在再制造設計方面,主要結合具體產品,針對再制造過程中的重要設計要素(如拆巧性能、零件的材料種類、設計結構與緊固方式等)進行研究;在再制造加工方面,對于機械產品,主要通過換件修理法和尺寸修理法來恢復零部件的尺寸,經檢測合格后進行再利用。
美國機床再制造的專業化以及機床零部件的合理化和標準化已成規模,而且分類極細。再制造公司負責對齒輪加工機床、金屬切削機床提供技術支撐,并有完善的售后及質保。例如,美國羅切斯特理工學院的再制造工程研究的全國再制造和資源恢復中心(National Center for Remanufacturing and Resource Recovery,NC3R),以提高再制造的效率,降低成本為目的,為再制造企業提供先進的再制造技術和工具,并通過設計消減產品對環境產生的負面影響。
美國的Daniluk Corp.公司從1982年開始就從事精密機床改造,主要業務包括機床的改造、翻新、再制造,高壓冷卻系統、導軌修磨,新機床的設計與制造等服務,已經完成了多個機床再制造項目,使經過再制造后的機床能達到新機床標準,并且可提供一整套操作文件,其中包括一整套的電氣圖紙、梯形圖、宏觀程序表、機床參數表和機床操作說明等。
Maintenance Service Corp.公司,可對各種品牌的車床、銑床、鉆床、加工中心等進行再制造,已完成2萬臺以上機床的再制造,并聯合其他3家機床再制造公司,制定了機床再制造標準(NMTRRR標準)。
More Tool Company Inc.公司在生產工具磨床和高精度專用設備方面具有雄厚實力,可以將坐標磨床進行再制造,并開展了機床硬件、控制系統維修與更換、機床的拆解和重裝等業務。
美國羅切斯特理工學院(Rochester Institute of Technology,RIT)成立了一個專門從事再制造工程研究的全國再制造和資源恢復中心(National Center for Remanufacturing and Resource Recovery,NC3R),其主要的工作是為產業界提供先進的再制造技術和工具,提高再制造效率,降低再制造成本,該中心在廢舊產品失效特性分析、剩余壽命評估、再制造質量檢測、面向再制造的可持續性設計、逆向物流等方面展開了大量的研究,并開發了相關支持工具和軟件。
美國現已有300多家專門從事機床再制造的企業,例如,Machine Tool Service公司是最早對數控加工中心進行翻新以及再制造的公司之一;Machine Tool Builders,Inc.公司主要對齒輪加工機床進行再制造;Machine Tool Research,Inc.公司憑借其較強的工程設計能力對各種品牌的機床實施改造與再制造,而且可以使用最新的CNC控制技術來實現機床的數控化升級。其他機床再制造公司有DOC Machine Tool Services,Inc.,Machine Tool Rebuilding,Inc.等。其中,公司美國的這些機床再制造公司可針對多種品牌的機床進行再制造,可提供與新機床同等的售后服務以及質量保證。此外,美國許多機床生產企業也非常重視機床再制造工作,例如,美國辛辛那提機床公司(Cincinnati Machine Ltd.)等機床企業。
德國政府對機床改造及再制造非常重視,聯邦政府和州政府專門撥款支持該領域的研究工作。例如,聯邦教育與研究部(BMBF)從1994~1997年耗資500萬馬克資助了系列項目“面向技術工作的機床數控化改造(FAMO)——開發技術資源與人力資源的新思路”,目的是幫助企業與高校、研究機構等一起在這一方面進行大量的實踐與研究,以期促進德國東部的經濟快速發展。據統計,1998年德國再制造后的二手機床銷售額達到約25億馬克,已成為世界上最大的二手機床市場。德國席士(Schless)公司成立了機床改造服務部,歐洲最大的機床制造企業——德國吉特邁集團股份公司(DMG)也將機床再制造作為其重點發展的業務之一。
日本將機床再制造業稱為機床改裝業。在日本,制造業對老舊機床設備打破傳統的維修觀念,以再制造使之實現現代化。據統計,日本從事機床再制造并具有一定規模的企業至少有20家,如大隈工程公司、岡三機械公司、千代田工機公司、野崎工程公司、濱田工機公司和山本工程公司等。獨具特點的是,日本的這類企業秉承“專精特新”的生產理念,基本上都針對大中型的車床、鏜床和銑床進行數控化再制造,較少涉及小型數控機床再制造。企業人數也相對較少,一般只有幾十名雇員。
此外,意大利、瑞士、西班牙、韓國等國家和中國臺灣地區的機床再制造水平也不容小覷。如瑞士秉承一貫的精密型、高標準,在中小型精密機床的再制造領域獨樹一幟;西班牙、韓國等國家和中國臺灣地區的企業主要在中檔數控機床領域發展迅速。
國外企業在機床主軸產業的基礎研究上處于領先地位,大量新技術、新材料、新工藝被研發用于適應主軸的不同應用場合和領域。同時,這些國外主軸企業也掌握了大部分涉及主軸應用領域的國際專利,制定了相關的國際標準,形成行業壟斷。在設計開發、生產制造、市場開拓上,國外主軸企業立足于市場需求,在提高產品性能和可靠性方面投入大量財力,同時與相關的大學、科研機構、產業協作企業建立了緊密合作的機制,共同研發新產品、新技術;通過工藝的工程化研究確定產業化路徑,通過獲取的豐厚利潤再進行科技投入。
1.4.2 機床再制造國內發展現狀
在政策方面,自2009年以來,國家相關部門出臺了相關法律法規和文件,如《循環經濟促進法》《關于推進再制造產業發展的意見》和《關于深化再制造試點工作的通知》等,均明確指出機床為再制造產品之一。2010年由重慶大學、重慶機床(集團)有限責任公司、中國機電裝備維修與改造技術協會等單位負責起草的國家標準《綠色制造金屬切削機床再制造技術導則》已在2012年通過國家審批,且已實施。該標準規定了金屬切削機床再制造的一般要求以及機械和電氣部分的技術要求。武漢華中自控成立了《再制造重型機床再制造通用技術要求》標準撰寫工作組及專家委員會,目前已報國家標準化部門審批,該標準規定了常見重型機床再制造通用技術要求。重慶機床(集團)有限責任公司制定了《滾齒機再制造》企業標準,并在當地標準化部門備案,該標準規定了滾齒機再制造設計、再制造、檢驗與驗收的要求。其他機床再制造標準也陸續在起草、制定與審批中。
在基礎研究方面,國內學術界做了大量工作,也取得了一定成果。徐濱士、劉世參等通過分析國外再制造工程的效益,總結出促進再制造產業發展的建議,指出再制造工程是循環經濟模式下實現廢舊機電產品資源化的有效手段。劉飛教授、曹華軍教授等長期致力于機床再制造工程的研究,重點研究的領域包括綠色制造關鍵技術,機床再制造測試與評價支持系統,再制造節能提升等。曹敏曼、辛志杰在機床生命周期的基礎上提出了廢舊機床再制造的流程,提出了不同零部件再制造的手段,為廢舊機床再制造提供了理論基礎。李聰波等人基于物元模型實施方案表達方法,提出綠色制造實施方案設計流程,并以實例驗證其可行性和有效性。穆瑞、張家泰在層次分析基礎上,提出階梯質量屋的灰色關聯和模糊優化評選方法,解決了復雜、多層次、信息不完全的評價問題。
在產業化方面,機床制造企業由于品牌、技術、人才、物流等方面的優勢,在機床再制造方面取得了較大成果。例如,重慶機床(集團)有限責任公司將機床再制造作為企業的重大戰略之一,并逐步試點將量大面廣的中小型普通車床、普通機械式滾齒機的小批量再制造打造為企業利潤的新增長點,與重慶大學合作建成“重慶市工業裝備再造工程產學研合作基地”,承擔了一系列國家科技部的機床再制造關鍵技術與應用課題。又如“十一五”國家科技支撐計劃“機床再制造關鍵技術與應用”“十二五”國家科技支撐計劃重點課題“機床再制造成套技術及產業化”等課題,為我國機床再制造的深入開展提供了關鍵技術支撐。目前重慶機床廠主要開展滾齒機的再制造,已初具規模。近年來,已為陜西法士特集團公司、重慶秋田齒輪有限責任公司等企業完成了800多臺廢舊機床的再制造,新增工業總產值6000多萬元,為企業節省新購同類機床費用近1.5億元。
廣州機床廠在成熟產品的工藝流程和檢驗標準的基礎上,逐步形成再制造工藝流程規范與精度檢驗標準,已制定了《簡式數控車床再制造檢驗規范》,正初步試行并在不斷改進,進而起草企業標準。計劃編制《簡式數控車床再制造技術條件》和《簡式數控車床再制造精度》兩項企業標準。
湖南宇環同心數控機床有限公司主要對數控磨削機床展開再制造,并已完成多項機床再制造業務。沈陽機床集團率先開展機床以舊換新、機床回購業務,并對置換后機床開展綠色再制造。濟南二機床也非常重視機床的再制造業務,旗下的機床維改公司規劃出1000m2場地專門從事機床再制造活動,并承諾機床各部門都無條件為機床再制造提供資源,同時也會持續加大對再制造業務的物力、人力和資金的投入。大連機床集團有從事機床維修的機床維修服務部或子公司。國內還有許多第三方機床維修與再制造公司,例如武漢華中自控、北京圣藍拓、北京凱奇、重慶恒特、重慶宏鋼等單位開展了各類機床的改造與再制造業務,并取得了較好的經濟效益。此外,廣州數控和華中數控等數控系統提供商主要為我國制造業企業進行設備的數控化升級與再制造,取得了可觀的經濟及社會效益。
機床再制造作為一種基于退役機床資源循環利用的機床制造新模式,在我國具有廣闊的發展前景,對于實現我國量大面廣的廢舊資源的循環再利用以及退役機床制造加工能力的跨越式提升具有重要意義。機床再制造的發展趨勢主要體現在以下四個方面。
①專業化 一系列機床再制造關鍵技術將研制成功,并形成專門應用于機床再制造的成套技術和裝備,形成一批專業從事機床再制造的企業,有利于保證再制造新機床的質量,推動機床再制造產業的發展。
②綜合化 機床再制造將不僅僅局限于功能恢復和數控化改造,還將滿足綠色制造及信息化要求,再制造機床的環境友好改進技術、信息化綜合提升技術、節能性提升技術等將成為機床再制造的關鍵技術,以實現廢舊機床資源的循環利用及裝備能力的跨越式提升。
③規范化 國外機床再制造企業對各類零部件的再制造工藝流程和質量標準進行了規范,再制造機床完全滿足新機床的檢驗標準。隨著機床再制造相關協會或聯盟的成立、相關標準的實施以及機床再制造企業質量保證體系的建立,必將推動機床再制造朝著規范化、標準化方向發展。
④產業化 我國是世界上最大的機床消費市場,也是世界上機床保有量最大的國家,未來5~10年可能陸續面臨大修提升甚至功能性報廢或技術性淘汰。隨著機床再制造關鍵技術的成熟以及相關標準規范的建立,機床再制造產業化將是機床再制造業發展的必然趨勢。