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數(shù)控機床發(fā)展問題及其現(xiàn)狀
發(fā)布時間:2022.03.26 瀏覽次數(shù):
        當(dāng)今世界,工業(yè)發(fā)達國家對機床工業(yè)高度重視,競相發(fā)展機電一體化、高精、高效、高自動化機床,以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展。長期以來,歐、美、亞在國際市場上相互展開激烈競爭,已形成一條無形戰(zhàn)線,特別是隨微電子、計算機技術(shù)發(fā)展,數(shù)控機床在20世紀(jì)80年代以後加速發(fā)展,各方用戶提出更多需求,早已成為四大國際機床展上各國機床制造商競相展示,爭奪用戶、擴大市場的焦點。中國加入WTO后,正式參與世界市場激烈競爭,今後如何加強機床工業(yè)實力、加速數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展,實是緊迫而又艱巨的任務(wù)。 
         數(shù)控機床的技術(shù)特點及其發(fā)展條件 
         1948年美國空軍部門為制造飛機雜零件,提供設(shè)備研經(jīng)費,由G&L公司與MIT合作研究四年,於1952年試制出世界一臺數(shù)控銑床,立即生產(chǎn)100臺交付軍工使用。在成果上顯示了它是社會需求、科技水平、人員素質(zhì)三者的結(jié)晶;在技術(shù)上則顯示出機電一體化機床在控制方面的巨大創(chuàng)新。 
         數(shù)控機床的技術(shù)特點 
         數(shù)控機床具有以下三大突出的特點: 
         利用二進制數(shù)學(xué)方式輸入,加工過程可任意編程,主軸及進給速度可按加工工藝需要變化,且能實現(xiàn)多座標(biāo)聯(lián)動,易加工雜曲面。對於加工對象具有“易變、多變、善變”的特點,換批調(diào)整方便,可實現(xiàn)雜件多品種中小批柔性生產(chǎn),適應(yīng)社會對產(chǎn)品多樣化的需求。但價格較昂貴,需要正確分析其使用的經(jīng)濟合理性;利用硬件和軟件相組合,能實現(xiàn)信息反饋、補償、自動加減速等功能,可進一步提高機床的加工精度、效率、自動化程度; 是以電子控制為主的機電一體化機床,充分發(fā)揮了微電子、計算機技術(shù)特有的優(yōu)點,易於實現(xiàn)信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化,可較易地組成各種******制造系統(tǒng),如FMS、FTL、FA,甚至將來的CIMS,能提高工業(yè)的生產(chǎn)率、勞動生產(chǎn)率。 
         數(shù)控機床發(fā)展的條件 
         任何事物都有其特點與發(fā)展條件,人們掌握後才能加速其發(fā)展。數(shù)控機床的發(fā)展條件主要包括: 
         它是機、電、液、氣、光多學(xué)科各種高科技的綜合性組合,特別是以電子、計算機等現(xiàn)代技術(shù)為基石,必須具有鞏固的技術(shù)基礎(chǔ),互相配套,缺一不可。如不齊備,則數(shù)控機床難以順利發(fā)展;
         數(shù)控機床是由主機、各種元部件(功能部件)和數(shù)控系統(tǒng)三大部分組成,還需自動化刀具配合,才能實現(xiàn)加工,各個環(huán)節(jié)在技術(shù)上、質(zhì)量上必須切實過關(guān),確保工作穩(wěn)定,才能保數(shù)控機床工作的精度、效率和自動化,否則,難以在生產(chǎn)實際中使用; 
         它是社會需求、科技水平和人員素質(zhì)三者的結(jié)合,缺一不成。如果人員素質(zhì)差、科技水平達不到,則難以滿足社會需求。人是一切活動的主體,需要各種精通業(yè)務(wù)的專家、人才和熟練技術(shù)工人,互相配合,共同完成。否則,數(shù)控機床難以順利發(fā)展。 
         工業(yè)發(fā)達國家發(fā)展數(shù)控機床的主要經(jīng)驗 
         數(shù)控機床出現(xiàn)至今的50年,隨科技、特別是微電子、計算機技術(shù)的不斷發(fā)展。美、德、日三國是當(dāng)今世上在數(shù)控機床科研、設(shè)計、制造和使用上,技術(shù)經(jīng)驗多的國家。因其社會條件不同,各有特點。 
         美國的特點是,政府重視機床工業(yè),美國國防部等部門不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務(wù)和提供充足的經(jīng)費,且網(wǎng)羅世界人才,特別講究“效率”和“創(chuàng)新”,注重基礎(chǔ)科研。因而在機床技術(shù)上不斷創(chuàng)新,如1952年研制出世界數(shù)控機床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求,充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線。當(dāng)今美國不僅生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機床,也為中小企業(yè)生產(chǎn)廉價實用的數(shù)控機床(如Haas、Fadal公司等)。其存在的教訓(xùn)是,偏重於基礎(chǔ)科研,忽視應(yīng)用技術(shù),且在上世紀(jì)80代政府一度放松了引導(dǎo),致使數(shù)控機床產(chǎn)量增加緩慢,於1982年被後進的日本超過,并大量進口。從90年代起,糾正過去偏向,數(shù)控機床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱?,產(chǎn)量又逐漸上升。 
 德國政府一貫重視機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位,在多方面大力扶植。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(zhì)。在發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動化的基礎(chǔ)上,於1956年研制出數(shù)控機床後,一直堅持實事求是,講求科學(xué)精神,不斷穩(wěn)步前進。德國特別注重科學(xué)試驗,理論與實際相結(jié)合,基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作,對用戶產(chǎn)品、加工工藝、機床布局結(jié)構(gòu)、數(shù)控機床的共性和特性問題進行深入的研究,在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機床質(zhì)量及性能良好、貨真價實,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件實用,其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件,在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng)和Heidenhain公司之精密光柵,均為世界聞名,競相采用。
         日本政府對機床工業(yè)之發(fā)展異常重視,通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機振法”、“機電法”、“機信法”等)引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機床元部件配套上學(xué)習(xí)德國,在質(zhì)量管理及數(shù)控機床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國,甚至青出於藍而勝於藍。日本也和美、德兩國相似,充分發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動化,繼而全力發(fā)展中小批柔性生產(chǎn)自動化的數(shù)控機床。自1958年研制出數(shù)控機床後,1978年產(chǎn)量(7,342臺)超過美國(5,688臺),至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺,出口27,409臺,占59%)。戰(zhàn)略上先仿後創(chuàng),先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機床,大量出口,占去世界廣大市場。在上世紀(jì)80年代開始進一步加強科研,向高性能數(shù)控機床發(fā)展。在策略上,首先通過學(xué)習(xí)美國全面質(zhì)量管理(TQC),變?yōu)槁毠ぷ杂X群體活動,保產(chǎn)品質(zhì)量。進而加速發(fā)展電子、計算機技術(shù),進入世界前列,為發(fā)展機電一體化的數(shù)控機床開道。日本在發(fā)展數(shù)控機床的過程中,狠抓關(guān)鍵,突出發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)。日本FANUC公司戰(zhàn)略正確,仿創(chuàng)結(jié)合,針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng),該公司現(xiàn)有職工3,674人,科研人員超過600人,月產(chǎn)能力7,000套,銷售額在世界市場上占50%,在國內(nèi)約占70%,對加速日本和世界數(shù)控機床的發(fā)展起了重大促進作用。 
         中國數(shù)控機床現(xiàn)狀及發(fā)展中的主要問題
         數(shù)控機床的現(xiàn)狀 
         目前,中國機床工業(yè)廠多人眾。2000年,金切機床制造廠約358家(20.6萬人),成形機床制造廠191家(約6.5萬人),共計549家(27.1萬人)。其中生產(chǎn)數(shù)控金切機床的約150家,生產(chǎn)數(shù)控成形機床的約30家,共計約180家,占廠家總數(shù)的1/3。2001年金切機床產(chǎn)量19.2萬臺,內(nèi)數(shù)控金切機床17,521臺,約占9%。 
 總的來說:數(shù)控機床產(chǎn)量不斷增長,2001年為1991年的3.6倍;進口量增長較快,達29倍,出口量有所增加,但數(shù)目較小,為4.8倍;數(shù)控機床消費量增加較快,達7.9倍。產(chǎn)量滿足不了社會發(fā)展的需求。 
 從金額上看,2001年數(shù)控機床進口17,679臺,計14.1億美元,出口2,509臺,計0.44億美元,進口額為出口額之32倍。進口大、出口小。 
 
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