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中國機床的發展歷史

發布時間:2021-02-28 19:45:02

❶ 數控機床的發展史

車床是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鑽頭、擴孔鑽、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。車床主要用於加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件,是機械製造和修配工廠中使用最廣的一類機床。
古代的車床是靠手拉或腳踏,通過繩索使工件旋轉,並手持刀具而進行切削的。1797年,英國機械發明家莫茲利創制了用絲杠傳動刀架的現代車床,並於1800年採用交換齒輪,可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。1817年,另一位英國人羅伯茨採用了四級帶輪和背輪機構來改變主軸轉速。
為了提高機械化自動化程度,1845年,美國的菲奇發明轉塔車床;1848年,美國又出現回輪車床;1873年,美國的斯潘塞製成一台單軸自動車床,不久他又製成三軸自動車床;20世紀初出現了由單獨電機驅動的帶有齒輪變速箱的車床。
第一次世界大戰後,由於軍火、汽車和其他機械工業的需要,各種高效自動車床和專門化車床迅速發展。為了提高小批量工件的生產率,40年代末,帶液壓仿形裝置的車床得到推廣,與此同時,多刀車床也得到發展。50年代中,發展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數控技術於60年代開始用於車床,70年代後得到迅速發展。
車床依用途和功能區分為多種類型。
普通車床的加工對象廣,主軸轉速和進給量的調整范圍大,能加工工件的內外表面、端面和內外螺紋。這種車床主要由工人手工操作,生產效率低,適用於單件、小批生產和修配車間。
轉塔車床和回轉車床具有能裝多把刀具的轉塔刀架或回輪刀架,能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序,適用於成批生產。
自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工,能自動上下料,重復加工一批同樣的工件,適用於大批、大量生產。
多刀半自動車床有單軸、多軸、卧式和立式之分。單軸卧式的布局形式與普通車床相似,但兩組刀架分別裝在主軸的前後或上下,用於加工盤、環和軸類工件,其生產率比普通車床提高3~5倍。
仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸,自動完成工件的加工循環,適用於形狀較復雜的工件的小批和成批生產,生產率比普通車床高10~15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型。
立式車床的主軸垂直於水平面,工件裝夾在水平的回轉工作台上,刀架在橫粱或立柱上移動。適用於加工較大、較重、難於在普通車床上安裝的工件,一般分為單柱和雙柱兩大類。
鏟齒車床在車削的同時,刀架周期地作徑嚮往復運動,用於鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件,由單獨電動機驅動的小砂輪鏟磨齒面。
專門車床是用於加工某類工件的特定表面的車床,如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。
聯合車床主要用於車削加工,但附加一些特殊部件和附件後,還可進行鏜、銑、鑽、插、磨等加工,具有「一機多能」的特點,適用於工程車、船舶或移動修理站上的修配工作。

美國、德國、日本三國數控機床

美、德、日三國是當今世上在數控機床科研、設計、製造和使用上,技術最先進、經驗最多的國家。因其社會條件不同,各有特點。

1. 美國的數控發展史

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 , 並且提供充足的經費,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 年研製出世界第一台數控機床、 1958 年創制出加工中心、 70 年代初研製成 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、製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 代政府一度放鬆了引導,致使數控機床產量增加緩慢,於 1982 年被後進的日本超過,並大量進口。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。

2. 德國的數控發展史

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 年研製出第一台數控機床後,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並重。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,競相採用。

3. 日本的數控發展史

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,甚至青出於藍而勝於藍。自 1958 年研製出第一台數控機床後, 1978 年產量 (7,342 台 ) 超過美國 (5,688 台 ) ,至今產量、出口量一直居世界首位 (2001 年產量 46,604 台,出口 27,409 台,占 59%) 。戰略上先仿後創,先生產量大而廣的中檔數控機床,大量出口,佔去世界廣大市場。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。

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,沒什麼復雜性和科技含量。我國的數控磨床水平不錯,每年都有大量出口,因為它簡單,基本屬於勞動密集型。

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乾好了,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。

由普通發展到數控,一個人頂原來的十個,在精度上,更是沒法說,適應性上,零件變了,換個程序就行。把人的因素也降為最低,以前在工廠,誰要時會車渦輪、蝸桿,沒個10年8年的不行,要是誰掌握了,那牛得很。現在用數控設備,只要你會編程,把參數輸進去就可以了,很簡單,剛畢業的技校學生都會,而且批量的產品質量也有保證。

自美國在50年代末搞出世界一台數控車床後,機床製造業就進入了數控時代,中國在六十年代也搞出了第一代數控機床,但後來中國進入了什麼年代,大家都知道。等80年代我們再去看世界的數控機床水平,差距就是20年了,其實奮起直追還有希望,但國營工廠不思進取,到了90年代,我們再去看世界水平,已有30年的差距了。中國改革開放前走的是蘇聯的路子,什麼叫蘇聯的路子,舉個例子來講:比如,生產一根軸,蘇聯的方式是建一個專用生產線,用多台專用機床,好處是批量很容易上去,但一旦這根軸的參數發生了變化,這條線就報廢了,生產人員也就沒事做了。在1960-1980年代,國營工廠一個產品生產幾十年不變樣。到了1980年代後,當時搞商品經濟,這些廠不能迅速適應市場,經營就困難了,到了90年代就大量破產,大量職工下崗。

現代的生產也有大批量生產,但主要是單件小批量,不管是那種,只要你的設備是數控的,適應起來就快。專業機床的路子已經到頭了,西方走的路和前蘇聯不一樣,當年的「東芝」事件,就是東芝賣給蘇聯了幾台五軸聯動的數控銑床,讓蘇聯在潛艇的推進螺旋槳上的製造,上了一個檔次,讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了,所以美國要懲處東芝公司。由此也可見,前蘇聯的機床製造業也落後了,他們落後,我們就更不用說了。

雖然,美國搞出了世界第一台數控機床,但數控機床的發展,還是要數德國。德國本來在機械方面就是世界第一,數控機床無非就是搞機電一體化,機械方面德國已沒問題,剩下的就是電子系統方面,德國的電子系統工業本來就強大,所以在上世紀六、七十年代,德國就執機床界的牛耳了。

從上世紀70年代起,日本大量從德國引進技術,消化後大量仿造,經過努力,在90年代起,就超越了德國,成為世界第一大數控機床生產國,直到現在還是。他們在機床製造水平上,有一些也走在了世界前面,如在機床復合(一機多種功能)化方面,是世界第一。數控機床的核心就在數控系統方面,目前在系統方面也排世界第一,主要是它的發拿科公司。第一代的系統用步進電機,我們現在也能造,第二代用交流伺服電機。現在的數控系統的核心就是交流伺服電機和系統內的邏輯控制軟體,交流伺服電機我們國家目前還沒有誰能製造,這是一個光學、機械、電子的綜合體。邏輯控制軟體就是控制機床的各軸運動,而這些軸是用伺服電機驅動的,一般的系統能同時控制3軸,高級系統能控制五軸,能控5軸的,五軸以上也沒問題。我們國家也由有5軸系統,但「做秀」的成份多,還沒實用化。我們的工廠用的五軸和五軸以上機床,100%進口。

機床是一個國家製造業水平高低的象徵,其核心就是數控系統。我們目前不要說系統,就是國內造的質量稍微好一點的數控機床,所用的高精度滾珠絲杠,軸承都是進口的,主要是買日本的,我們自產的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內的各大機床廠,數控系統100%外購,各廠家一般都買日本發那科、三菱的系統,佔80%以上,也有德國西門子的系統,但比較少。德國西門子系統為什麼用的少呢?早期,德國系統不太能適合我們的電網,我們的電網穩定性不夠,西門子系統的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了,他們的系統就燒不壞。近來西門子系統改進了不少,價格方面還是略高。德國人很不重視中國,所以他們的系統漢語化最近才有,不像日本,老早就有漢語化版的。

就國產高級數控機床而言,其利潤的主體是被外國人拿走了,中國只是掙了一個辛苦錢。

美國為什麼沒有能成為數控機床製造大國呢?這個和他們當時制定產業政策的人有關,再加上當時美國的勞動力貴,買比製造劃算。機床屬於投資大,見效慢,回報率底的產業,而且需要技術積累。不太附和美國情況。但後來美國發現,機床屬於戰略物資,沒有它,飛機、大炮、坦克、軍艦的製造都有問題,所以他們重新制定政策,扶植了一些機床廠,規定了一些單位只能買國產設備,就是貴也得買,這就為美國保留了一些數控機床行業。美國機床在世界上沒有什麼競爭力。

歐洲的機床,除德國外,瑞士的也很好,要說超高精密機床,瑞士的相當好,但價格也是天價。一般用戶用不起。義大利、英國、法國屬於二流,中國很少買他們的機床。西班牙為了讓中國進口他們的機床,不惜貸款給中國,但買的人也很少——借錢總是要還的。

韓國、台灣的數控機床製造能力比大陸地區略強,不過水平差不多。他們也是在上世紀90年代引進**技術發展的。韓國應該好一點,它有自己製造的、已經商業化了的數控系統,但進口到中國的機床,應我們的要求,也換成了**系統。我們對他們的系統信不過。韓國數控機床主要有兩家:大宇和現代。大宇目前在我國設有合資企業。台灣機床和我們大體一樣,自己造機械部分,系統采購**的。但他們的機床質量差,壽命短,目前在大陸影響很壞。其實他們比我們國產的要好一點。但我們自己的差,我們還能容忍,台灣的機床是用美金買來的,用的不好,那火就大了。台灣最主要的幾家機床廠已打算把工廠遷往大陸,大部分都在上海。這些廠目前在國內的競爭中,也打著「國產」的旗號。

近來隨著中國的經濟發展,也引起了世界一些主要機床廠商的注意,2000年,日本最大的機床製造商「馬扎克」在中國銀川設立了一家數控機床合資廠,據說製造水平相當高,號稱「智能化、網路化」工廠,和世界同步。今年日本另外一家大機床廠大隈公司在北京設立了一家能年產1000台數控機床的控股公司,德國的一家很有名的企業也在上海設立了工廠。

目前,國家制定了一些政策,鼓勵國民使用國產數控機床,各廠家也在努力追趕。國內買機床最多的是軍工企業,一個購買計劃里,80%是進口,國產機床滿足不了需要。今後五年內,這個趨勢不會改變。不過就目前國內的需要來講,我國的數控機床目前能滿足中低檔產品的訂貨。

FANUC公司簡介

FANUC公司創建於1956年,1959年首先推出了電液步進電機,在後來的若干年中逐步發展並完善了以硬體為主的開環數控系統。進入70年代,微電子技術、功率電子技術,尤其是計算技術得到了飛速發展,FANUC公司毅然舍棄了使其發家的電液步進電機數控產品,一方面從GETTES公司引進直流伺服電機製造技術。1976年FANUC公司研製成功數控系統5,隨時後又與SIEMENS公司聯合研製了具有先進水平的數控系統7,從這時起,FANUC公司逐步發展成為世界上最大的專業數控系統生產廠家,產品日新月異,年年翻新。

1979年研製出數控系統6,它是具備一般功能和部分高級功能的中檔CNC系統,6M適合於銑床和加工中心;6T適合於車床。與過去機型比較,使用了大容量磁泡存儲器,專用於大規模集成電路,元件總數減少了30%。它還備有用戶自己製作的特有變數型子程序的用戶宏程序。

1980年在系統6的基礎上同時向抵擋和高檔兩個方向發展,研製了系統3和系統9。系統3是在系統6的基礎上簡化而形成的,體積小,成本低,容易組成機電一體化系統,適用於小型、廉價的機床。系統9是在系統6的基礎上強化而形成的具備有高級性能的可變軟體型CNC系統。通過變換軟體可適應任何不同用途,尤其適合於加工復雜而昂貴的航空部件、要求高度可靠的多軸聯動重型數控機床。

1984年FANUC公司又推出新型系列產品數控10系統、11系統和12系統。該系列產品在硬體方面做了較大改進,凡是能夠集成的都作成大規模集成電路,其中包含了8000個門電路的專用大規模集成電路晶元有3種,其引出腳竟多達179個,另外的專用大規模集成電路晶元有4種,厚膜電路晶元22種;還有32位的高速處理器、4兆比特的磁泡存儲器等,元件數比前期同類產品又減少30%。由於該系列採用了光導纖維技術,使過去在數控裝置與機床以及控制面板之間的幾百根電纜大幅度減少,提高了抗干擾性和可靠性。該系統在DNC方面能夠實現主計算機與機床、工作台、機械手、搬運車等之間的各類數據的雙向傳送。它的PLC裝置使用了獨特的無觸點、無極性輸出和大電流、高電壓輸出電路,能促使強電櫃的半導體化。此外PLC的編程不僅可以使用梯形圖語言,還可以使用PASCAL語言,便於用戶自己開發軟體。數控系統10、11、12還充實了專用宏功能、自動計劃功能、自動刀具補償功能、刀具壽命管理、彩色圖形顯示CRT等。

1985年FANUC公司又推出了數控系統0,它的目標是體積小、價格代,適用於機電一體化的小型機床,因此它與適用於中、大型的系統10、11、12一起組成了這一時期的全新系列產品。在硬體組成以最少的元件數量發揮最高的效能為宗旨,採用了最新型高速高集成度處理器,共有專用大規模集成電路晶元6種,其中4種為低功耗CMOS專用大規模集成電路,專用的厚膜電路3種。三軸控制系統的主控制電路包括輸入、輸出介面、PMC(Programmable Machine Control)和CRT電路等都在一塊大型印製電路板上,與操作面板CRT組成一體。系統0的主要特點有:彩色圖形顯示、會話菜單式編程、專用宏功能、多種語言(漢、德、法)顯示、目錄返回功能等。FANUC公司推出數控系統0以來,得到了各國用戶的高度評價,成為世界范圍內用戶最多的數控系統之一。

1987年FANUC公司又成功研製出數控系統15,被稱之為劃時代的人工智慧型數控系統,它應用了MMC(Man Machine Control)、CNC、PMC的新概念。系統15採用了高速度、高精度、高效率加工的數字伺服單元,數字主軸單元和純電子式絕對位置檢出器,還增加了MAP(Manufacturing Automatic Protocol)、窗口功能等。

FANUC公司是生產數控系統和工業機器人的著名廠家,該公司自60年代生產數控系統以來,已經開發出40多種的系列產品。(資料來源:前瞻產業研究院)

❷ 車床的歷史

你應該這樣告訴他 車床最早的技術商 來源於中國 古代著名木匠 魯班發明的 木工車回床(手動線拉回答旋旋轉機構切削) 所以 車床的歷史 起步於中國 工業革命開始 才有了 後來這些的 產物 機械加工我搞了10幾年了,好早以前研究過,現在忘了.
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❸ 概括數控機床的發展歷史

隨著電子信息技術的發展,世界機床業已進入了以數字化製造技術為核心的機電一體化時代,其中數控機床就是代表產品之一。數控機床是製造業的加工母機和國民經濟的重要基礎。它為國民經濟各個部門提供裝備和手段,具有無限放大的經濟與社會效應。目前,歐、美、日等工業化國家已先後完成了數控機床產業化進程,而中國從20世紀80年代開始起步,仍處於發展階段。
美國的數控發展史
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,並且提供充足的經費,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年研製出世界第一台數控機床、1958年創制出加工中心、70年代初研製成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、製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代政府一度放鬆了引導,致使數控機床產量增加緩慢,於1982年被後進的日本超過,並大量進口。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。
德國的數控發展史
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年研製出第一台數控機床後,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並重。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,競相採用。
日本的數控發展史
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,甚至青出於藍而勝於藍。自1958年研製出第一台數控機床後,1978年產量(7,342台)超過美國(5,688台),至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46,604台,出口27,409台,佔59%)。戰略上先仿後創,先生產量大而廣的中檔數控機床,大量出口,佔去世界廣大市場。在上世紀80年****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佔50%,在國內約佔70%,對加速日本和世界數控機床的發展起了重大促進作用。
中國數控行業現狀及前景
「十五」期間,中國數控機床行業實現了超高速發展。其產量2001年為17521台,2002年24803台,2003年36813台,2004年51861台,2004年產量是2000年的3.7倍,平均年增長39%;2005年國產數控機床產量59639台,接近6萬台大關,是「九五」末期的4.24倍。「十五」期間,中國機床行業發展迅猛的主要原因是市場需求旺盛。固定資產投資增速快、汽車和機械製造行業發展迅猛、外商投資企業增長速度加快所致。
2006年,中國數控金切機床產量達到85756台,同比增長32.8%,增幅高於金切機床產量增幅18.4個百分點,進而使金切機床產值數控化率達到37.8%,同比增加2.3個百分點。此外,數控機床在外貿出口方面亦業績驕人,全年實現出口額3.34億美元,同比增長63.14%,高於全部金屬加工機床出口額增幅18.58個百分點。
2007年,中國數控金切機床產量達123,257台,數控金屬成形機床產量達3,011台;國產數控機床擁有量約50萬台,進口約20萬台。2008年10月,中國數控機床產量達105,780台,比2007年同比增長2.96%。
長期以來,國產數控機床始終處於低檔迅速膨脹,中檔進展緩慢,高檔依靠進口的局面,特別是國家重點工程需要的關鍵設備主要依靠進口,技術受制於人。究其原因,國內本土數控機床企業大多處於「粗放型」階段,在產品設計水平、質量、精度、性能等方面與國外先進水平相比落後了5-10年;在高、精、尖技術方面的差距則達到了10-15年。同時中國在應用技術及技術集成方面的能力也還比較低,相關的技術規范和標準的研究制定相對滯後,國產的數控機床還沒有形成品牌效應。同時,中國的數控機床產業目前還缺少完善的技術培訓、服務網路等支撐體系,市場營銷能力和經營管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主創新能力,完全擁有自主知識產權的數控系統少之又少,制約了數控機床產業的發展。
國外公司在中國數控系統銷量中的80%以上是普及型數控系統。如果我們能在普及型數控系統產品快速產業化上取得突破,中國數控系統產業就有望從根本上實現戰略反擊。同時,還要建立起比較完備的高檔數控系統的自主創新體系,提高中國的自主設計、開發和成套生產能力,創建國產自主品牌產品,提高中國高檔數控系統總體技術水平。
「十一五」期間,中國數控機床產業將步入快速發展期,中國數控機床行業面臨千載難逢的大好發展機遇,根據中國數控車床1996-2005年消費數量,通過模型擬合,預計2009年數控車床銷售數量將達8.9萬台,年均增長率為16.5%。根據中國加工中心1996-2005年消費增長模型,預計2009年加工中心消費數量將達2.8萬台,較2005年年均增長率為17.8%。

❹ 數控機床的歷史

數控機床發展史

【摘要】
「科學技術是第一生產力」已成為當今社會發展中至高無上的真理,誰能夠掌握最前沿、最先進的科學技術,誰就能夠在發展中取得主動權,取得巨大的突破與成就。而以數控技術為核心的先進製造技術更是反映一個國家綜合國力的重要標志之一。本文主要介紹了數控機床的定義、發展階段及歷史、世界機床強國及我國的機床發展情況,並對數控機床的未來發展方向作了簡要描述,說明數控機床在當今社會發展中的重要性。通過搜查相關資料,加深了我對機械專業尤其是數控機床的了解,同時明確了當今社會機電一體化的發展潮流和未來的深造方向。

【關鍵字】 發展史 機床強國 發展趨勢

一、 名詞說明

數控,即數字控制(Numerial Control,簡寫為NC)。數控技術,即NC技術,是指用數字化信息(數字量及字元)發出指令並實現自動控制的技術。是近代發展起來的一種自動控制技術。目前,數控技術已經成為現代製造技術的基礎支撐,數控技術和數控裝備是製造工業現代化的重要基礎。這個基礎是否牢固直接影響到一個國家的經濟發展和綜合國力,關繫到一個國家的戰略地位。因此,世界上個工業發達國家均採取重大措施來發展自己的數控技術及其產業。
數控機床(Numerial Control Machine Tools)是指採用數字控制技術對機床加工過程進行自動控制的一類機床。國際信息處理聯盟第五次技術委員會對數控機床作的定義是:「數控機床是一個裝有程序控制系統的機床,該系統能夠邏輯地處理具有使用代碼或其他編碼指令規定的程序。」它是集現代機械製造技術、自動控制技術及計算機信息技術於一體,採用數控裝置或計算機來部分或全部地取代一般通用機床在加工零件時的各種動作(如啟動、加工順序、改變切削量、主軸變速、選擇刀具、冷卻液開停以及停車等)的人工控制,是高效率、高精度、高柔性和高自動化的光、機、電一體化的數控設備。

二、 數控系統發展階段

1946年誕生了世界上第一台電子計算機,這表明人類創造了可增強和部分代替腦力勞動的工具。它與人類在農業、工業社會中創造的那些只是增強體力勞動的工具相比,起了質的飛躍,為人類進入信息社會奠定了基礎。
6年後,即在1952年,計算機技術應用到了機床上,在美國誕生了第一台數控機床。從此,傳統機床產生了質的變化。近半個世紀以來,數控系統經歷了兩個階段和六代的發展。

1、數控(NC)階段(1952~1970年)
早期計算機的運算速度低,對當時的科學計算和數據處理影響還不大,但不能適應機床實時控制的要求。人們不得不採用數字邏輯電路「搭」成一台機床專用計算機作為數控系統,被稱為硬體連接數控(HARD-WIRED NC),簡稱為數控(NC)。隨著元器件的發展,這個階段歷經了三代,即1952年的第一代--電子管;1959年的第二代--晶體管;1965年的第三代--小規模集成電路。

2、計算機數控(CNC)階段(1970年~現在)
到1970年,通用小型計算機業已出現並成批生產。於是將它移植過來作為數控系統的核心部件,從此進入了計算機數控(CNC)階段(把計算機前面應有的「通用」兩個字省略了)。到1971年,美國INTEL公司在世界上第一次將計算機的兩個最核心的部件--運算器和控制器,採用大規模集成電路技術集成在一塊晶元上,稱之為微處理器(MICROPROCESSOR),又可稱為中央處理單元(簡稱CPU)。
到1974年微處理器被應用於數控系統。這是因為小型計算機功能太強,控制一台機床能力有富裕(故當時曾用於控制多台機床,稱之為群控),不如採用微處理器經濟合理。而且當時的小型機可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高,但可以通過多處理器結構來解決。由於微處理器是通用計算機的核心部件,故仍稱為計算機數控。
到了1990年,PC機(個人計算機,國內習慣稱微機)的性能已發展到很高的階段,可以滿足作為數控系統核心部件的要求。數控系統從此進入了基於PC的階段。
總之,計算機數控階段也經歷了三代。即1970年的第四代--小型計算機;1974年的第五代--微處理器和1990年的第六代--基於PC(國外稱為PC-BASED)。
還要指出的是,雖然國外早已改稱為計算機數控(即CNC)了,而我國仍習慣稱數控(NC)。所以我們日常講的"數控",實質上已是指「計算機數控」了。

三、數控機床發展史

20世紀中期,隨著電子技術的發展,自動信息處理、數據處理以及電子計算機的出現,給自動化技術帶來了新的概念,用數字化信號對機床運動及其加工過程進行控制,推動了機床自動化的發展。
採用數字技術進行機械加工,最早是在40年代初,由美國北密支安的一個小型飛機工業承包商派爾遜斯公司(ParsonsCorporation)實現的。他們在製造飛機的框架及直升飛機的轉動機翼時,利用全數字電子計算機對機翼加工路徑進行數據處理,並考慮到刀具直徑對加工路線的影響,使得加工精度達到±0.0381mm(±0.0015in),達到了當時的最高水平。
1952年,麻省理工學院在一台立式銑床上,裝上了一套試驗性的數控系統,成功地實現了同時控制三軸的運動。這台數控機床被大家稱為世界上第一台數控機床。
這台機床是一台試驗性機床,到了1954年11月,在派爾遜斯專利的基礎上,第一台工業用的數控機床由美國本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生產出來。
在此以後,從1960年開始,其他一些工業國家,如德國、日本都陸續開發、生產及使用了數控機床。
數控機床中最初出現並獲得使用的是數控銑床,因為數控機床能夠解決普通機床難於勝任的、需要進行輪廓加工的曲線或曲面零件。
然而,由於當時的數控系統採用的是電子管,體積龐大,功耗高,因此除了在軍事部門使用外,在其他行業沒有得到推廣使用。
到了1960年以後,點位控制的數控機床得到了迅速的發展。因為點位控制的數控系統比起輪廓控制的數控系統要簡單得多。因此,數控銑床、沖床、坐標鏜床大量發展,據統計資料表明,到1966年實際使用的約6000台數控機床中,85%是點位控制的機床。
數控機床的發展中,值得一提的是加工中心。這是一種具有自動換刀裝置的數控機床,它能實現工件一次裝卡而進行多工序的加工。這種產品最初是在1959年3月,由美國卡耐&特雷克公司(Keaney&TreckerCorp.)開發出來的。這種機床在刀庫中裝有絲錐、鑽頭、鉸刀、銑刀等刀具,根據穿孔帶的指令自動選擇刀具,並通過機械手將刀具裝在主軸上,對工件進行加工。它可縮短機床上零件的裝卸時間和更換刀具的時間。加工中心現在已經成為數控機床中一種非常重要的品種,不僅有立式、卧式等用於箱體零件加工的鏜銑類加工中心,還有用於回轉整體零件加工的車削中心、磨削中心等。
1967年,英國首先把幾台數控機床連接成具有柔性的加工系統,這就是所謂的柔性製造系統(Flexible Manufacturing System&mdash——FMS)之後,美、歐、日等也相繼進行開發及應用。 1974年以後,隨著微電子技術的迅速發展,微處理器直接用於數控機床,使數控的軟體功能加強,發展成計算機數字控制機床(簡稱為CNC機床),進一步推動了數控機床的普及應用和大力發展。
80年代,國際上出現了1~4台加工中心或車削中心為主體,再配上工件自動裝卸和監控檢驗裝置的柔性製造單元(FlexibleManufacturingCell——FMC)。這種單元投資少,見效快,既可單獨長時間少人看管運行,也可集成到FMS或更高級的集成製造系統中使用。
目前,FMS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領域擴展,從中小批量加工向大批量加工發展。
所以機床數控技術,被認為是現代機械自動化的基礎技術。

四、世界強國及我國的數控機床發展狀況

美、德、日三國是當今世上在數控機床科研、設計、製造和使用上,技術最先進、經驗最多的國家。因其社會條件不同,各有特點。

美國:機床開發以基礎科研為主
美國的特點是,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,並且提供充足的經費,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年研製出世界第一台數控機床、1958年創制出加工中心、70年代初研製成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、製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。當今美國不僅生產宇航等使用的高性能數控機床,也為中小企業生產廉價實用的數控機床。如Haas、Fadal公司等。
美國在發展數控機床上存在的教訓是,偏重於基礎科研,忽視應用技術,且在上世紀80代政府一度放鬆了引導,致使數控機床產量增加緩慢,於1982年被後進的日本超過,並大量進口。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。

德國:機床開發注重實用
德國政府一貫重視機床工業的重要戰略地位,特別講究實際與實效,堅持以人為本,師徒相傳,不斷提高人員素質。在發展大量大批生產自動化的基礎上,於1956年研製出第一台數控機床後一直堅持實事求是的精神,不斷穩步前進。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並重。企業與大學科研部門緊密合作,對用戶產品、加工工藝、機床布局結構、數控機床的共性與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和Heidenhain公司之精密光柵均為世界聞名,競相採用。

日本:機床開發先仿後創
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)提出日本數控機床行業的發展方向,並提供充足的研發經費,鼓勵科研機構和企業大力發展數控機床。日本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,並改進和發展了兩國的成果,並取得了很好的效果,甚至青出於藍而勝於藍。日本也和美、德兩國相似,充分發展大量大批生產自動化,繼而全力發展中小批柔性生產自動化的數控機床。自1958年研製出第一台數控機床後,1978年產量(7342台)超過美國(5688台),至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46604台,出口27409台,佔59%)。戰略上先仿後創,先生產量大而廣的中檔數控機床,大量出口,佔去世界廣大市場。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。在策略上,首先通過學習美國全面質量管理變為職工自覺全體活動,保產品質量,進而加速發展電子、計算機技術進入世界前列,為發展機電一體化的數控機床開道。日本在發展數控機床的過程中,狠抓關鍵,突出發展數控系統。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佔50%,在國內約佔70%,對加速日本和世界數控機床的發展起了重大促進作用。

我國的發展現狀
我國數控技術的發展起步於二十世紀五十年代, 中國於1958年研製出第一台數控機床,發展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段,從1979年至今為第二階段。第一階段中對數控機床特點、發展條件缺乏認識,在人員素質差、基礎薄弱、配套件不過關的情況下,一哄而上又一哄而下,曾三起三落、終因表現欠佳,無法用於生產而停頓。主要存在的問題是盲目性大,缺乏實事求是的科學精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先後引進數控系統技術,從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、台灣省共11國(地區)引進數控機床先進技術和合作、合資生產,解決了可靠性、穩定性問題,數控機床開始正式生產和使用,並逐步向前發展。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,國內數控機床製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,究其原因主要在於國產數控機床的研究開發深度不夠、製造水平依然落後、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。
在20餘年間,數控機床的設計和製造技術有較大提高,主要表現在三大方面:培訓一批設計、製造、使用和維護的人才;通過合作生產先進數控機床,使設計、製造、使用水平大大提高,縮小了與世界先進技術的差距;通過利用國外先進元部件、數控系統配套,開始能自行設計及製造高速、高性能、五面或五軸聯動加工的數控機床,供應國內市場的需求,但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數控系統依靠國外技術支撐,不能獨立發展,基本上處於從仿製走向自行開發階段,與日本數控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括:缺乏象日本機電法、機信法那樣的指引;嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人;缺少深入系統的科研工作;元部件和數控系統不配套;企業和專業間缺乏合作,基本上孤軍作戰,雖然廠多人眾,但形成不了合力。
2003年開始,中國就成了全球最大的機床消費國,也是世界上最大的數控機床進口國。目前正在提高機械加工設備的數控化率,1999年,我們國家機械加工設備數控化率是5-8%,目前預計是15-20%之間。
目前,國家制定了一些政策,鼓勵國民使用國產數控機床,各廠家也在努力追趕。國內買機床最多的是軍工企業,一個購買計劃里,80%是進口,國產機床滿足不了需要。今後五年內,這個趨勢不會改變。不過就目前國內的需要來講,我國的數控機床目前能滿足中低檔產品的訂貨。

五、數控未來發展的趨勢

數控技術的應用不但給傳統製造業帶來了革命性的變化,使製造業成為工業化的象徵,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,他對國計民生的一些重要行業(IT、汽車、輕工、醫療等)的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看,其主要研究熱點有以下幾個方面。

1、 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進製造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代製造技術之一,國際生產工程學會(CIRP)將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在轎車工業領域,年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業領域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進行加工。近來採用大型整體鋁合金坯料「掏空」的方法來製造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝,使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看,高速加工中心進給速度可達80m/min,甚至更高,空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經採用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min,快速為100m/min,加速度達2g,主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面,近10年來,普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,並且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面,國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上,伺服系統的MTBF值達到30000h以上,表現出非常高的可靠性。

2、軸聯動加工和復合加工機床快速發展
採用5軸聯動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認為,1台5軸聯動機床的效率可以等於2台3軸聯動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因,其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍,加之編程技術難度較大,制約了5軸聯動機床的發展。
當前由於電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其製造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發展。
在EMO2001展會上,新日本工機的5面加工機床採用復合主軸頭,可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一台機床上實現,還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工,可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。

3、 智能化、開放式、網路化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化,如加工過程的自適應控制,工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟體的產業化生產存在的問題。目前許多國家
對開放式系統進行研究。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平台上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結構對象(數控功能),形成系列化,並可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中,快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統,形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平台、數控系統功能庫以及數控系統功能軟體開發工具等是當前研究的核心。
網路化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網路化將極大地滿足生產線、製造系統、製造企業對信息集成的需求,也是實現新的製造模式如敏捷製造、虛擬企業、全球製造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統製造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機,如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的「CyberProction Center」(智能生產控制中心,簡稱CPC);日本大隈(Okuma)機床公司展出「IT plaza」(信息技術廣場,簡稱IT廣場);德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(開放製造環境,簡稱OME)等,反映了數控機床加工向網路化方向發展的趨勢。

4、 重視新技術標准、規范的建立
(1) 關於數控系統設計開發規范
如前所述,開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性,美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃,並進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定,預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。
(2) 關於數控標准
數控標準是製造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生後的50年間的信息交換都是基於ISO6983標准,即採用G,M代碼描述如何(how)加工,其本質特徵是面向加工過程,顯然,他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此,國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標准ISO14649(STEP-NC),其目的是提供一種不依賴於具體系統的中性機制,能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型,從而實現整個製造過程,乃至各個工業領域產品信息的標准化。
STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命,對於數控技術的發展乃至整個製造業,將產生深遠的影響。首先,STEP-NC提出一種嶄新的製造理念,傳統的製造理念中,NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標准下,NC程序可以分散在互聯網上,這正是數控技術開放式、網路化發展的方向。其次,STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙(約75%)、加工程序編制時間(約35%)和加工時間(約50%)。
目前,歐美國家非常重視STEP-NC的研究,歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1~2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP Tools公司是全球范圍內製造業數據交換軟體的開發者,他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(Super Model),其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。

❺ 數控車床的發展史

數控車床是目前使用較為廣泛的數控機床之一。它主要用於軸類零件或盤類零件的內外圓柱面、任意錐角的內外圓錐面、復雜回轉內外曲面和圓柱、圓錐螺紋等切削加工,並能進行切槽、鑽孔、擴孔、鉸孔及鏜孔等。 20世紀中期,隨著電子技術的發展,自動信息處理、數據處理以及電子計算機的出現,給自動化技術帶來了新的概念,用數字化信號對機床運動及其加工過程進行控制,推動了機床自動化的發展。

其採用數字技術進行機械加工,最早是在40年代初,由美國北密支安的一個小型飛機工業承包商派爾遜斯公司(ParsonsCorporation)實現的。他們在製造飛機的框架及直升飛機的轉動機翼時,利用全數字電子計算機對機翼加工路徑進行數據處理,並考慮到刀具直徑對加工路線的影響,使得加工精度達到±0.0381mm(±0.0015in),達到了當時的最高水平。
1952年,麻省理工學院在一台立式銑床上,裝上了一套試驗性的數控系統,成功地實現了同時控制三軸的運動。這台數控機床被大家稱為世界上第一台數控機床。
這台機床是一台試驗性機床,到了1954年11月,在派爾遜斯專利的基礎上,第一台工業用的數控機床由美國本迪克斯公司(Bendix-Cooperation)正式生產出來。
在此以後,從1960年開始,其他一些工業國家,如德國、日本都陸續開發、生產及使用了數控機床。
數控機床中最初出現並獲得使用的是數控銑床,因為數控機床能夠解決普通機床難於勝任的、需要進行輪廓加工的曲線或曲面零件。
然而,由於當時的數控系統採用的是電子管,體積龐大,功耗高,因此除了在軍事部門使用外,在其他行業沒有得到推廣使用。
到了1960年以後,點位控制的數控機床得到了迅速的發展。因為點位控制的數控系統比起輪廓控制的數控系統要簡單得多。因此,數控銑床、沖床、坐標鏜床大量發展,據統計資料表明,到1966年實際使用的約6000台數控機床中,85%是點位控制的機床。
數控機床的發展中,值得一提的是加工中心。這是一種具有自動換刀裝置的數控機床,它能實現工件一次裝卡而進行多工序的加工。這種產品最初是在1959年3月,由美國卡耐•;特雷克公司(Keaney&TreckerCorp.)開發出來的。這種機床在刀庫中裝有絲錐、鑽頭、鉸刀、銑刀等刀具,根據穿孔帶的指令自動選擇刀具,並通過機械手將刀具裝在主軸上,對工件進行加工。它可縮短機床上零件的裝卸時間和更換刀具的時間。加工中心現在已經成為數控機床中一種非常重要的品種,不僅有立式、卧式等用於箱體零件加工的鏜銑類加工中心,還有用於回轉整體零件加工的車削中心、磨削中心等。
1967年,英國首先把幾台數控機床連接成具有柔性的加工系統,這就是所謂的柔性製造系統(FlexibleManufacturingSystem——FMS)之後,美、歐、日等也相繼進行開發及應用。 1974年以後,隨著微電子技術的迅速發展,微處理器直接用於數控機床,使數控的軟體功能加強,發展成計算機數字控制機床(簡稱為CNC機床),進一步推動了數控機床的普及應用和大力發展。

80年代,國際上出現了1~4台加工中心或車削中心為主體,再配上工件自動裝卸和監控檢驗裝置的柔性製造單元(FlexibleManufacturingCell——FMC)。這種單元投資少,見效快,既可單獨長時間少人看管運行,也可集成到FMS或更高級的集成製造系統中使用。
目前,FMS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領域擴展,從中小批量加工向大批量加工發展。
所以機床數控技術,被認為是現代機械自動化的基礎技術。

那什麼是車床呢?據資料所載,所謂車床,是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鑽頭、擴孔鑽、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。車床主要用於加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件,是機械製造和修配工廠中使用最廣的一類機床。

古代的車床是靠手拉或腳踏,通過繩索使工件旋轉,並手持刀具而進行切削的。1797年,英國機械發明家莫茲利創制了用絲杠傳動刀架的現代車床,並於1800年採用交換齒輪,可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。1817年,另一位英國人羅伯茨採用了四級帶輪和背輪機構來改變主軸轉速。
為了提高機械化自動化程度,1845年,美國的菲奇發明轉塔車床;1848年,美國又出現回輪車床;1873年,美國的斯潘塞製成一台單軸自動車床,不久他又製成三軸自動車床;20世紀初出現了由單獨電機驅動的帶有齒輪變速箱的車床。
第一次世界大戰後,由於軍火、汽車和其他機械工業的需要,各種高效自動車床和專門化車床迅速發展。為了提高小批量工件的生產率,40年代末,帶液壓仿形裝置的車床得到推廣,與此同時,多刀車床也得到發展。50年代中,發展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數控技術於60年代開始用於車床,70年代後得到迅速發展。
車床依用途和功能區分為多種類型。
普通車床的加工對象廣,主軸轉速和進給量的調整范圍大,能加工工件的內外表面、端面和內外螺紋。這種車床主要由工人手工操作,生產效率低,適用於單件、小批生產和修配車間。
轉塔車床和回轉車床具有能裝多把刀具的轉塔刀架或回輪刀架,能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序,適用於成批生產。
自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工,能自動上下料,重復加工一批同樣的工件,適用於大批、大量生產。

多刀半自動車床有單軸、多軸、卧式和立式之分。單軸卧式的布局形式與普通車床相似,但兩組刀架分別裝在主軸的前後或上下,用於加工盤、環和軸類工件,其生產率比普通車床提高3~5倍。
仿形車床能仿照樣板或樣件的形狀尺寸,自動完成工件的加工循環,適用於形狀較復雜的工件的小批和成批生產,生產率比普通車床高10~15倍。有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型
立式車床的主軸垂直於水平面,工件裝夾在水平的回轉工作台上,刀架在橫粱或立柱上移動。適用於加工較大、較重、難於在普通車床上安裝的工件,一般分為單柱和雙柱兩大類。
鏟齒車床在車削的同時,刀架周期地作徑嚮往復運動,用於鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件,由單獨電動機驅動的小砂輪鏟磨齒面。
專門車床是用於加工某類工件的特定表面的車床,如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。聯合車床主要用於車削加工,但附加一些特殊部件和附件後,還可進行鏜、銑、鑽、插、磨等加工,具有「一機多能」的特點,適用於工程車、船舶或移動修理站

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,沒什麼復雜性和科技含量。

我國的數控磨床水平不錯,每年都有大量出口,因為它簡單,基本屬於勞動密集型。

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乾好了,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。

由普通發展到數控,一個人頂原來的十個,在精度上,更是沒法說,適應性上,零件變了,換個程序就行。把人的因素也降為最低,以前在工廠,誰要時會車渦輪、蝸桿,沒個10年8年的不行,要是誰掌握了,那牛得很。現在用數控設備,只要你會編程,把參數輸進去就可以了,很簡單,剛畢業的技校學生都會,而且批量的產品質量也有保證。

自美國在50年代末搞出世界一台數控車床後,機床製造業就進入了數控時代,中國在六十年代也搞出了第一代數控機床,但後來中國進入了什麼年代,大家都知道。等80年代我們再去看世界的數控機床水平,差距就是20年了,其實奮起直追還有希望,但國營工廠不思進取,到了90年代,我們再去看世界水平,已有30年的差距了。中國改革開放前走的是蘇聯的路子,什麼叫蘇聯的路子,舉個例子來講:比如,生產一根軸,蘇聯的方式是建一個專用生產線,用多台專用機床,好處是批量很容易上去,但一旦這根軸的參數發生了變化,這條線就報廢了,生產人員也就沒事做了。在1960-1980年代,國營工廠一個產品生產幾十年不變樣。到了1980年代後,當時搞商品經濟,這些廠不能迅速適應市場,經營就困難了,到了90年代就大量破產,大量職工下崗。現代的生產也有大批量生產,但主要是單件小批量,不管是那種,只要你的設備是數控的,適應起來就快。專業機床的路子已經到頭了, ;西方走的路和前蘇聯不一樣,當年的「東芝」事件,就是日本東芝賣給蘇聯了幾台五軸聯動的數控銑床,讓蘇聯在潛艇的推進螺旋槳上的製造,上了一個檔次,讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了,所以美國要懲處東芝公司。由此也可見,前蘇聯的機床製造業也落後了,他們落後,我們就更不用說了。雖然,美國搞出了世界第一台數控機床,但數控機床的發展,還是要數德國。德國本來在機械方面就是世界第一,數控機床無非就是搞機電一體化,機械方面德國已沒問題,剩下的就是電子系統方面,德國的電子系統工業本來就強大,所以在上世紀六、七十年代,德國就執機床界的牛耳了。

但日本人的強項就是仿造,從上世紀70年代起,日本大量從德國引進技術,消化後大量仿造,經過努力,日本在90年代起,就超越了德國,成為世界第一大數控機床生產國,直到現在還是。他們在機床製造水平上,有一些也走在了世界前面,如在機床復合(一機多種功能)化方面,是世界第一。數控機床的核心就在數控系統方面,日本目前在系統方面也排世界第一,主要是它的發拿科公司。第一代的系統用步進電機,我們現在也能造,第二代用交流伺服電機。現在的數控系統的核心就是交流伺服電機和系統內的邏輯控制軟體,交流伺服電機我們國家目前還沒有誰能製造,這是一個光學、機械、電子的綜合體。邏輯控制軟體就是控制機床的各軸運動,而這些軸是用伺服電機驅動的,一般的系統能同時控制3軸,高級系統能控制五軸,能控5軸的,五軸以上也沒問題。我們國家也由有5軸系統,但「做秀」的成份多,還沒實用化。我們的工廠用的五軸和五軸以上機床,100%進口。

機床是一個國家製造業水平高低的象徵,其核心就是數控系統。我們目前不要說系統,就是國內造的質量稍微好一點的數控機床,所用的高精度滾珠絲杠,軸承都是進口的,主要是買日本的,我們自產的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內的各大機床廠,數控系統100%外購,各廠家一般都買日本發那科、三菱的系統,佔80%以上,也有德國西門子的系統,但比較少。德國西門子系統為什麼用的少呢?早期,德國系統不太能適合我們的電網,我們的電網穩定性不夠,西門子系統的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了,他們的系統就燒不壞。近來西門子系統改進了不少,價格方面還是略高。德國人很不重視中國,所以他們的系統漢語化最近才有,不像日本,老早就有漢語化版的。

就國產高級數控機床而言,其利潤的主體是被外國人拿走了,中國只是掙了一個辛苦錢。

美國為什麼沒有能成為數控機床製造大國呢?這個和他們當時制定產業政策的人有關,再加上當時美國的勞動力貴,買比製造劃算。機床屬於投資大,見效慢,回報率底的產業,而且需要技術積累。不太附和美國情況。但後來美國發現,機床屬於戰略物資,沒有它,飛機、大炮、坦克、軍艦的製造都有問題,所以他們重新制定政策,扶植了一些機床廠,規定了一些單位只能買國產設備,就是貴也得買,這就為美國保留了一些數控機床行業。美國機床在世界上沒有什麼競爭力。

歐洲的機床,除德國外,瑞士的也很好,要說超高精密機床,瑞士的相當好,但價格也是天價。一般用戶用不起。義大利、英國、法國屬於二流,中國很少買他們的機床。西班牙為了讓中國進口他們的機床,不惜貸款給中國,但買的人也很少??借錢總是要還的。

韓國、台灣的數控機床製造能力比大陸地區略強,不過水平差不多。他們也是在上世紀90年代引進日本技術發展的。韓國應該好一點,它有自己製造的、已經商業化了的數控系統,但進口到中國的機床,應我們的要求,也換成了日本系統。我們對他們的系統信不過。韓國數控機床主要有兩家:大宇和現代。大宇目前在我國設有合資企業。台灣機床和我們大體一樣,自己造機械部分,系統采購日本的。但他們的機床質量差,壽命短,目前在大陸影響很壞。其實他們比我們國產的要好一點。但我們自己的差,我們還能容忍,台灣的機床是用美金買來的,用的不好,那火就大了。台灣最主要的幾家機床廠已打算把工廠遷往大陸,大部分都在上海。這些廠目前在國內的競爭中,也打著「國產」的旗號。

近來隨著中國的經濟發展,也引起了世界一些主要機床廠商的注意,2000年,日本最大的機床製造商「馬扎克」在中國銀川設立了一家數控機床合資廠,據說製造水平相當高,號稱「智能化、網路化」工廠,和世界同步。今年日本另外一家大機床廠大隈公司在北京設立了一家能年產1000台數控機床的控股公司,德國的一家很有名的企業也在上海設立了工廠。

目前,國家制定了一些政策,鼓勵國民使用國產數控機床,各廠家也在努力追趕。國內買機床最多的是軍工企業,一個購買計劃里,80%是進口,國產機床滿足不了需要。今後五年內,這個趨勢不會改變。不過就目前國內的需要來講,我國的數控機床目前能滿足中低檔產品的訂貨。

美、德、日三國是當今世上在數控機床科研、設計、製造和使用上,技術最先進、經驗最多的國家。因其社會條件不同,各有特點。

1.美國的數控發展史

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,並且提供充足的經費,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年研製出世界第一台數控機床、1958年創制出加工中心、70年代初研製成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、製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代政府一度放鬆了引導,致使數控機床產量增加緩慢,於1982年被後進的日本超過,並大量進口。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。

2.德國的數控發展史

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年研製出第一台數控機床後,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並重。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,競相採用。

3.日本的數控發展史

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,甚至青出於藍而勝於藍。自1958年研製出第一台數控機床後,1978年產量(7,342台)超過美國(5,688台),至今產量、出口量一直居世界首位(2001年產量46,604台,出口27,409台,佔59%)。戰略上先仿後創,先生產量大而廣的中檔數控機床,大量出口,佔去世界廣大市場。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佔50%,在國內約佔70%,對加速日本和世界數控機床的發展起了重大促進作用

❻ 中國數控機床的發展史

我國數控系統的發展史
1.我國從1958年起,由一批科研院所,高等學校和少數機床廠起步進行數控系統的研製和開發。由於受到當時國產電子元器件水平低,部門經濟等的制約,未能取得較大的發展。
2.在改革開放後,我國數控技術才逐步取得實質性的發展。經過「六五"(81一85年)的引進國外技術,「七五」(86一90年)的消化吸收和「八五」(91一95年)國家組織的科技攻關,才使得我國的數控技術有了質的飛躍,當時通過國家攻關驗收和鑒定的產品包括北京珠峰公司的中華I型,華中數控公司的華中I型和沈陽高檔數控國家工程研究中心的藍天I型,以及其他通過「國家機床質量監督測試中心」測試合格的國產數控系統如南京四開公司的產品。
3.我國數控機床製造業在80年代曾有過高速發展的階段,許多機床廠從傳統產品實現向數控化產品的轉型。但總的來說,技術水平不高,質量不佳,所以在90年代初期面臨國家經濟由計劃性經濟向市場經濟轉移調整,經歷了幾年最困難的蕭條時期,那時生產能力降到50%,庫存超過4個月。從1
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5年「九五」以後國家從擴大內需啟動機床市場,加強限制進口數控設備的審批,投資重點支持關鍵數控系統、設備、技術攻關,對數控設備生產起到了很大的促進作用,尤其是在1
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9年以後,國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金,使數控設備製造市場一派繁榮。
4.根據2003年4月我國最高級別的機床展覽會—
第八屆北京國際機床展覽會以及許多資料表明,目前我國的國產數控系統主要為經濟型(多採用單片機開發),銷量較大的為廣州數控,南京華興數控,成都廣泰數控,北京帝特馬數控,南京新方達數控,江蘇仁和數控等;而我國的高檔數控市場的95%仍被國外公司占據,如日本的法拉克,德國的西門子等。

❼ 機床的發展歷史

十五世紀的機床雛形,由於製造鍾表和武器的需要,出現了鍾表匠用的螺紋車床和齒輪加工機床,以及水力驅動的炮筒鏜床。1501年左右,義大利人列奧納多·達芬奇曾繪制過車床、鏜床、螺紋加工機床和內圓磨床的構想草圖,其中已有曲柄、飛輪、頂尖和軸承等新機構。中國明朝出版的《天工開物》中也載有磨床的結構,用腳踏的方法使鐵盤旋轉,加上沙子和水來剖切玉石。
工業革命導致了各種機床的產生和改進。十八世紀的工業革命推動了機床的發展。1774年,英國人威爾金森(全名約翰·威爾金森)發明了較精密的炮筒鏜床。次年,他用這台炮筒鏜床鏜出的汽缸,滿足了瓦特蒸汽機的要求。為了鏜制更大的汽缸,他又於1775年製造了一台水輪驅動的汽缸鏜床,促進了蒸汽機的發展。從此,機床開始用蒸汽機通過曲軸驅動。
1797年,英國人莫茲利創製成的車床由絲杠傳動刀架,能實現機動進給和車削螺紋,這是機床結構的一次重大變革。莫茲利也因此被稱為「英國機床工業之父」。
19世紀,由於紡織、動力、交通運輸機械和軍火生產的推動,各種類型的機床相繼出現。1817年,英國人羅伯茨創制龍門刨床;1818年美國人惠特尼(全名伊萊·惠特尼)製成卧式銑床;1876年,美國製成萬能外圓磨床;1835和1897年又先後發明滾齒機和插齒機。
工業技術發展的中心,從十九世紀起就悄悄從英國移向美國。在把英國的技術聲望奪過去的人中,惠特尼堪稱佼佼者。惠特尼聰穎過人,具有遠見卓識,他率先研究出了作為大規模生產的可更換部件的系統。至今還很活躍的惠特尼工程公司,早在19世紀四十年代就研製成功了一種轉塔式六角車床。這種車床是隨著工件製做的復雜化和精細化而問世的,在這種車床中,裝有一個絞盤,各種需要的刀具都安裝在絞盤上,這樣,通過旋轉固定工具的轉塔,就可以把工具轉到所需的位置上。
隨著電動機的發明,機床開始先採用電動機集中驅動,後又廣泛使用單獨電動機驅動。
二十世紀初,為了加工精度更高的工件、夾具和螺紋加工工具,相繼創制出坐標鏜床和螺紋磨床。同時為了適應汽車和軸承等工業大量生產的需要,又研製出各種自動機床、仿形機床、組合機床和自動生產線。
1900年進入精密化時期。19世紀末到20世紀初,單一的車床已逐漸演化出了銑床、刨床、磨床、鑽床等等,這些主要機床已經基本定型,這樣就為20世紀前期的精密機床和生產機械化和半自動化創造了條件。
在20世紀的前20年內,人們主要是圍繞銑床、磨床和流水裝配線展開的。由於汽車、飛機及其發動機生產的要求,在大批加工形狀復雜、高精度及高光潔度的零件時,迫切需要精密的、自動的銑床和磨床。由於多螺旋線刀刃銑刀的問世,基本上解決了單刃銑刀所產生的振動和光潔度不高而使銑床得不到發展的困難,使銑床成為加工復雜零件的重要設備。
被世人譽為「汽車之父」的福特提出:汽車應該是「輕巧的、結實的、可靠的和便宜的」。為了實現這一目標,必須研製高效率的磨床,為此,美國人諾頓於1900年用金剛砂和剛玉石製成直徑大而寬的砂輪,以及剛度大而牢固的重型磨床。磨床的發展,使機械製造技術進入了精密化的新階段。
1920年進入半自動化時期。在1920年以後的30年中,機械製造技術進入了半自動化時期,液壓和電氣元件在機床和其他機械上逐漸得到了應用。1938年,液壓系統和電磁控制不但促進了新型銑床的發明,而且在龍門刨床等機床上也推廣使用。30年代以後,行程開關——電磁閥系統幾乎用到各種機床的自動控制上了。
1950年進入自動化時期。第二次世界大戰以後,由於數控和群控機床和自動線的出現,機床的發展開始進入了自動化時期。數控機床是在電子計算機發明之後,運用數字控制原理,將加工程序、要求和更換刀具的操作數碼和文字碼作為信息進行存貯,並按其發出的指令控制機床,按既定的要求進行加工的新式機床。
世界第一台數控機床(銑床)誕生(1951年)。數控機床的方案,是美國的帕森斯(全名約翰·帕森斯)在研製檢查飛機螺旋槳葉剖面輪廓的板葉加工機時向美國空軍提出的。在麻省理工學院的參加和協助下,終於在1949年取得了成功。1951年,他們正式製成了第一台電子管數控機床樣機,成功地解決了多品種小批量的復雜零件加工的自動化問題。以後,一方面數控原理從銑床擴展到銑鏜床、鑽床和車床,另一方面,則從電子管向晶體管、集成電路方向過渡。1958年,美國研製成能自動更換刀具,以進行多工序加工的加工中心。
世界第一條數控生產線誕生於1968年。英國的毛林斯機械公司研製成了第一條數控機床組成的自動線。不久,美國通用電氣公司提出了「工廠自動化的先決條件是零件加工過程的數控和生產過程的程式控制」。於是,到1970年代中期,出現了自動化車間,自動化工廠也已開始建造。1970年至1974年,由於小型計算機廣泛應用於機床控制,出現了三次技術突破。第一次是直接數字控制器,使一台小型電子計算機同時控制多台機床,出現了「群控」;第二次是計算機輔助設計,用一支光筆進行設計和修改設計及計算程序;第三次是按加工的實際情況及意外變化反饋並自動改變加工用量和切削速度,出現了自適控制系統的機床。
經過100多年的風風雨雨,機床的家族已日漸成熟,真正成了機械領域的「工作母機」。

❽ 機床發明的歷史

早在三千年前,古巴比倫人已經製成古代樹木機床等機械。樹木車床是機床最早的雛形。工作時,腳踏繩索下端的套圈,利用樹枝的彈性使工件由繩索帶動旋轉,手拿貝殼或石片等作為刀具,沿板條移動工具機切削工件。
歐洲中世紀的彈性桿棒車床運用的仍是這一原理。十五世紀歐洲出現的機床雛形滿足於製造鍾表和武器的需要,出現了鍾表匠用的 螺紋 車床和齒輪加工機床,以及水力驅動的炮筒鏜床。
1501年左右,義大利人 列奧納多·達芬奇 曾繪制過車 床、鏜床、螺紋加工機床和內圓磨床的構想草圖,其中已有曲柄飛輪、項尖和 軸承 等新機械。
現代機床的誕生
工業革命導致了各種機床的產生和改進,革命性的推動了機床的發展。1774年,英國人威爾金森發明了較精密的炮筒鏜床。次年,他用這台炮筒鏜床鏜出的汽缸,滿足了瓦特蒸汽機的要求。為了鏜制更大的汽缸,他又於1775年製造了一台水輪驅動 的汽缸鏜床,促進了蒸汽機的發展。從此,機床開始用蒸汽機通過 曲軸驅動。 1797年,英國人莫茲利創製成的車床由 絲杠 傳動刀架,能實現 機動進給和車削螺紋,這是機床結構的一次重大變革。莫茲利也因 此被稱為「英國機床工業之父」 19世紀,由於紡織、動力、交通運輸機械和軍火生產的推動, 各種類型的機床相繼出現。
1817年,英國人羅伯茨創制龍門刨床,1818年美國人惠特尼製成卧式銑床,1876年,美國製成萬能磨床。
1951年,美國麻省理工大學誕生世界上第一台數控機床。

❾ 中國數控的發展歷史

中國於1958年研製出第一台數控機床,發展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段,從1979年至今為第二階段。第一階段中對數控機床特點、發展條件缺乏認識,在人員素質差、基礎薄弱、配套件不過關的情況下,一哄而上又一哄而下,曾三起三落、終因表現欠佳,無法用於生產而停頓。主要存在的問題是盲目性大,缺乏實事求是的科學精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先後引進數控系統技術,從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、台灣省共11國(地區)引進數控機床先進技術和合作、合資生產,解決了可靠性、穩定性問題,數控機床開始正式生產和使用,並逐步向前發展。
在20餘年間,數控機床的設計和製造技術有較大提高,主要表現在三大方面:培訓一批設計、製造、使用和維護的人才;通過合作生產先進數控機床,使設計、製造、使用水平大大提高,縮小了與世界先進技術的差距;通過利用國外先進元部件、數控系統配套,開始能自行設計及製造高速、高性能、五面或五軸聯動加工的數控機床,供應國內市場的需求,但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數控系統依靠國外技術支撐,不能獨立發展,基本上處於從仿製走向自行開發階段,與日本數控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括:缺乏象日本「機電法」、「機信法」那樣的指引;嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人;缺少深入系統的科研工作;元部件和數控系統不配套;企業和專業間缺乏合作,基本上孤軍作戰,雖然廠多人眾,但形成不了合力。
據美國卡德納公司公布的最新世界機床企業排名(按機床產值)顯示,德國通快公司(trumpf)首次排名第一,近兩年一直居首位的日本馬扎克公司屈居第二。這一排名與2007年歐元對美元升值較快有很大關系。
從2007年世界機床產值企業前20名排名來看,日本佔7家,德國佔5家,美國佔3家,中國佔2家,瑞士佔2家,韓國佔1家。我國機床行業發展迅速,沈陽機床集團在此次排名中升至世界第八,大連機床集團居第十位。和2007年中期數據相比,美國哈斯公司和格里申公司排位均後移,而歐洲的公司位置前移。日本和德國機床產值居世界前兩位。世界機床產值前20名企業如下:

http://www.mw1950.com/res/2008/20080731104211768.jpg

表1 世界機床產值前20名企業列表(2005年12月~2007年12月) 百萬美元

從集中度而言,我國與其他主要機床生產國相比產業集中度較低。如美國,3家公司產值佔全美機床總產值的81.7%;瑞士兩個企業的產值佔全國一半;韓國斗山一家佔全國機床產值的五分之一。中國國際模具網
中國國際模具網
因此目前我國要積極扶植、支持較大型機床廠,且要有中國的自有品牌,形成幾家有國際競爭力的大型機床廠,以促進我國數控機床產業的全面發展。
日本政府對機床工業之發展異常重視,充分發展大量大批生產自動化,繼而全力發展中小批柔性生產自動化的數控機床,繼而全力發展中小批柔性生產自動化的數控機床。

德國政府一貫重視機床工業的重要戰略地位,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,質量、性能都比較好。

中國主要表現在三大方面:培訓一批設計、製造、使用和維護的人才;通過合作生產先進數控機床,使設計、製造、使用水平大大提高,縮小了與世界先進技術的差距;通過利用國外先進元部件、數控系統配套,開始能自行設計及製造高速、高性能、五面或五軸聯動加工的數控機床,供應國內市場的需求,但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創新卻較差。
目前,在穩定性、可靠性、無故障率方面,仍很難匹敵國外高檔數控系統。有些數控機床在改造當中,雖然採用了國產的數控系統,但交流伺服裝置仍需採用FNC、三洋、安川等國外產品
嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人;缺少深入系統的科研工作;元部件和數控系統不配套;企業和專業間缺乏合作,基本上孤軍作戰,雖然廠多人眾,但形成不了合力。

國產的包括了日本和德國的技術出來的。日本的數控技術是世界第一的。當然可以看出來,它的一些技術含量,包括現在國產的一些機械都是仿造日本的。特點主要是復合循環不用子程序即可,子程序加工使用函數量的摸數。德國的機器呢,使用起來就必須用子程序做復合循環,相對麻煩,但也有一些比如 L97,L98等是固定的子程序復合循環模式。我想呢其實這些車床都是一個原理,方式方法不同也是大同小異。

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