數控機床發(fā)展問(wèn)題及其現狀
發(fā)布時(shí)間：2022.03.26 瀏覽次數：
當今世界，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(dòng)化機床，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展。長(cháng)期以來(lái)，歐、美、亞在國際市場(chǎng)上相互展開(kāi)激烈競爭，已形成一條無(wú)形戰線(xiàn)，特別是隨微電子、計算機技術(shù)發(fā)展，數控機床在20世紀80年代以後加速發(fā)展，各方用戶(hù)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(hù)、擴大市場(chǎng)的焦點(diǎn)。中國加入WTO后，正式參與世界市場(chǎng)激烈競爭，今後如何加強機床工業(yè)實(shí)力、加速數控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)是緊迫而又艱巨的任務(wù)。
數控機床的技術(shù)特點(diǎn)及其發(fā)展條件
1948年美國空軍部門(mén)為制造飛機雜零件，提供設備研經(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(huì )需求、科技水平、人員素質(zhì)三者的結晶；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。
數控機床的技術(shù)特點(diǎn)
數控機床具有以下三大突出的特點(diǎn)：
利用二進(jìn)制數學(xué)方式輸入，加工過(guò)程可任意編程，主軸及進(jìn)給速度可按加工工藝需要變化，且能實(shí)現多座標聯(lián)動(dòng)，易加工雜曲面。對於加工對象具有“易變、多變、善變”的特點(diǎn)，換批調整方便，可實(shí)現雜件多品種中小批柔性生產(chǎn)，適應社會(huì )對產(chǎn)品多樣化的需求。但價(jià)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(shí)現信息反饋、補償、自動(dòng)加減速等功能，可進(jìn)一步提高機床的加工精度、效率、自動(dòng)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(diǎn)，易於實(shí)現信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化，可較易地組成各種******制造系統，如FMS、FTL、FA，甚至將來(lái)的CIMS，能提高工業(yè)的生產(chǎn)率、勞動(dòng)生產(chǎn)率。
數控機床發(fā)展的條件
任何事物都有其特點(diǎn)與發(fā)展條件，人們掌握後才能加速其發(fā)展。數控機床的發(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、計算機等現代技術(shù)為基石，必須具有鞏固的技術(shù)基礎，互相配套，缺一不可。如不齊備，則數控機床難以順利發(fā)展；
數控機床是由主機、各種元部件(功能部件)和數控系統三大部分組成，還需自動(dòng)化刀具配合，才能實(shí)現加工，各個(gè)環(huán)節在技術(shù)上、質(zhì)量上必須切實(shí)過(guò)關(guān)，確保工作穩定，才能保數控機床工作的精度、效率和自動(dòng)化，否則，難以在生產(chǎn)實(shí)際中使用；
它是社會(huì )需求、科技水平和人員素質(zhì)三者的結合，缺一不成。如果人員素質(zhì)差、科技水平達不到，則難以滿(mǎn)足社會(huì )需求。人是一切活動(dòng)的主體，需要各種精通業(yè)務(wù)的專(zhuān)家、人才和熟練技術(shù)工人，互相配合，共同完成。否則，數控機床難以順利發(fā)展。
工業(yè)發(fā)達國家發(fā)展數控機床的主要經(jīng)驗
數控機床出現至今的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、日三國是當今世上在數控機床科研、設計、制造和使用上，技術(shù)經(jīng)驗多的國家。因其社會(huì )條件不同，各有特點(diǎn)。
美國的特點(diǎn)是，政府重視機床工業(yè)，美國國防部等部門(mén)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(kāi)放式數控系統等。由於美國首先結合汽車(chē)、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動(dòng)化所需的自動(dòng)線(xiàn)。當今美國不僅生產(chǎn)宇航等使用的高性能數控機床，也為中小企業(yè)生產(chǎn)廉價(jià)實(shí)用的數控機床(如Haas、Fadal公司等)。其存在的教訓是，偏重於基礎科研，忽視應用技術(shù)，且在上世紀80代政府一度放松了引導，致使數控機床產(chǎn)量增加緩慢，於1982年被後進(jìn)的日本超過(guò)，并大量進(jìn)口。從90年代起，糾正過(guò)去偏向，數控機床技術(shù)上轉向實(shí)用，產(chǎn)量又逐漸上升。
德國政府一貫重視機床工業(yè)的重要戰略地位，在多方面大力扶植。特別講究“實(shí)際”與“實(shí)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(dòng)化的基礎上，於1956年研制出數控機床後，一直堅持實(shí)事求是，講求科學(xué)精神，不斷穩步前進(jìn)。德國特別注重科學(xué)試驗，理論與實(shí)際相結合，基礎科研與應用技術(shù)科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門(mén)緊密合作，對用戶(hù)產(chǎn)品、加工工藝、機床布局結構、數控機床的共性和特性問(wèn)題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數控機床質(zhì)量及性能良好、貨真價(jià)實(shí)，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實(shí)用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門(mén)子公司之數控系統和Heidenhain公司之精密光柵，均為世界聞名，競相采用。
日本政府對機床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過(guò)規劃、法規(如“機振法”、“機電法”、“機信法”等)引導發(fā)展。在重視人才及機床元部件配套上學(xué)習德國，在質(zhì)量管理及數控機床技術(shù)上學(xué)習美國，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(dòng)化，繼而全力發(fā)展中小批柔性生產(chǎn)自動(dòng)化的數控機床。自1958年研制出數控機床後，1978年產(chǎn)量(7,342臺)超過(guò)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%)。戰略上先仿後創(chuàng )，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數控機床，大量出口，占去世界廣大市場(chǎng)。在上世紀80年代開(kāi)始進(jìn)一步加強科研，向高性能數控機床發(fā)展。在策略上，首先通過(guò)學(xué)習美國全面質(zhì)量管理(TQC)，變?yōu)槁毠ぷ杂X(jué)群體活動(dòng)，保產(chǎn)品質(zhì)量。進(jìn)而加速發(fā)展電子、計算機技術(shù)，進(jìn)入世界前列，為發(fā)展機電一體化的數控機床開(kāi)道。日本在發(fā)展數控機床的過(guò)程中，狠抓關(guān)鍵，突出發(fā)展數控系統。日本FANUC公司戰略正確，仿創(chuàng )結合，針對性地發(fā)展市場(chǎng)所需各種低中高檔數控系統，該公司現有職工3,674人，科研人員超過(guò)600人，月產(chǎn)能力7,000套，銷(xiāo)售額在世界市場(chǎng)上占50%，在國內約占70%，對加速日本和世界數控機床的發(fā)展起了重大促進(jìn)作用。
中國數控機床現狀及發(fā)展中的主要問(wèn)題
數控機床的現狀
目前，中國機床工業(yè)廠(chǎng)多人眾。2000年，金切機床制造廠(chǎng)約358家(20.6萬(wàn)人)，成形機床制造廠(chǎng)191家(約6.5萬(wàn)人)，共計549家(27.1萬(wàn)人)。其中生產(chǎn)數控金切機床的約150家，生產(chǎn)數控成形機床的約30家，共計約180家，占廠(chǎng)家總數的1/3。2001年金切機床產(chǎn)量19.2萬(wàn)臺，內數控金切機床17,521臺，約占9%。
總的來(lái)說(shuō)：數控機床產(chǎn)量不斷增長(cháng)，2001年為1991年的3.6倍；進(jìn)口量增長(cháng)較快，達29倍，出口量有所增加，但數目較小，為4.8倍；數控機床消費量增加較快，達7.9倍。產(chǎn)量滿(mǎn)足不了社會(huì )發(fā)展的需求。
從金額上看，2001年數控機床進(jìn)口17,679臺，計14.1億美元，出口2,509臺，計0.44億美元，進(jìn)口額為出口額之32倍。進(jìn)口大、出口小。
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