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                          數控機床的發展歷程

                          數控機床的發展歷程

                          數控機床就是在普通機床上發展過來的,給機床裝上數控系統后,機床就成了數控機床。當然,普通機床發展到數控機床不只是加裝系統這么簡單,例如:從銑床發展到加工中心,機床結構發生變化,最主要的是加了刀庫,大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。 我們一般所說的數控設備,主要是指數控車床和加工中心。
                          數控系統由顯示器、控制器伺服、伺服電機、和各種開關、傳感器構成。目前世界最大的三家廠商是:日本發那客、德國西門子、日本三菱;其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內由華中數控、航天數控等。國內的數控系統剛剛開始產業化、水平質量一般。高檔次的系統全都是進口。 華中數控這幾年發展迅速,軟件水平相當不錯,但差就差在電器硬件上,故障率比較高。華中數控也有意向數控機床業進軍,但機床的硬件方面不行,質量精度一般。目前國內一些大廠還沒有采用華中數控的。廣州機床廠的簡易數控系統也不錯。 我們國家機床業最薄弱的環節在數控系統。
                          看機床的水平主要看金屬切削機床,其他機床技術和復雜性不高,就是近幾年很流行的電加工機床,也只是方法的改變,沒什么復雜性和科技含量。我國的數控磨床水平不錯,每年都有大量出口,因為它簡單,基本屬于勞動密集型。金屬加工主要是去除材料,得到想得到的金屬形狀。去除材料,主要靠車和銑,車床發展為數控車床,銑床發展為加工中心。高精度多軸機床,可以讓復雜零件在精度和形狀上一次到位,例如,飛機上的一個復雜零件,以前由很多種工人:車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個月干,其中還有報廢的,最新的復合數控機床幾天甚至幾個小時就全干好了,而且精度比你設計的還高。零件精度高就意味著壽命長,可靠性好。

                          1. 德國的數控發展
                          德國政府一貫重視機床工業的重要戰略地位,在多方面大力扶植。,於1956年研制出第一臺數控機床后,德國特別注重科學試驗,理論與實際相結合,基礎科研與應用技術科研并重。企業與大學科研部門緊密合作,對數控機床的共性和特性問題進行深入的研究,在質量上精益求精。德國的數控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數控機床。德國特別重視數控機床主機及配套件之先進實用,其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統、各種功能部件,在質量、性能上居世界前列。如西門子公司之數控系統,均為世界聞名,競相采用。
                          2. 美國的數控發展
                          美國政府重視機床工業,美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發展方向、科研任務,并且提供充足的經費,且網羅世界人才,特別講究“效率”和“創新”,注重基礎科研。因而在機床技術上不斷創新,如1952年研制出世界第一臺數控機床、1958年創制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創開放式數控系統等。由於美國首先結合汽車、軸承生產需求,充分發展了大量大批生產自動化所需的自動線,而且電子、計算機技術在世界上領先,因此其數控機床的主機設計、制造及數控系統基礎扎實,且一貫重視科研和創新,故其高性能數控機床技術在世界也一直領先。當今美國生產宇航等使用的高性能數控機床,其存在的教訓是,偏重於基礎科研,忽視應用技術,且在上世紀80代政府一度放松了引導,致使數控機床產量增加緩慢,于1982年被后進的日本超過,并大量進口。從90年代起,糾正過去偏向,數控機床技術上轉向實用,產量又逐漸上升。
                          3. 日本的數控發展
                          日本政府對機床工業之發展異常重視,通過規劃、法規(如“機振法”、“機電法”、“機信法”等)引導發展。在重視人才及機床元部件配套上學習德國,在質量管理及數控機床技術上學習美國,甚至青出于藍而勝于藍。自1958年研制出第一臺數控機床后,1978年產量(7,342臺)超過美國(5,688臺),至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46,604臺,出口27,409臺,占59%)。戰略上先仿后創,先生產量大而廣的中檔數控機床,大量出口,占去世界廣大市場。在上世紀80年代開始進一步加強科研,向高性能數控機床發展。日本FANUC公司戰略正確,仿創結合,針對性地發展市場所需各種低中高檔數控系統,在技術上領先,在產量上居世界第一。該公司現有職工3,674人,科研人員超過600人,月產能力7,000套,銷售額在世界市場上占50%,在國內約占70%,對加速日本和世界數控機床的發展起了重大促進作用。

                          我國數控技術的發展起步于二十世紀五十年代,通過“六五”期間引進數控技術,“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”,我國數控技術和數控產業取得了相當大的成績。特別是最近幾年,我國數控產業發展迅速,1998~2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此,進口機床的發展勢頭依然強勁,從2002年開始,中國連續三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國,2004年中國機床主機消費高達94.6億美元,國內數控機床制造企業在中高檔與大型數控機床的研究開發方面與國外的差距更加明顯,70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依賴進口。由此可以看出國產數控機床特別是中高檔數控機床仍然缺乏市場競爭力,究其原因主要在于國產數控機床的研究開發深度不夠、制造水平依然落后、服務意識與能力欠缺、數控,系統生產應用推廣不力及數控人才缺乏等。我們應看清形勢,充分認識國產數控機床的不足,努力發展先進技術,加大技術創新與培訓服務力度,以縮短與發達國家之問的差距。
                          目前我國各種門類的數控機床都能生產,水平參差不齊,有的是世界水平,有的比國外落后10-15年,但如果國家支持,追趕起來也不是什么問題,例如:去年,沈陽機床集團收購了德國西思機床公司,意義很大,如果大力消化技術,可以縮短不少差距。大連機床公司也從德國引進了不少先進技術。上海一家企業購買日本著名的機床制造商池貝。, 近幾年隨著中國制造的崛起,歐洲不少企業倒閉或者被兼并,如馬毫、斯濱納等。日本經濟不景氣,有不少在80年代很出名的機床制造商倒閉,例如:新瀉鐵工所。
                          世界著名機床廠商在我國的投資情況:
                          1、2000年,世界最大的專業機床制造商馬扎克(MAZAK)在寧夏銀川投資建了名為“寧夏小巨人機床公司”的機床公司,生產數控車床、立式加工中心和車銑復合中心。機床質量不錯,目前效益良好,年產600臺,目前正在建2期工程,建成后可以年產1200臺。
                          2、2003年,德國著名的機床制造商德馬吉在上海投資建廠,目前年組裝生產數控車床和立式加工中心120臺左右。
                          3、2002年,日本著名的機床生產商大隈公司和北京第一機床廠合資建廠,年生產能力為1000臺,生產數控車床、立式加工中心、臥式加工中心。
                          4、韓國大宇在山東青島投資建廠,目前生產能力不知。
                          5、臺灣省的著名機床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠,年生產能力800臺。
                          民營企業進入機床行業情況:
                          1、浙江日發公司,2000年投產,生產數控車床、加工中心。年生產能力300臺。
                          2.2004年,浙江寧波著名的鑄塑機廠商海天公司投資生產機床,主要是從日本引進技術,目前剛開始,起點比較高。
                          3.2002年,西安北村投產,名字象日本的,其實老板是中國人,采用日本技術。生產小型儀表數控車床,水平相當不錯。

                          1. 繼續向開放式、基于PC的第六代方向發展
                          基于PC所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點,更多的數控系統生產廠家會走上這條道路。至少采用PC機作為它的前端機,來處理人機界面、編程、聯網通信等問題,由原有的系統承擔數控的任務。PC機所具有的友好的人機界面,將普及到所有的數控系統。遠程通訊,遠程診斷和維修將更加普遍。
                          2. 向高速化和高精度化發展
                          這是適應機床向高速和高精度方向發展的需要。
                          3. 向智能化方向發展
                          隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發展,數控系統的智能化程度將不斷提高。
                          (1)應用自適應控制技術
                          數控系統能檢測過程中一些重要信息,并自動調整系統的有關參數,達到改進系統運行狀態的目的。
                          (2)引入專家系統指導加工
                          將熟練工人和專家的經驗,加工的一般規律和特殊規律存入系統中,以工藝參數數據庫為支撐,建立具有人工智能的專家系統。
                          (3)引入故障診斷專家系統
                          (4)智能化數字伺服驅動裝置
                          可以通過自動識別負載,而自動調整參數,使驅動系統獲得最佳的運行。

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