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數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史范文1
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；進(jìn)給伺服系統(tǒng)；發(fā)展趨勢；
自20世紀(jì)末開始，我國制造業(yè)就開始了由制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)的腳步，機(jī)床制造業(yè)也跟著取得數(shù)控機(jī)床快速增長的業(yè)績。機(jī)床是先進(jìn)制造技術(shù)和制造信息集成的重要元素，既是生產(chǎn)力要素，又是重要商品。機(jī)床的發(fā)展和創(chuàng)新在一定程度上能映射出加工技術(shù)的主要趨勢。近年來，我國在數(shù)控機(jī)床和機(jī)床工具行業(yè)對外合資合作進(jìn)一步加強(qiáng)，無論在精度、速度、性能，還是智能化方面都取得了相當(dāng)?shù)某煽?。在國際貿(mào)易中，很多發(fā)達(dá)國家把數(shù)控機(jī)床視為具有高技術(shù)附加值、高利潤的主要機(jī)電出口產(chǎn)品。因此，對數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展歷程進(jìn)行總結(jié)分析，將有助于推進(jìn)我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)實現(xiàn)跨越式發(fā)展的目標(biāo)。
一、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)程
自上世紀(jì)50年代以來，世界數(shù)控機(jī)床主要經(jīng)歷了數(shù)控NC(NumericalControl)和計算機(jī)數(shù)控CNC(ComputerNumericalControl)2個階段。數(shù)控NC階段主要經(jīng)歷了以下3代：第1代數(shù)控系統(tǒng)，始于50年代初年，系統(tǒng)全部采用電子管元件，邏輯運算與控制采用硬件電路完成。第2代數(shù)控系統(tǒng)，始于50年代末，以晶體管元件和印刷電路板廣泛應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)為標(biāo)志。第3代數(shù)控系統(tǒng)，始于60年代中期，由于小規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使其體積變小、功耗降低，可靠性提高，推動了數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。計算機(jī)數(shù)控CNC階段也經(jīng)歷了3代：第4代數(shù)控系統(tǒng)，始于70年代，當(dāng)首個采用小型計算機(jī)的CNC裝置在芝加哥展覽會上露面時，標(biāo)志著CNC技術(shù)的問世；第5代數(shù)控系統(tǒng)，始于70年代后期，中、大規(guī)模集成電路技術(shù)取得成就，促使價格低廉、體積更小、集成度更高、工作可靠的微處理器芯片的產(chǎn)生，并逐步應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)；第6代數(shù)控系統(tǒng)，始于90年代初，受通用微機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的影響，數(shù)控系統(tǒng)正朝著以個人計算機(jī)(PC)為基礎(chǔ)，向著開放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等方面進(jìn)一步發(fā)展。數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機(jī)械傳動系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)組成。其中進(jìn)給伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的重要功能部件，其性能是決定數(shù)控機(jī)床加工性能的極其重要的技術(shù)指標(biāo)。因此提高進(jìn)給伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性與靜態(tài)特性的品質(zhì)是人們始終追求的目標(biāo)。接下來主要介紹一下進(jìn)給伺服系統(tǒng)和機(jī)械傳動系統(tǒng)的發(fā)展歷程。
1、進(jìn)給伺服系統(tǒng)
進(jìn)給伺服系統(tǒng)是以運動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，它是一個很典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，主要由位置控制單元、速度控制單元、驅(qū)動元件(電機(jī))、檢測與反饋單元和機(jī)械執(zhí)行部件幾個部分組成。根據(jù)系統(tǒng)使用的電動機(jī)的不同，進(jìn)給伺服系統(tǒng)分為4大類伺服系統(tǒng)：步進(jìn)伺服系統(tǒng)，直流伺服系統(tǒng)，交流伺服系統(tǒng)，直線伺服系統(tǒng)。
步進(jìn)伺服系統(tǒng)。在20世紀(jì)60年代以前，步進(jìn)伺服系統(tǒng)是以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的液壓伺服電動機(jī)或是以功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動為特征，伺服系統(tǒng)采用開環(huán)控制。步進(jìn)伺服系統(tǒng)接受脈沖信號，它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)過的角度取決于指令脈沖的頻率或個數(shù)。由于沒有檢測和反饋環(huán)節(jié)，步進(jìn)電機(jī)的精度取決于步距角的精度，齒輪傳動間隙等，所以它的精度較低。而且步進(jìn)電機(jī)在低頻時易出現(xiàn)振動現(xiàn)象，它的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降。又由于步進(jìn)伺服系統(tǒng)為開環(huán)控制，步進(jìn)電機(jī)在啟動頻率過高或負(fù)載過大時易出現(xiàn)“丟步”或“堵轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高容易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象。另外步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速需要的時間也較長，速度響應(yīng)較慢。但是由于其結(jié)構(gòu)簡單、易于調(diào)整、工作可靠、價格較低的特點，在許多要求不高的場合還是可以應(yīng)用的。
60~70年代后，數(shù)控系統(tǒng)大多采用直流伺服系統(tǒng)。直流伺服電機(jī)具有良好的寬調(diào)速性能。輸出轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，伺服系統(tǒng)也由開環(huán)控制發(fā)展為閉環(huán)控制，因而在工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域獲得了更加廣泛的運用。但是，隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，其相應(yīng)設(shè)備如精密數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等對電伺服系統(tǒng)提出越來越高的要求，尤其是精度、可靠性等性能。而傳統(tǒng)直流電動機(jī)采用的是機(jī)械式換向器，在應(yīng)用過程中面臨很多問題，如電刷和換向器易磨損，維護(hù)工作量大，成本高；換向器換向時會產(chǎn)生火花，使電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速及應(yīng)用環(huán)境受到限制；直流電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、對其他設(shè)備易產(chǎn)生干擾。
交流伺服系統(tǒng)針對直流電動機(jī)的缺點，人們一直在努力尋求以交流伺服電動機(jī)取代具有機(jī)械換向器和電刷的直流伺服電動機(jī)的方法，以滿足各種應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是高精度、高性能伺服驅(qū)動領(lǐng)域的需要。但是由于交流電機(jī)具有強(qiáng)耦合、非線性的特性，控制非常復(fù)雜，所以高性能運用一直受到局限。自80年代以來，隨著電子電力等各項技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，在矢量控制算法方面的突破，原來一直困擾著交流電動機(jī)的問題得以解決，交流伺服發(fā)展越來越快。直線伺服系統(tǒng)永磁同步直線電機(jī)在推力、動態(tài)性能、定位精度方面比其他直線電機(jī)更具優(yōu)越性，因而PMLSM越來越多的用于直線伺服系統(tǒng)中。但由于直線伺服系統(tǒng)存在很大的參數(shù)攝動和負(fù)載擾動，此外還存在“邊端效應(yīng)”等問題，因此，采用傳統(tǒng)的比例(P)或比例積分(PI)位置調(diào)節(jié)器的矢量控制系統(tǒng)很難滿足高性能伺服系統(tǒng)的要求。
2、機(jī)械傳動系統(tǒng)
機(jī)械傳動系統(tǒng)由數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)，進(jìn)給運動系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)工作臺與導(dǎo)軌組成。數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)的作用就是產(chǎn)生不同的主軸切削速度以滿足不同的加工條件要求。主傳動系統(tǒng)組成包括主軸電動機(jī)、傳動系統(tǒng)和主軸組件等。其中動力源部分包括：電機(jī)；傳動系統(tǒng)包括：定比傳動機(jī)構(gòu)、變速裝置；運動控制裝置包括：離合器、制動器；執(zhí)行件包括：主軸等。進(jìn)給運動是以保證刀具與工件相對位置關(guān)系為目的，被加工工件的輪廓精度和位置精度都受到進(jìn)給運動的傳動精度、靈敏度和穩(wěn)定性的直接影響。進(jìn)給運動是數(shù)字控制系統(tǒng)的直接控制對象。對于閉環(huán)控制系統(tǒng)，還要在進(jìn)給運動的末端加上位置檢測系統(tǒng)，并將測量的實際位移反饋到控制系統(tǒng)中，以使運動更準(zhǔn)確?；剞D(zhuǎn)工作臺的作用：按照數(shù)控裝置的指令做回轉(zhuǎn)分度或連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給。導(dǎo)軌的作用：起導(dǎo)向及支承作用，它的精度、剛度及結(jié)構(gòu)形式等對機(jī)床的加工精度和承載能力有直接影響。為了保證數(shù)控機(jī)床具有較高的加工精度和較大的承載能力，要求其導(dǎo)軌具有較高的導(dǎo)向精度、足夠的剛度、良好的耐磨性、良好的低速運動平穩(wěn)性，同時應(yīng)盡量使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，便于制造、調(diào)整和維護(hù)。數(shù)控機(jī)床常用的導(dǎo)軌按其接觸面間摩擦性質(zhì)的不同可分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。在數(shù)控機(jī)床上常用的滑動導(dǎo)軌有液體靜壓導(dǎo)軌、氣體靜壓導(dǎo)軌和貼塑導(dǎo)軌。
1)液體靜壓導(dǎo)軌：在兩導(dǎo)軌工作面間通入具有一定壓力的油，形成靜壓油膜，使導(dǎo)軌工作面間處于純液態(tài)摩擦狀態(tài)，摩擦系數(shù)極低，多用于進(jìn)給運動導(dǎo)軌。
2)氣體靜壓導(dǎo)軌：在兩導(dǎo)軌工作面間通入具有恒定壓力的氣體，使兩導(dǎo)軌面形成均勻分離，以得到高精度的運動。這種導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，不易引起發(fā)熱變形，但會隨空氣壓力波動而使空氣膜發(fā)生變化，且承載能力小，故常用于負(fù)荷不大的場合。
3)貼塑導(dǎo)軌：在動導(dǎo)軌的摩擦表面上貼上一層由塑料等其它化學(xué)材料組成的塑料薄膜軟帶，其優(yōu)點是導(dǎo)軌面的摩擦系數(shù)低，且動靜摩擦系數(shù)接近，不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象；塑料的阻尼性能好，具有吸收振動能力，可減小振動和噪聲；耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性、可加工性能好；工藝簡單、成本低。滾動導(dǎo)軌的最大優(yōu)點是摩擦系數(shù)很小，一般為0.0025~0.005，比貼塑料導(dǎo)軌還小很多，且動、靜摩擦系數(shù)很接近，因而運動輕便靈活，在很低的運動速度下都不出現(xiàn)爬行，低速運動平穩(wěn)性好，位移精度和定位精度高。滾動導(dǎo)軌的缺點是抗振性差，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本較高。近年來數(shù)控機(jī)床愈來愈多地采用由專業(yè)廠家生產(chǎn)的直線滾動導(dǎo)軌副或滾動導(dǎo)軌塊。這種導(dǎo)軌組件本身制造精度很高，對機(jī)床的安裝基面要求不高，安裝、調(diào)整都非常方便。
3、數(shù)控機(jī)床加工程序的結(jié)構(gòu)
數(shù)控機(jī)床程序分成程序開始、程序內(nèi)容和程序結(jié)束三部分。
第一部分程序開始部分。主要定義程序號，調(diào)出零件加工坐標(biāo)系、加工刀具、啟動主軸、打開冷卻液等方面的內(nèi)容。數(shù)控程序主軸最高轉(zhuǎn)速限制定義G50S2000，設(shè)置主軸的最高轉(zhuǎn)速為2000RPM，對于數(shù)控車床來說，這是一個非常重要的指令。坐標(biāo)系定義如不作特殊指明，數(shù)控系統(tǒng)默認(rèn)G54坐標(biāo)系。返回參考點指令G28U0，為避免換刀過程中，發(fā)生刀架與工件或夾具之間的碰撞和/或干涉，一個有效的方法是機(jī)床先回到X軸方向的機(jī)床參考點，并離開主軸一段安全距離。刀具定義G0T0505M8，自動調(diào)5號左偏刀5號刀補(bǔ)，開啟冷卻液。主軸轉(zhuǎn)速定義G96S150M4，恒定線速度S功能定義，S功能使數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速指令功能，有兩種表達(dá)方式，一種是以r/min或rpm作為計量單位；另一種是以m/min為計量單位。數(shù)控車床的S代碼必須與G96或G97配合使用才能設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速或切削速度。G97：轉(zhuǎn)速指令，定義和設(shè)置每分鐘的轉(zhuǎn)速。G96：恒線速度指令，使工件上任何位置上的切削速度都是一樣的。
第二部分程序內(nèi)容部分。程序內(nèi)容是整個程序的主要部分，由多個程序段組成。每個程序段由若干個字組成，每個字又由地址碼和若干個數(shù)字組成，它表示數(shù)控機(jī)床要完成的全部動作。常見的為G指令和M指令以及各個軸的坐標(biāo)點組成的程序段，并增加了進(jìn)給量的功能定義。F功能是指進(jìn)給速度的功能，數(shù)控車床進(jìn)給速度有兩種表達(dá)方式，一種是每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，即用mm/r單位表示，主要用于車加工的進(jìn)給；另一種和數(shù)控銑床相同采用每分鐘進(jìn)給量，即用mm/min單位表示。主要用于車銑加工中心中銑加工的進(jìn)給。
第三部分程序結(jié)尾部分。在程序結(jié)尾，需要刀架返回參考點或機(jī)床參考點，為下一次換刀的安全位置，同時進(jìn)行主軸停止，關(guān)掉冷卻液，程序選擇停止或結(jié)束程序等動作?；貐⒖键c指令G28U0為回X軸方向機(jī)床參考點，G0Z300.0為回Z軸方向參考點。停止指令M01為選擇停止指令，只有當(dāng)設(shè)備的選擇停止開關(guān)打開時才有效；M30為程序結(jié)束指令，執(zhí)行時，冷卻液、進(jìn)給、主軸全部停止。數(shù)控程序和數(shù)控設(shè)備復(fù)位并回到加工前原始狀態(tài)，為下一次程序運行和數(shù)控加工重新開始做準(zhǔn)備。
二、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢
進(jìn)入21世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)與國際全面接軌，進(jìn)入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。數(shù)控機(jī)床正向高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、網(wǎng)絡(luò)化、多軸化、綠色化等方面發(fā)展。
高速化。新一代數(shù)控機(jī)床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展，采用新型功能部件(如電主軸、直線電機(jī)、LM直線滾動系統(tǒng)等)主軸轉(zhuǎn)速達(dá)15，000r/min以上。計算機(jī)技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機(jī)床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來越大，計算機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來了機(jī)床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡化，數(shù)控機(jī)床的智能化程度日趨提高。
高精度化。一臺機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計法)，就是一臺高精度機(jī)床，在0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計法)以下，就是超高精度機(jī)床。高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造(CAM)系統(tǒng)的發(fā)展，精密度已達(dá)到微米級。
功能復(fù)合化。工件一次裝夾，能進(jìn)行多種工序復(fù)合加工，可大大地提高生產(chǎn)效率和加工精度，是機(jī)床一貫追求的。由于產(chǎn)品開發(fā)周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應(yīng)提高，機(jī)床也朝高效能發(fā)展。機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)。產(chǎn)品對外觀曲線要求的提高，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。
控制智能化。隨著人工智能在計算機(jī)領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補(bǔ)償、運動參數(shù)動態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ?，而且人機(jī)界面極為友好，并具有故障診斷專家系統(tǒng)，使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。為日本Mazak公司最新推出的E—zizith型臥式加工中心，將信息技術(shù)與制造技術(shù)融為一體。在制造過程中，加工、檢測一體化是實現(xiàn)快速制造、快速檢測和快速響應(yīng)的有效途徑，已形成將測量、建模、加工、機(jī)器操作四者融合在一個系統(tǒng)中，實現(xiàn)信息共享，促進(jìn)測量、建模、加工、操作一體化的4M智能系統(tǒng)。
體系開放化。計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動數(shù)控技術(shù)更快地更新?lián)Q代。許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用Pc機(jī)豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性，并可以較容易地實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機(jī)技術(shù)，使編程、操作以及技術(shù)升級和更新變得更加簡單快捷。開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的，數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶可以根據(jù)這些開放的資源進(jìn)行系統(tǒng)集成，同時它也為用戶根據(jù)實際需要靈活配置數(shù)控系統(tǒng)帶來極大方便，促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。同時，這種數(shù)控系統(tǒng)可隨CPU升級而升級，而結(jié)構(gòu)可以保持不變。
驅(qū)動并聯(lián)化。并聯(lián)運動機(jī)床克服了傳統(tǒng)機(jī)床串聯(lián)機(jī)構(gòu)移動部件質(zhì)量大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導(dǎo)軌進(jìn)給、作業(yè)自由度偏低、設(shè)備加工靈活性和機(jī)動性不夠等固有缺陷，在機(jī)床主軸(一般為動平臺)與機(jī)座(一般為靜平臺)之間采用多桿并聯(lián)聯(lián)接機(jī)構(gòu)驅(qū)動，通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應(yīng)自由度的運動，可實現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復(fù)雜特種零件的加工，具有現(xiàn)代機(jī)器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點。
并聯(lián)機(jī)床作為一種新型的加工設(shè)備，已成為當(dāng)前機(jī)床技術(shù)的一個重要研究方向，受到了國際機(jī)床行業(yè)的高度重視，被認(rèn)為是“自發(fā)明數(shù)控技術(shù)以來在機(jī)床行業(yè)中最有意義的進(jìn)步”和“21世紀(jì)新一代數(shù)控加工設(shè)備”。
極端化(大型化和微型化)。國防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機(jī)床的支撐。而超精密加工技術(shù)和微納米技術(shù)是21世紀(jì)的戰(zhàn)略技術(shù)，需發(fā)展能適應(yīng)微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機(jī)床包括微切削加工(車、銑、磨)機(jī)床、微電加工機(jī)床、微激光加工機(jī)床和微型壓力機(jī)等的需求量正在逐漸增大。
信息交互網(wǎng)絡(luò)化。對于面臨激烈競爭的企業(yè)來說，使數(shù)控機(jī)床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在車間各個部門間暢通無阻是非常重要的。既可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，又能實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、培訓(xùn)、教學(xué)、管理，還可實現(xiàn)數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)(數(shù)控機(jī)床故障的遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)等)。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個稱為信息塔(e-Tower)的外部設(shè)備，包括計算機(jī)、手機(jī)、機(jī)外和機(jī)內(nèi)攝像頭等，能夠?qū)崿F(xiàn)語音、圖形、視像和文本的通信故障報警顯示、在線幫助排除故障等功能，是獨立的、自主管理的制造單元。
新型功能部件。為了提高數(shù)控機(jī)床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應(yīng)用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括：高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動機(jī)與主軸部件的集成，具有體積小、轉(zhuǎn)速高、可無級調(diào)速等一系列優(yōu)點，在各種新型數(shù)控機(jī)床中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用；直線電動機(jī)：近年來，直線電動機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，雖然其價格高于傳統(tǒng)的伺服系統(tǒng)，但由于負(fù)載變化擾動、熱變形補(bǔ)償、隔磁和防護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)得到簡化，機(jī)床的動態(tài)性能有了提高。如：西門子公司生產(chǎn)的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動機(jī)已開始廣泛應(yīng)用于高速銑床、加工中心、磨床、并聯(lián)機(jī)床以及動態(tài)性能和運動精度要求高的機(jī)床等；德國EX-CELL-O公司的XHC臥式加工中心三向驅(qū)動均采用兩個直線電動機(jī)；電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動機(jī)與滾珠絲桿的集成，可以大大簡化數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)，具有傳動環(huán)節(jié)少、結(jié)構(gòu)緊湊等一系列優(yōu)點。
高可靠性。數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比，增加了數(shù)控系統(tǒng)和相應(yīng)的監(jiān)控裝置等，應(yīng)用了大量的電氣、液壓和機(jī)電裝置，易于導(dǎo)致出現(xiàn)失效的概率增大；工業(yè)電網(wǎng)電壓的波動和干擾對數(shù)控機(jī)床的可靠性極為不利，而數(shù)控機(jī)床加工的零件型面較為復(fù)雜，加工周期長，要求平均無故障時間在2萬小時以上。為了保證數(shù)控機(jī)床有高的可靠性，就要精心設(shè)計系統(tǒng)、嚴(yán)格制造和明確可靠性目標(biāo)以及通過維修分析故障模式并找出薄弱環(huán)節(jié)。國外數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時間在7~10萬小時以上，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時間僅為10000小時左右，國外整機(jī)平均無故障工作時間達(dá)800小時以上，而國內(nèi)最高只有300小時。
加工過程綠色化。隨著日趨嚴(yán)格的環(huán)境與資源約束，制造加工的綠色化越來越重要，而中國的資源、環(huán)境問題尤為突出。因此，近年來不用或少用冷卻液、實現(xiàn)干切削、半干切削節(jié)能環(huán)保的機(jī)床不斷出現(xiàn)，并在不斷發(fā)展當(dāng)中。在21世紀(jì)，綠色制造的大趨勢將使各種節(jié)能環(huán)保機(jī)床加速發(fā)展，占領(lǐng)更多的世界市場。
多媒體技術(shù)的應(yīng)用。多媒體技術(shù)集計算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力，因此也對用戶界面提出了圖形化的要求。合理的人性化的用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。除此以外，在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，應(yīng)用于實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等，因此有著重大的應(yīng)用價值。
三、數(shù)控機(jī)床發(fā)展中所存在的問題
由于我國的技術(shù)水平和基礎(chǔ)工業(yè)相對其他發(fā)達(dá)國家比較落后，數(shù)控機(jī)床的性能、水平和可靠性與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比差距還很大。因此，加速進(jìn)行中國數(shù)控系統(tǒng)的工程化、商品化攻關(guān)，盡快建成與完善我國數(shù)控機(jī)床和數(shù)控產(chǎn)業(yè)成了我國的主要任務(wù)。目前，我國在發(fā)展數(shù)控機(jī)床業(yè)中存在的主要問題主要有以下幾點：
缺乏實事求是的科學(xué)精神，忽視了數(shù)控機(jī)床本身的技術(shù)特點、發(fā)展規(guī)律，沒有實事求是地制定數(shù)控機(jī)床發(fā)展的規(guī)劃，盲目性大。
缺乏系統(tǒng)深入的科研工作難以對各種技術(shù)資料進(jìn)行積累，設(shè)計方法陳舊，僅靠類比模仿進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，既缺乏機(jī)床創(chuàng)新的基本理論，又缺乏豐富的生產(chǎn)實際經(jīng)驗，對高效自動化機(jī)床、數(shù)控機(jī)床的剛度、振動、熱變形、噪聲、精度補(bǔ)償?shù)然A(chǔ)技術(shù)缺乏深入研究，對各類機(jī)床加工工藝、布局、結(jié)構(gòu)、導(dǎo)軌、卡軸、卡具等應(yīng)用技術(shù)又缺乏認(rèn)真試驗，難以創(chuàng)新設(shè)計出優(yōu)質(zhì)適銷的先進(jìn)產(chǎn)品。
沒有合理地運用資源，這主要表現(xiàn)在兩點：第一，對于所涉及到的研究所、廠房等沒有綜合應(yīng)用、取長補(bǔ)短，往往見到的是他們孤軍作戰(zhàn)，而且各單位忙于生存，普遍缺乏深入系統(tǒng)的科研工作，更沒有做到生產(chǎn)一代、研制一代、預(yù)研一代等可持續(xù)的發(fā)展；第二，機(jī)床行業(yè)人員素質(zhì)低，缺乏各方面人才，而且各研究單位、企業(yè)、人才流失嚴(yán)重，科研、設(shè)計力量十分虛弱，往往呈現(xiàn)低效運行狀態(tài)。
我國制造業(yè)大環(huán)境的制約。由于沒有在全國范圍內(nèi)發(fā)展大量大批生產(chǎn)自動化，對高效自動化機(jī)床的卞機(jī)設(shè)計的基本功較差，而機(jī)床的品種結(jié)構(gòu)發(fā)展，全靠主機(jī)設(shè)計本領(lǐng)加以變化，因此，依靠引進(jìn)和合作生產(chǎn)來發(fā)展各類卞機(jī)，至今我國許多高性能、新結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床大都為合作產(chǎn)品，基本處于仿制階段。缺乏吸引高層次、高素質(zhì)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的環(huán)境，高速、柔性、精密機(jī)床配套技術(shù)的自主研發(fā)能力低。對國外技術(shù)重引進(jìn)、輕消化吸收的問題仍很突出?！跋痹谡麄€資金投入中所占的比例相對其他工業(yè)發(fā)達(dá)國家來講太低。
四、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展策略
從上世紀(jì)80年代起，我國機(jī)床制造業(yè)對數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床一直給予較大的關(guān)注。但是由于我們的數(shù)控技術(shù)與其他工業(yè)發(fā)達(dá)國家差距較大，與國外一些先進(jìn)產(chǎn)品相比，仍存在著很大劣勢，使得我們總是處于技術(shù)跟蹤階段。面對這種情況，為了加速振興我國的機(jī)床制造業(yè)，提高我國的數(shù)控機(jī)床技術(shù)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)以下幾個方面的研究工作：
1、以高速化為先導(dǎo)，提高數(shù)控機(jī)床的綜合性能
數(shù)控機(jī)床的高速化是提高其高效、柔性和高精化的一個重要措施。分析中型加工中心的高速化與高精化的發(fā)展歷程，可以得出，作為表征其切削運動高速化的主軸最高轉(zhuǎn)速和最大進(jìn)給速度，大致持續(xù)地以每10年增長1倍的比率上升，而表征壓縮機(jī)床輔助時間的快移速度(指以滾珠絲杠和旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)驅(qū)動)和自動換刀/工作臺轉(zhuǎn)位速度，基本上以每12~15年翻一番的速度增長，1993年后逐步推廣用直線電動機(jī)直接驅(qū)動的新技術(shù)，使加工中心的快移速度比用滾珠絲杠副驅(qū)動時又提高了1倍。高速化的發(fā)展還要多注意2個問題：從先進(jìn)適用出發(fā)確定高速范圍；高速化要和機(jī)床的結(jié)構(gòu)和控制性能相匹配。
2、推進(jìn)μm工程，研制高效精密數(shù)控機(jī)床
目前國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床尚缺少高效、高可靠性且加工精度達(dá)微米級的產(chǎn)品。為此，需研發(fā)一些能兼顧高效化和高精化的數(shù)控制造裝備以適應(yīng)汽車制造業(yè)加工關(guān)鍵零件的需求。由于這些數(shù)控制造裝備的加工精度主要在微米級(μm)范圍內(nèi)，因此可稱為μm級制造裝備及技術(shù)研究，簡稱“μm工程”。
3、發(fā)展復(fù)合加工數(shù)控機(jī)床、縮短制造過程鏈
加快復(fù)合數(shù)控機(jī)床的發(fā)展步伐，提高工序的集中度，使加工過程鏈集約化，可以提高多品種單件和中小批量加工的工效，也有利于加工精度的穩(wěn)定性。復(fù)合數(shù)控機(jī)床可以減少在不同數(shù)控機(jī)床間進(jìn)行工序的轉(zhuǎn)換而引起的待工以及多次上下料等時間。通常這些時間占零件整個生產(chǎn)周期的40%~60%，即使在信息管理良好的情況下，仍將占20%左右。因此，復(fù)合數(shù)控機(jī)床具有明顯的技術(shù)效果。為了避免復(fù)合機(jī)床因功能的擴(kuò)展而過多地引起結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和成本的增加，還需要探求兩個問題：通過創(chuàng)新技術(shù)擴(kuò)大功能部件的適用面來簡化結(jié)構(gòu)；發(fā)展模塊化和可重構(gòu)化的復(fù)合機(jī)床。
4、高效柔性化的新一代制造系統(tǒng)
1995年開始研究的在可重構(gòu)制造技術(shù)支持下，構(gòu)建具有適應(yīng)大批量高效柔性化生產(chǎn)的可重組制造系統(tǒng)(RMS)是一個值得注意的發(fā)展動向。其核心為制造系統(tǒng)能物理組態(tài)，即根據(jù)加工對象的變化方便地進(jìn)行布局和設(shè)備配置的調(diào)整，發(fā)展了能對多變的市場需求做出合理的配置規(guī)劃和易于調(diào)整的布局方式、適應(yīng)重構(gòu)的控制軟件、開放式控制系統(tǒng)和規(guī)范化接口以及能快速提升系統(tǒng)重組后制造質(zhì)量的診斷系統(tǒng)等技術(shù)，使其兼具專用生產(chǎn)線的高效性能和適用的柔性以取得更佳的經(jīng)濟(jì)性，已在生產(chǎn)中取得了初步成功的應(yīng)用。
5、發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造單元，推進(jìn)企業(yè)制造能力的高效柔性化
當(dāng)前，國內(nèi)外一些機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造企業(yè)在從分布式網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)盟制造的角度出發(fā)研究相適應(yīng)的制造單元，強(qiáng)化其自治管理能力，能與企業(yè)的資源計劃(erp)，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)和計算機(jī)輔助設(shè)計/計算機(jī)輔助制造/計算機(jī)輔助工程(CAD/CAPP/CAM)的信息集成，進(jìn)而通過與客戶關(guān)系管理(CRM)和供應(yīng)鏈管理(SCM)的聯(lián)系做出智能決策，實施并行工程、可視化監(jiān)控等以提高機(jī)床利用率，實現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)。
6、開展可靠性設(shè)計，加強(qiáng)全面質(zhì)量管理，保證數(shù)控機(jī)床的可靠性增長
為了保證數(shù)控機(jī)床有高的可靠性，設(shè)計時不僅要考慮其功能和力學(xué)特性，還要進(jìn)行可靠性設(shè)計，根據(jù)可靠性要求合理分配各組成件的可靠性指標(biāo)，在配套件采購和制造過程中重視質(zhì)量要求，加強(qiáng)全面質(zhì)量管理以求可靠性的不斷增長。
7、提高技術(shù)人員的綜合素質(zhì)。
中國機(jī)床工業(yè)的振興，數(shù)控機(jī)床的加速發(fā)展，歸根到底，取決于人員素質(zhì)的提高、工業(yè)文化水平的提高、人才的加速培養(yǎng)，有效的深化改革、改組、改制，切切實實加強(qiáng)科學(xué)管理，提高工作質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動生產(chǎn)率。進(jìn)入21世紀(jì)知識經(jīng)濟(jì)時代，科學(xué)知識作為重要生產(chǎn)要素的機(jī)床，其作用將更加突出。
數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史范文2
20世紀(jì)中期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計算機(jī)的出現(xiàn)，給自動化技術(shù)帶來了新的概念，用數(shù)字化信號對機(jī)床運動及其加工過程進(jìn)行控制，推動了機(jī)床自動化的發(fā)展。
采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)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(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司（ParsonsCorporation）實現(xiàn)的。他們在制造飛機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動機(jī)翼時，利用全數(shù)字電子計算機(jī)對機(jī)翼加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并考慮到刀具直徑對加工路線的影響，使得加工精度達(dá)到±0.0381mm（±0.0015in），達(dá)到了當(dāng)時的最高水平。
1952年，麻省理工學(xué)院在一臺立式銑床上，裝上了一套試驗性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實現(xiàn)了同時控制三軸的運動。這臺數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上第一臺數(shù)控機(jī)床。
這臺機(jī)床是一臺試驗性機(jī)床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上，第一臺工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生產(chǎn)出來。
在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床，因為數(shù)控機(jī)床能夠解決普通機(jī)床難于勝任的、需要進(jìn)行輪廓加工的曲線或曲面零件。
然而，由于當(dāng)時的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門使用外，在其他行業(yè)沒有得到推廣使用。
到了1960年以后，點位控制的數(shù)控機(jī)床得到了迅速的發(fā)展。因為點位控制的數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡單得多。因此，數(shù)控銑床、沖床、坐標(biāo)鏜床大量發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計資料表明，到1966年實際使用的約6000臺數(shù)控機(jī)床中，85%是點位控制的機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床的發(fā)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(shù)控機(jī)床，它能實現(xiàn)工件一次裝卡而進(jìn)行多工序的加工。這種產(chǎn)品最初是在1959年3月，由美國卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）開發(fā)出來的。這種機(jī)床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具，根據(jù)穿孔帶的指令自動選擇刀具，并通過機(jī)械手將刀具裝在主軸上，對工件進(jìn)行加工。它可縮短機(jī)床上零件的裝卸時間和更換刀具的時間。加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要的品種，不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心，還有用于回轉(zhuǎn)整體零件加工的車削中心、磨削中心等。
1967年，英國首先把幾臺數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、歐、日等也相繼進(jìn)行開發(fā)及應(yīng)用。1974年以后，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床，使數(shù)控的軟件功能加強(qiáng)，發(fā)展成計算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（簡稱為CNC機(jī)床），進(jìn)一步推動了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和大力發(fā)展。
80年代，國際上出現(xiàn)了1～4臺加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動裝卸和監(jiān)控檢驗裝置的柔性制造單元（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或更高級的集成制造系統(tǒng)中使用。
目前，F(xiàn)MS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領(lǐng)域擴(kuò)展，從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。
所以機(jī)床數(shù)控技術(shù)，被認(rèn)為是現(xiàn)代機(jī)械自動化的基礎(chǔ)技術(shù)。
那什么是車床呢？據(jù)資料所載，所謂車床，是主要用車刀對旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。在車床上還可用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行相應(yīng)的加工。車床主要用于加工軸、盤、套和其他具有回轉(zhuǎn)表面的工件，是機(jī)械制造和修配工廠中使用最廣的一類機(jī)床。
古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉(zhuǎn)，并手持刀具而進(jìn)行切削的。1797年，英國機(jī)械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動刀架的現(xiàn)代車床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。1817年，另一位英國人羅伯茨采用了四級帶輪和背輪機(jī)構(gòu)來改變主軸轉(zhuǎn)速。
為了提高機(jī)械化自動化程度，1845年，美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床；1848年，美國又出現(xiàn)回輪車床；1873年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動車床，不久他又制成三軸自動車床；20世紀(jì)初出現(xiàn)了由單獨電機(jī)驅(qū)動的帶有齒輪變速箱的車床。
第一次世界大戰(zhàn)后，由于軍火、汽車和其他機(jī)械工業(yè)的需要，各種高效自動車床和專門化車床迅速發(fā)展。為了提高小批量工件的生產(chǎn)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(fā)展。50年代中，發(fā)展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。數(shù)控技術(shù)于60年代開始用于車床，70年代后得到迅速發(fā)展。
車床依用途和功能區(qū)分為多種類型。
普通車床的加工對象廣，主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的調(diào)整范圍大，能加工工件的內(nèi)外表面、端面和內(nèi)外螺紋。這種車床主要由工人手工操作，生產(chǎn)效率低，適用于單件、小批生產(chǎn)和修配車間。
轉(zhuǎn)塔車床和回轉(zhuǎn)車床具有能裝多把刀具的轉(zhuǎn)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，適用于成批生產(chǎn)。
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(fù)加工一批同樣的工件，適用于大批、大量生產(chǎn)。
多刀半自動車床有單軸、多軸、臥式和立式之分。單軸臥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后或上下，用于加工盤、環(huán)和軸類工件，其生產(chǎn)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(huán)，適用于形狀較復(fù)雜的工件的小批和成批生產(chǎn)，生產(chǎn)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于水平面，工件裝夾在水平的回轉(zhuǎn)工作臺上，刀架在橫粱或立柱上移動。適用于加工較大、較重、難于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，刀架周期地作徑向往復(fù)運動，用于鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。通常帶有鏟磨附件，由單獨電動機(jī)驅(qū)動的小砂輪鏟磨齒面。
專門車床是用于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(lián)合車床主要用于車削加工，但附加一些特殊部件和附件后，還可進(jìn)行鏜、銑、鉆、插、磨等加工，具有“一機(jī)多能”的特點，適用于工程車、船舶或移動修理站
看機(jī)床的水平主要看金屬切削機(jī)床，其他機(jī)床技術(shù)和復(fù)雜性不高，就是近幾年很流行的電加工機(jī)床，也只是方法的改變，沒什么復(fù)雜性和科技含量。
我國的數(shù)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(fā)展為數(shù)控車床，銑床發(fā)展為加工中心。高精度多軸機(jī)床，可以讓復(fù)雜零件在精度和形狀上一次到位，例如，飛機(jī)上的一個復(fù)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(fù)合數(shù)控機(jī)床幾天甚至幾個小時就全干好了，而且精度比你設(shè)計的還高。零件精度高就意味著壽命長，可靠性好。
由普通發(fā)展到數(shù)控，一個人頂原來的十個，在精度上，更是沒法說，適應(yīng)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?，F(xiàn)在用數(shù)控設(shè)備，只要你會編程，把參數(shù)輸進(jìn)去就可以了，很簡單，剛畢業(yè)的技校學(xué)生都會，而且批量的產(chǎn)品質(zhì)量也有保證。
自美國在50年代末搞出世界一臺數(shù)控車床后，機(jī)床制造業(yè)就進(jìn)入了數(shù)控時代，中國在六十年代也搞出了第一代數(shù)控機(jī)床，但后來中國進(jìn)入了什么年代，大家都知道。等80年代我們再去看世界的數(shù)控機(jī)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(jìn)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(lián)的路子，什么叫蘇聯(lián)的路子，舉個例子來講：比如，生產(chǎn)一根軸，蘇聯(lián)的方式是建一個專用生產(chǎn)線，用多臺專用機(jī)床，好處是批量很容易上去，但一旦這根軸的參數(shù)發(fā)生了變化，這條線就報廢了，生產(chǎn)人員也就沒事做了。在1960－1980年代，國營工廠一個產(chǎn)品生產(chǎn)幾十年不變樣。到了1980年代后，當(dāng)時搞商品經(jīng)濟(jì)，這些廠不能迅速適應(yīng)市場，經(jīng)營就困難了，到了90年代就大量破產(chǎn)，大量職工下崗?，F(xiàn)代的生產(chǎn)也有大批量生產(chǎn)，但主要是單件小批量，不管是那種，只要你的設(shè)備是數(shù)控的，適應(yīng)起來就快。專業(yè)機(jī)床的路子已經(jīng)到頭了，;西方走的路和前蘇聯(lián)不一樣，當(dāng)年的“東芝”事件，就是日本東芝賣給蘇聯(lián)了幾臺五軸聯(lián)動的數(shù)控銑床，讓蘇聯(lián)在潛艇的推進(jìn)螺旋槳上的制造，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(lián)的機(jī)床制造業(yè)也落后了，他們落后，我們就更不用說了。雖然，美國搞出了世界第一臺數(shù)控機(jī)床，但數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，還是要數(shù)德國。德國本來在機(jī)械方面就是世界第一，數(shù)控機(jī)床無非就是搞機(jī)電一體化，機(jī)械方面德國已沒問題，剩下的就是電子系統(tǒng)方面，德國的電子系統(tǒng)工業(yè)本來就強(qiáng)大，所以在上世紀(jì)六、七十年代，德國就執(zhí)機(jī)床界的牛耳了。
但日本人的強(qiáng)項就是仿造，從上世紀(jì)70年代起，日本大量從德國引進(jìn)技術(shù)，消化后大量仿造，經(jīng)過努力，日本在90年代起，就超越了德國，成為世界第一大數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國，直到現(xiàn)在還是。他們在機(jī)床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在機(jī)床復(fù)合（一機(jī)多種功能）化方面，是世界第一。數(shù)控機(jī)床的核心就在數(shù)控系統(tǒng)方面，日本目前在系統(tǒng)方面也排世界第一，主要是它的發(fā)拿科公司。第一代的系統(tǒng)用步進(jìn)電機(jī)，我們現(xiàn)在也能造，第二代用交流伺服電機(jī)。現(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)的核心就是交流伺服電機(jī)和系統(tǒng)內(nèi)的邏輯控制軟件，交流伺服電機(jī)我們國家目前還沒有誰能制造，這是一個光學(xué)、機(jī)械、電子的綜合體。邏輯控制軟件就是控制機(jī)床的各軸運動，而這些軸是用伺服電機(jī)驅(qū)動的，一般的系統(tǒng)能同時控制3軸，高級系統(tǒng)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(tǒng)，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(jī)床，100％進(jìn)口。
機(jī)床是一個國家制造業(yè)水平高低的象征，其核心就是數(shù)控系統(tǒng)。我們目前不要說系統(tǒng)，就是國內(nèi)造的質(zhì)量稍微好一點的數(shù)控機(jī)床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進(jìn)口的，主要是買日本的，我們自產(chǎn)的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。目前國內(nèi)的各大機(jī)床廠，數(shù)控系統(tǒng)100％外購，各廠家一般都買日本發(fā)那科、三菱的系統(tǒng)，占80％以上，也有德國西門子的系統(tǒng)，但比較少。德國西門子系統(tǒng)為什么用的少呢？早期，德國系統(tǒng)不太能適合我們的電網(wǎng)，我們的電網(wǎng)穩(wěn)定性不夠，西門子系統(tǒng)的電子伺服模塊容易燒壞。日本就不同了，他們的系統(tǒng)就燒不壞。近來西門子系統(tǒng)改進(jìn)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(tǒng)漢語化最近才有，不像日本，老早就有漢語化版的。
就國產(chǎn)高級數(shù)控機(jī)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。美國為什么沒有能成為數(shù)控機(jī)床制造大國呢？這個和他們當(dāng)時制定產(chǎn)業(yè)政策的人有關(guān)，再加上當(dāng)時美國的勞動力貴，買比制造劃算。機(jī)床屬于投資大，見效慢，回報率底的產(chǎn)業(yè)，而且需要技術(shù)積累。不太附和美國情況。但后來美國發(fā)現(xiàn)，機(jī)床屬于戰(zhàn)略物資，沒有它，飛機(jī)、大炮、坦克、軍艦的制造都有問題，所以他們重新制定政策，扶植了一些機(jī)床廠，規(guī)定了一些單位只能買國產(chǎn)設(shè)備，就是貴也得買，這就為美國保留了一些數(shù)控機(jī)床行業(yè)。美國機(jī)床在世界上沒有什么競爭力。
歐洲的機(jī)床，除德國外，瑞士的也很好，要說超高精密機(jī)床，瑞士的相當(dāng)好，但價格也是天價。一般用戶用不起。意大利、英國、法國屬于二流，中國很少買他們的機(jī)床。西班牙為了讓中國進(jìn)口他們的機(jī)床，不惜貸款給中國，但買的人也很少??借錢總是要還的。
韓國、臺灣的數(shù)控機(jī)床制造能力比大陸地區(qū)略強(qiáng)，不過水平差不多。他們也是在上世紀(jì)90年代引進(jìn)日本技術(shù)發(fā)展的。韓國應(yīng)該好一點，它有自己制造的、已經(jīng)商業(yè)化了的數(shù)控系統(tǒng)，但進(jìn)口到中國的機(jī)床，應(yīng)我們的要求，也換成了日本系統(tǒng)。我們對他們的系統(tǒng)信不過。韓國數(shù)控機(jī)床主要有兩家：大宇和現(xiàn)代。大宇目前在我國設(shè)有合資企業(yè)。臺灣機(jī)床和我們大體一樣，自己造機(jī)械部分，系統(tǒng)采購日本的。但他們的機(jī)床質(zhì)量差，壽命短，目前在大陸影響很壞。其實他們比我們國產(chǎn)的要好一點。但我們自己的差，我們還能容忍，臺灣的機(jī)床是用美金買來的，用的不好，那火就大了。臺灣最主要的幾家機(jī)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(nèi)的競爭中，也打著“國產(chǎn)”的旗號。
近來隨著中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也引起了世界一些主要機(jī)床廠商的注意，2000年，日本最大的機(jī)床制造商“馬扎克”在中國銀川設(shè)立了一家數(shù)控機(jī)床合資廠，據(jù)說制造水平相當(dāng)高，號稱“智能化、網(wǎng)絡(luò)化”工廠，和世界同步。今年日本另外一家大機(jī)床廠大隈公司在北京設(shè)立了一家能年產(chǎn)1000臺數(shù)控機(jī)床的控股公司，德國的一家很有名的企業(yè)也在上海設(shè)立了工廠。
目前，國家制定了一些政策，鼓勵國民使用國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，各廠家也在努力追趕。國內(nèi)買機(jī)床最多的是軍工企業(yè)，一個購買計劃里，80％是進(jìn)口，國產(chǎn)機(jī)床滿足不了需要。今后五年內(nèi)，這個趨勢不會改變。不過就目前國內(nèi)的需要來講，我國的數(shù)控機(jī)床目前能滿足中低檔產(chǎn)品的訂貨。
美、德、日三國是當(dāng)今世上在數(shù)控機(jī)床科研、設(shè)計、制造和使用上，技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗最多的國家。因其社會條件不同，各有特點。
1.美國的數(shù)控發(fā)展史
美國政府重視機(jī)床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù),并且提供充足的經(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(jī)床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機(jī)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，而且電子、計算機(jī)技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機(jī)床的主機(jī)設(shè)計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機(jī)床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當(dāng)今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機(jī)床，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(jī)床產(chǎn)量增加緩慢，于1982年被后進(jìn)的日本超過，并大量進(jìn)口。從90年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機(jī)床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱?，產(chǎn)量又逐漸上升。
2.德國的數(shù)控發(fā)展史
德國政府一貫重視機(jī)床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。，於1956年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后，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，對數(shù)控機(jī)床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機(jī)床。德國特別重視數(shù)控機(jī)床主機(jī)及配套件之先進(jìn)實用，其機(jī)、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)，均為世界聞名，競相采用。
3.日本的數(shù)控發(fā)展史
日本政府對機(jī)床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機(jī)振法”、“機(jī)電法”、“機(jī)信法”等)引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機(jī)床元部件配套上學(xué)習(xí)德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控機(jī)床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國，甚至青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。自1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床后，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)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀(jì)80年代開始進(jìn)一步加強(qiáng)科研，向高性能數(shù)控機(jī)床發(fā)展。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)，在技術(shù)上領(lǐng)先，在產(chǎn)量上居世界第一。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(jī)床的發(fā)展起了重大促進(jìn)作用。4.我國的現(xiàn)狀
我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，中國于1958年研制出第一臺數(shù)控機(jī)床，發(fā)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(shù)控機(jī)床特點、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(地區(qū))引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機(jī)床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)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(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。
在20余年間，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計、制造、使用和維護(hù)的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機(jī)床，供應(yīng)國內(nèi)市場的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機(jī)床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機(jī)電法”、“機(jī)信法”那樣的指引；嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)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(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費第一大國、機(jī)床進(jìn)口第一大國，2004年中國機(jī)床主機(jī)消費高達(dá)94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。
2003年開始，中國就成了全球最大的機(jī)床消費國，也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國。目前正在提高機(jī)械加工設(shè)備的數(shù)控化率，1999年，我們國家機(jī)械加工設(shè)備數(shù)控華率是5－8％，目前預(yù)計是15－20％之間。一、什么是數(shù)控機(jī)床車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機(jī)械加工方法，所謂機(jī)械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機(jī)床，數(shù)控機(jī)床就是在普通機(jī)床上發(fā)展過來的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機(jī)床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機(jī)床就成了數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然，普通機(jī)床發(fā)展到數(shù)控機(jī)床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)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(shù)控設(shè)備，主要是指數(shù)控車床和加工中心。我國目前各種門類的數(shù)控機(jī)床都能生產(chǎn)，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(jī)床集團(tuán)收購了德國西思機(jī)床公司，意義很大，如果大力消化技術(shù)，可以縮短不少差距。大連機(jī)床公司也從德國引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)。上海一家企業(yè)購買日本著名的機(jī)床制造商池貝。，近幾年隨著中國制造的崛起，歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并，如馬毫、斯濱納等。日本經(jīng)濟(jì)不景氣，有不少在80年代很出名的機(jī)床制造商倒閉，例如：新瀉鐵工所。二、數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向六個方面：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高速、高精度、符合、環(huán)保。目前德國和瑞士的機(jī)床精度最高，綜合起來，德國的水平最高，日本的產(chǎn)值最大。美國的機(jī)床業(yè)一般。中國大陸、韓國。臺灣屬于同一水平。但就門類、種類多少而言，我們應(yīng)該能進(jìn)世界前4名。三、數(shù)控系統(tǒng) 由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)、和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成。目前世界最大的三家廠商是：日本發(fā)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(nèi)由華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。華中數(shù)控這幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯，但差就差在電器硬件上，故障率比較高。華中數(shù)控也有意向數(shù)控機(jī)床業(yè)進(jìn)軍，但機(jī)床的硬件方面不行，質(zhì)量精度一般。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。廣州機(jī)床廠的簡易數(shù)控系統(tǒng)也不錯。我們國家機(jī)床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)。
四、機(jī)床精度1、機(jī)械加工機(jī)床精度分靜精度、加工精度（包括尺寸精度和幾何精度）、定位精度、重復(fù)定位精度等5種。2、機(jī)床精度體系：目前我們國家內(nèi)承認(rèn)的大致是四種體系：德國VDI標(biāo)準(zhǔn)、日本JIS標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)ISO標(biāo)準(zhǔn)、國標(biāo)GB，國標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)差不多。3、看一臺機(jī)床水平的高低，要看它的重復(fù)定位精度，一臺機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計法),就是一臺高精度機(jī)床，在0.005mm(ISO標(biāo)準(zhǔn).、統(tǒng)計法)以下，就是超高精度機(jī)床，高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。;4、加工出高精度零件，不只要求機(jī)床精度高，還要有好的工藝方法、好的夾具、好的刀具。五、目前世界著名機(jī)床廠商在我國的投資情況1、2000年，世界最大的專業(yè)機(jī)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(jī)床公司”的機(jī)床公司，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心和車銑復(fù)合中心。機(jī)床質(zhì)量不錯，目前效益良好，年產(chǎn)600臺，目前正在建2期工程，建成后可以年產(chǎn)1200臺。2、2003年，德國著名的機(jī)床制造商德馬吉在上海投資建廠，目前年組裝生產(chǎn)數(shù)控車床和立式加工中心120臺左右。3、2002年，日本著名的機(jī)床生產(chǎn)商大隈公司和北京第一機(jī)床廠合資建廠，年生產(chǎn)能力為1000臺，生產(chǎn)數(shù)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(chǎn)能力不知。5、臺灣省的著名機(jī)床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠，年生產(chǎn)能力800臺。5、民營企業(yè)進(jìn)入機(jī)床行業(yè)情況1、浙江日發(fā)公司，2000年投產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心。年生產(chǎn)能力300臺。2．2004年，浙江寧波著名的鑄塑機(jī)廠商海天公司投資生產(chǎn)機(jī)床，主要是從日本引進(jìn)技術(shù)，目前剛開始，起點比較高。3．2002年，西安北村投產(chǎn)，名字象日本的，其實老板是中國人，采用日本技術(shù)。生產(chǎn)小型儀表數(shù)控車床，水平相當(dāng)不錯。六、軍工企業(yè)技改情況軍工企業(yè)得到國家撥款開始于當(dāng)年“大使館被炸”，后來臺灣上臺后，大規(guī)模技改開始了，軍工企業(yè)進(jìn)入新一輪的技改高峰，我們很多軍工企業(yè)開始停止購買普通設(shè)備。尤其是近3年來，我們的軍工企業(yè)從歐洲和日本買了大批量的先進(jìn)數(shù)控機(jī)床。也從國內(nèi)機(jī)床廠哪里采購了大批普通數(shù)控機(jī)床，國內(nèi)機(jī)床廠商為了迎接這次大技改，也引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)，爭取軍工企業(yè)的高端訂單。聽在軍工企業(yè)的朋友講，如果再能“頂”三年，我們的整體水平會上一個臺階。 其實，總書記掌權(quán)以來，已經(jīng)把國防事業(yè)提到了和經(jīng)濟(jì)發(fā)展一樣的高度上，他說，我們要建立和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng)的國防能力，相信再過10年，隨著我國國防工業(yè)和汽車行業(yè)的發(fā)展，我們國家會誕生世界水平的機(jī)床制造商，也將會超越日本，成為世界第一機(jī)床生產(chǎn)大國。
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數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史范文3
引言
數(shù)控加工所用的數(shù)控機(jī)床及其以整體硬質(zhì)合金、可轉(zhuǎn)位刀具為代表的技術(shù)一起構(gòu)成了金屬切削發(fā)展史上的一次重要變革，數(shù)控技術(shù)給傳統(tǒng)的機(jī)械加工帶來了革命性的變化，引領(lǐng)機(jī)械加工向著高質(zhì)量、高效率方向前進(jìn)，產(chǎn)生了與傳統(tǒng)零件加工工藝方法明顯不同的數(shù)控加工新工藝。數(shù)控機(jī)床是高精度和高生產(chǎn)率的自動化機(jī)床，加工過程中的動作順序、運動部件的坐標(biāo)位置等功能，都是通過數(shù)字信息自動控制的，操作者在加工過程中無法人為干預(yù)補(bǔ)償。數(shù)控技術(shù)的種種特點都一一映射在數(shù)控加工工藝中，數(shù)控技術(shù)對機(jī)械加工工藝改變最大的三個因素分別是數(shù)控機(jī)床、數(shù)控刀具、氣液電柔性控制夾具。
1數(shù)控機(jī)床對加工工藝的改變
數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動系統(tǒng)和進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)，分別采用交流、直流主軸電動機(jī)和伺服電動機(jī)直接驅(qū)動，這兩類電動機(jī)調(diào)速范圍大，并可無級變速，因此使主軸箱、進(jìn)給變速箱及傳動系統(tǒng)大為簡化，傳動鏈大大縮短，齒輪、軸承、軸的結(jié)構(gòu)數(shù)量大為減少，甚至不用齒輪，由電機(jī)直接驅(qū)動主軸或進(jìn)給滾珠絲桿。數(shù)控機(jī)床常有配有自動換刀裝置、回轉(zhuǎn)工作臺（實現(xiàn)分度轉(zhuǎn)位、圓周進(jìn)給）、工件交換系統(tǒng)、對刀裝置、排屑裝置等，柔性制造系統(tǒng)還配有自動上下料系統(tǒng)等。
1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及性能對工藝的改變
數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及性能特點使一些傳統(tǒng)加工方法中應(yīng)慎用的加工方式變得可行，傳統(tǒng)的懸臂鏜和利用尾座導(dǎo)向支撐鏜，已被現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床中調(diào)頭鏜和各種固定循環(huán)方式所取代；傳統(tǒng)的孔位加工中的充填法、空刀法、修整法已被多種形式的圓弧插補(bǔ)、背鏜法和數(shù)控修整法所代替；最新出現(xiàn)的硬切削是一種新的加工工藝，在提高加工效率、降低加工成本、減少設(shè)備資金投入方面獨樹一幟，對傳統(tǒng)的磨削工藝提出挑戰(zhàn)，“以切代磨”將成為發(fā)展趨勢之一。普通銑削一般采用逆銑，因普通銑床的絲杠傳動之間的間隙較大而且不方便調(diào)整，導(dǎo)致加工時竄動，這種結(jié)構(gòu)逆銑加工質(zhì)量好；而數(shù)控機(jī)床采用高精度的滾珠絲杠，配置有調(diào)整間隙的裝置，這種結(jié)構(gòu)順銑加工質(zhì)量好。
1.2程序指令對工藝的改變
數(shù)控加工是在數(shù)控系統(tǒng)中預(yù)先輸入的程序指令來控制加工的，編程指令就能對機(jī)械加工工藝產(chǎn)生改變，數(shù)控加工有的循環(huán)加工指令，就直接改變了機(jī)械加工工藝。例如數(shù)控車削中的外圓粗加工固定循環(huán)G71、端面粗加工固定循環(huán)G72、復(fù)合固定循環(huán)G73，這三種粗加工循環(huán)直接把粗加工、半精加工合并；粗加工后跟上外圓精加工固定循環(huán)G70，把粗加工、精加工連貫；基于數(shù)控機(jī)床的自動換刀，搭配徑向切槽固定循環(huán)G75、螺紋切削復(fù)合循環(huán)G76，把軸類零件、盤套類零件的半精加工、切槽、車螺紋、精加工、倒角、倒圓角合為一道工序，循環(huán)程序指令直接把工序集中。一次裝夾連續(xù)完成車端面、車內(nèi)外圓柱（錐、?。┟?、切槽、車螺紋或者銑面、銑外形、銑槽、鉆孔、鏜孔等結(jié)構(gòu)要素加工，這種在數(shù)控機(jī)床上連續(xù)完成的多種加工，符合工序的定義，就定義為一道工序，這就是典型的工序集中，但如果是在傳統(tǒng)機(jī)械加工中，多種工藝方法是需要多道工序完成的。傳統(tǒng)工藝中所說的“工序”，在數(shù)控加工中，應(yīng)按照“工步”來理解，數(shù)控加工零件，工序雖只有一道，但加工過程仍是一步一步進(jìn)行，按相關(guān)定義，這一步一步的加工稱為“工步”。傳統(tǒng)加工中，工序較分散，每道工序中的工步內(nèi)容少，而數(shù)控加工中一道工序中的工步內(nèi)容很多，傳統(tǒng)加工工藝編制時將“工序”的編制作為重點，而數(shù)控加工中，著眼點就必然在“工步”上。
2數(shù)控刀具對加工工藝的改變
數(shù)控刀具也叫現(xiàn)代高效刀具，典型代表就是作為主流產(chǎn)品的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具和正在發(fā)展中的超硬刀具（金剛石、立方氮化硼刀具），數(shù)控刀具實際上是標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)物，要滿足數(shù)控機(jī)床自動換刀的要求，數(shù)控刀具一般不刃磨，即使要進(jìn)行刀具修磨涂層也是采用外包方式?，F(xiàn)代高效刀具就是要實現(xiàn)高效率、高精度、高可靠性、專用性，刀具廠商從單純的“賣刀”，轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蚋鶕?jù)加工特點及工件提供整套的高效加工解決方案，這是刀具業(yè)的一次重大戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，也就是刀具行業(yè)的供給側(cè)改革。客戶不但能從刀具樣本中選到合適的刀具，還能從刀具廠商中得到切削加工整體解決方案，刀具廠商對它提供了每一種刀片的都做過金屬切削實驗，對客戶提供切削用量參考數(shù)值，一本刀具樣本，還能當(dāng)成切削手冊使用。
2.1刀具卡、刀具庫管理
傳統(tǒng)工藝規(guī)程重工藝流程、工序過程，刀具僅僅是寫出來就行，比如“75。外圓車刀”，但數(shù)控刀具是標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)物，到刀具廠商或市場上購買的，必須選用適合機(jī)床刀具系統(tǒng)規(guī)格的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)刀柄，且刀片與刀桿要相配或刀具與刀柄要相配，所有刀具全都預(yù)先裝在刀庫里，通過數(shù)控程序的選刀和換刀指令進(jìn)行相應(yīng)的換刀動作，自動換刀裝置能夠迅速、準(zhǔn)確地把刀具安裝到機(jī)床主軸上或返回刀庫。所以數(shù)控工藝規(guī)程除了工藝流程、工序過程，還必須配有刀具卡，提供刀號、刀補(bǔ)、刀片刀桿、刀具刀柄的型號規(guī)格等信息，說明刀具加工的部位，最好能附上刀具圖，就更直觀，這就引入一個新的工藝任務(wù)———選刀，從刀具廠商樣本中選擇符合工藝要求的刀具，做刀具卡、刀具庫管理。
2.2新刀具產(chǎn)生新工藝
數(shù)控刀具技術(shù)的發(fā)展，新型高效刀具不斷涌現(xiàn)，使得金屬切削工藝規(guī)程發(fā)生了很多改變，比如現(xiàn)代企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率，減少或合并加工工序的趨勢也很明顯，例如取消半精加工，粗加工后直接進(jìn)行精加工，粗鏜后直接精鏜，鉆孔后精鉸一次到位，面粗銑后一次精銑達(dá)到要求，在粗加工中盡可能多地切除加工余量，隨后的一次精加工直接保證加工尺寸和形狀、位置精度以及表面加工質(zhì)量，這就對機(jī)床和刀具都提出了很高的要求，實際上就是工藝的改變，機(jī)床、刀具改變了工藝規(guī)程。再比如現(xiàn)代企業(yè)還在推廣使用新刀具，比如玉米銑刀（粗加工，比立銑刀耐用）、螺紋銑刀（在加工中心上銑螺紋，高效高精度）、螺紋旋風(fēng)銑（用車床來加工螺紋）、球刀（銑曲面）、槍鉆（鉆深孔）、刮齒刀（加工內(nèi)齒輪），新刀具直接產(chǎn)生新工藝。
3氣液電自動控制夾具
傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝方法是在普通機(jī)床上依靠夾具，采用“一人、一機(jī)、一刀、一道工序”的方法對零件進(jìn)行加工，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件一般需要多套工裝夾具、經(jīng)過幾十道工序、多次定位裝夾才能完成加工，導(dǎo)致加工零件的一致性差、加工效率低、工裝數(shù)量多、生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大、生產(chǎn)周期長等諸多弊端。數(shù)控機(jī)床通常采用高速切削或強(qiáng)力切削，加工過程自動化，對數(shù)控夾具提出了新的功能要求，首先是夾緊力要大，保證夾緊可靠，其次是柔性要好，適應(yīng)自動控制。所以數(shù)控夾具通常采用氣液電自動控制夾具，氣液電自動控制夾具最重要的是保證定位精確、夾緊可靠，夾具的導(dǎo)向由數(shù)控機(jī)床及數(shù)控裝置保證，夾具的對刀通過預(yù)對刀操作或用機(jī)外對刀儀檢測并輸入數(shù)控系統(tǒng)，夾具的分度轉(zhuǎn)位由回轉(zhuǎn)工作臺自動控制。比如數(shù)控車床采用液壓、氣動卡盤、液壓心軸或夾套，保證夾緊可靠。數(shù)控銑床、加工中心夾具不設(shè)置對刀裝置，由工件坐標(biāo)系原點與機(jī)床坐標(biāo)系原點建立聯(lián)系，通過預(yù)對刀操作或用機(jī)外對刀儀來保證工件與刀具的正確位置，位置精度由機(jī)床運動精度保證，所以數(shù)控銑床、加工中心通常采用通用夾具，例如機(jī)床用平口虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺等，但采用液壓或氣動作為夾緊動力源。數(shù)控鉆床夾具不用鉆模鉆套，利用數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)精確控制孔的位置和加工精度，可先用中心鉆點窩定孔中心，起到加工導(dǎo)向作用，然后用鉆削刀具加工孔深，如果是細(xì)長孔，可利用程序控制采用往復(fù)排屑鉆削方式加工。所以數(shù)控機(jī)床加工具有加工工序少，專用工裝數(shù)量少的特點，表1為原采用傳統(tǒng)加工工藝方法和現(xiàn)采用數(shù)控加工工藝方法的工藝生產(chǎn)情況對比，加工對象是一精度要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的殼體零件。綜上，基于數(shù)控機(jī)床、數(shù)控刀具、氣液電自動控制夾具技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控加工工藝的總趨勢是工序集中，自動控制，是對傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝的優(yōu)化排序。傳統(tǒng)機(jī)械加工過程中，機(jī)床、刀具、工裝夾具、檢測、工件調(diào)頭等因素，只要變化了其中一項，都會導(dǎo)致加工中斷而分出多道工序。數(shù)控加工工藝中，真正導(dǎo)致加工不連續(xù)只有更換機(jī)床，當(dāng)然工件調(diào)頭二次裝夾也會導(dǎo)致加工中斷，但隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，雙主軸數(shù)控機(jī)床的普及，未來可以保證即使是工件調(diào)頭二次裝夾，加工同樣連續(xù)，至于刀具、工裝夾具、檢測等都可以采用柔性自動控制技術(shù)保證加工連續(xù)。由于數(shù)控加工的切削用量朝著高切削速度、高進(jìn)給率和小背吃刀量的方向發(fā)展，所以在編寫具體工藝規(guī)程時，一般規(guī)定以一次定位裝夾為一道工序，每用一把刀具定為一個工步，并要求把每個工步的加工內(nèi)容、切削用量詳細(xì)標(biāo)出，工藝文件直接用于指導(dǎo)數(shù)控程序的編制。
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數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史范文4
1.實習(xí)目的：
生產(chǎn)實習(xí)是我們機(jī)自專業(yè)知識結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分，并作為一個獨立的項目列入專業(yè)教學(xué)計劃中的。其目的在于通過實習(xí)使學(xué)生獲得基本生產(chǎn)的感性知識，理論聯(lián)系實際，擴(kuò)大知識面；同時專業(yè)實習(xí)又是鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生業(yè)務(wù)能力及素質(zhì)的重要渠道，培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生具有吃苦耐勞的精神，也是學(xué)生接觸社會、了解產(chǎn)業(yè)狀況、了解國情的一個重要途徑，逐步實現(xiàn)由學(xué)生到社會的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)我們初步擔(dān)任技術(shù)工作的能力、初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能；體驗企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實際知識，對我們學(xué)習(xí)后面的課程乃至以后的工作，都是十分必要的基礎(chǔ)。
2.實習(xí)內(nèi)容：
①掌握機(jī)械加工工藝方面的知識及方法
②了解切削刀具方面的知識，熟悉常用刀具的結(jié)構(gòu)、選擇、用途等
③了解機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的知識，特別是加工中心等典型的數(shù)控設(shè)備
④了解企業(yè)生產(chǎn)管理模式，學(xué)習(xí)先進(jìn)的管理方式方法
⑤熟悉、鞏固鑄造工藝及設(shè)備方面的知識
3.實習(xí)時間：
①柳州工程機(jī)械廠-------------6月21日整天
②柳州東風(fēng)汽車廠-------------6月22日下午
③柳州鋼鐵廠-----------------6月23日上午
④柳州力風(fēng)塑料成型機(jī)廠-------6月23日下午
⑤上汽通用五菱公司-----------6月24日整天
⑥整理，寫實習(xí)報告-----------6月24日---7月2日
定點實習(xí)廠
柳州東風(fēng)汽車廠簡介
東風(fēng)柳汽公司是東風(fēng)汽車公司的控股子公司，也是東風(fēng)汽車公司在南方重要的載貨汽車和輕型乘用汽車生產(chǎn)基地，國家大型一檔企業(yè)。它還是國內(nèi)第一家生產(chǎn)中型柴油載重汽車的企業(yè)，贏得了“柴油東風(fēng)，柳汽正宗”的美譽(yù)。
1991年，東風(fēng)柳汽創(chuàng)出了“乘龍”品牌并迅速形成市場知名度，奠定了“一門雙杰，東風(fēng)乘龍”的產(chǎn)品格局。
自從1997年成為國內(nèi)最早通過iso9000質(zhì)量認(rèn)證的汽車生產(chǎn)企業(yè)之后，東風(fēng)柳汽的事業(yè)就上了一個臺階。2001年，東風(fēng)柳汽公司更是推出面向公務(wù)、商務(wù)和休閑旅游用車市場的新一代多功能輕型車－東風(fēng)“風(fēng)行”商旅車，吹響了進(jìn)軍國內(nèi)高檔輕型乘用車市場的號角。
目前，東風(fēng)柳汽已形成年產(chǎn)“東風(fēng)”和“乘龍”商用車60000輛、“風(fēng)行”乘用車30000輛的生產(chǎn)能力。
柳州汽車廠六個發(fā)展歷程
（1）建廠期：上世紀(jì)50年代，主要以農(nóng)用機(jī)械為主。
（2）1969年：生產(chǎn)出2.5t載用柳江牌卡車。
（3）1981年：生產(chǎn)出柴油翻斗車，同時加入了中國第二汽車制造廠，采用東風(fēng)品牌。
（4）1991年：柳汽生產(chǎn)出新品牌---乘龍（平頭車）。
（5）1997年：以75%的股權(quán)加入東風(fēng)集團(tuán)，成為其子公司，正式更名為東風(fēng)柳州汽車有限公司。
（6）2003年，成立東風(fēng)集團(tuán)和雷諾公司
生產(chǎn)基地：主廠、二基地（85年始建，位于柳江縣，占地為714畝）、三基地
七大車間：車橋車間、機(jī)械車間、工裝車間、熱處理車間、車架車間、車身車間、總裝車間
四大部件：汽車前后橋、舉升器油缸、車架、車身
生產(chǎn)線：重車線、大車線、小車線
2003年生產(chǎn)能力：大車60000輛小車30000輛
乘龍精神：自立自強(qiáng)創(chuàng)優(yōu)創(chuàng)新同心同德為國為民
通過在柳汽公司車橋廠的實習(xí)，我們比較全面地了解機(jī)械加工及相關(guān)典型零件的生產(chǎn)技術(shù)過程。初步了解典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品和設(shè)備的生產(chǎn)過程、培養(yǎng)我們收集資料的能力及提高分析問題的能力，使我們更好地學(xué)習(xí)、掌握機(jī)械工程專業(yè)知識。機(jī)械加工工藝方面我們重點了解了左殼–錐齒輪差速器這一典型零件的機(jī)械加工工藝過程，聽了有關(guān)技術(shù)人員對其的具體分析。并記下了該零件的工藝過程卡和工序卡等工藝文件。具體如下：（對應(yīng)的工藝過程卡、工藝簡圖和工序卡見附錄）
由于汽車轉(zhuǎn)彎時，左右兩邊輪子的行程不同，所以轉(zhuǎn)速不同，為防止轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)滑動、滑拖現(xiàn)象，必須使用差速器調(diào)節(jié)兩邊輪子的轉(zhuǎn)速。左殼–錐齒輪差速器是用來固定支承軸承，防止微塵和外來顆粒侵入到錐齒輪差速器里面和防止錐齒輪差速器里面的油外瀉。零件結(jié)構(gòu)比較簡單，在結(jié)構(gòu)上成對稱分布。生產(chǎn)綱領(lǐng)約為63000個，屬于大批量生產(chǎn)。
毛胚的選擇
零件一般是由毛胚加工而成。在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，毛胚主要有鑄件，鍛件和沖壓件等幾個種類。鑄件是把熔化的金屬液澆注到預(yù)先制作的鑄型腔中，待其冷卻凝固后獲得的零件毛胚。在一般機(jī)械中，鑄件的重量大都占總機(jī)重量的50%以上，它是零件毛胚的最主要來源。鑄件的突出優(yōu)點是它可以是各種形狀復(fù)雜的零件毛胚，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛胚，此外，鑄件成本低廉。其缺點是在其生產(chǎn)過程中，工序多，鑄件質(zhì)量難以控制，鑄件機(jī)械性能較差，鍛件是利用沖擊力或壓力使用，加熱后的金屬胚料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得的零件毛胚。鍛件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度往往不及鑄件。但是，鍛件具有良好的內(nèi)部組織，從而具有良好的機(jī)械性能。所以用于做承受重載和沖擊載荷的重要機(jī)器零件和工具的毛胚，沖壓件是利用沖床和專用模具，使金屬板料產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得的制體。沖壓通常是在常溫下進(jìn)行，沖壓件具有重量輕，剛性好，尺寸精度高等優(yōu)點，在很多情況下沖壓件可直接作為零件使用。選擇毛胚還應(yīng)該考慮的原因
（1）零件的力學(xué)性能要求相同的的材料采用不同的毛胚制造的方法，其力學(xué)性能有所不同。鑄鐵的強(qiáng)度，離心澆注，壓力澆注的鑄體，金屬型澆注的鑄體，沙型澆注的鑄體依次遞減；鋼質(zhì)零件的鍛造毛胚，其力學(xué)性能高于鋼質(zhì)棒料和鑄鋼體。
（2）零件的結(jié)構(gòu)形狀和外廓尺寸，直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料。相差較大時宜采用鍛件。形狀復(fù)雜的毛胚不宜采用金屬型鑄造。尺寸較大的毛胚，不宜采用摸鍛，壓鑄和精鑄。多采用沙型鑄造和自由鍛造。外型復(fù)雜的小零件宜采用精密鑄造的方法
（3）生產(chǎn)綱領(lǐng)和批量生產(chǎn)綱領(lǐng)大時宜采用高精度與高生產(chǎn)率的毛胚制造方法，生產(chǎn)綱領(lǐng)小時，宜采用設(shè)備投資小的毛胚制造方法
（4）現(xiàn)場生產(chǎn)條件和發(fā)展應(yīng)該經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和論證
零件的材料為qt450-10，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)簡單和對稱分布的特點，零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，
參觀實習(xí)廠
一.柳州工程機(jī)械廠簡介
廣西柳工機(jī)械股份有限公司是我國目前生產(chǎn)輪式裝載機(jī)系列產(chǎn)品規(guī)模最大、產(chǎn)量最多、質(zhì)量最好、設(shè)備最全的國家機(jī)械工業(yè)大型骨干企業(yè)，是廣西首家由國營大型企業(yè)改造、發(fā)行社會公眾股的股份制企業(yè)。
公司位于南疆龍城－－柳州市。凈資產(chǎn)3.89億元，員工5900人，生產(chǎn)區(qū)占地面積67萬平方米。主要名優(yōu)產(chǎn)品有：引進(jìn)美國卡特彼勒公司技術(shù)生產(chǎn)的zl60e、zl100b等zl系列輪式裝載機(jī)、井下裝載機(jī)和履帶式液壓挖掘機(jī)，已形成4000臺年生產(chǎn)能力的規(guī)模。
該公司計劃通過實施總投資約12億元的技術(shù)改造和外引內(nèi)聯(lián)、科、工、貿(mào)相結(jié)合等措施，2000年形成年產(chǎn)裝載機(jī)、挖掘機(jī)和推土機(jī)等多種工程機(jī)械系列產(chǎn)品10000臺的綜合生產(chǎn)能力，實現(xiàn)年銷售收入51.5億元和利稅12億元。本公司還將積極拓展房地產(chǎn)、商業(yè)貿(mào)易、服務(wù)旅游業(yè)及經(jīng)批準(zhǔn)的其它經(jīng)營業(yè)務(wù)。
二.入廠前培訓(xùn)
1.數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展
（1）1952年，在美國，計算機(jī)的應(yīng)用使得數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展得以有充分的條件。其最初用途為軍工業(yè)的生產(chǎn)。
（2）20世紀(jì)60年代，晶體管的發(fā)明使得數(shù)控機(jī)床批量生產(chǎn)得以實現(xiàn)。
（3）20世紀(jì)70年代，蘇聯(lián)的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量超過美國，成為世界上數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量第一的國家。
（4）20世紀(jì)80年代，日本的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量位居第一.其中尤以日本法拉克公司最為代表，其產(chǎn)量為全世界產(chǎn)量的30%,而德國的西門子產(chǎn)量也占15%。與此同時，在80年代初期我國也引進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)。
數(shù)控機(jī)床的分類
（1）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床：一般由普通機(jī)床改裝而成，精度和復(fù)雜程度較低，可實現(xiàn)兩軸聯(lián)動，可進(jìn)行平面加工，價格較便宜。
（2）全能型數(shù)控機(jī)床：精度和復(fù)雜程度較高，一般可實現(xiàn)三至五軸聯(lián)動，且有刀具庫，可自動換刀?？蛇M(jìn)行平面和空間立體加工，價格一般較貴。
2.柳州工程機(jī)械廠數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用
（1）1978年，柳州工程機(jī)械廠引進(jìn)了數(shù)控切割機(jī)和火焰切割機(jī)。其主要功能是用于分離機(jī)械元件、零件和x、y軸聯(lián)動的直線、圓弧切割。
（2）1985年，柳州工程機(jī)械廠從上海氣焊機(jī)廠引進(jìn)了z80單板機(jī)，其主要硬件設(shè)施有cpu、ctc、pto、eprom、ram×2。
（3）1988年，柳州工程機(jī)械廠引進(jìn)了一批價值600萬美元的先進(jìn)設(shè)備：
①數(shù)控車床
②立式、臥式車床
③數(shù)控火焰切割機(jī)
④數(shù)控折彎機(jī)
⑤三坐標(biāo)測量儀
⑥數(shù)控等離子切割步?jīng)_機(jī)
⑦機(jī)器人焊接線（位于結(jié)構(gòu)分廠）
⑧鑄制線
⑨雙立柱加工中心----其最大加工距離為：x10000mm；y3000mm；z1500mm；w600mm。
3.加工中心簡介
加工中心是具有刀庫的三軸聯(lián)動數(shù)控鏜銑床。其系統(tǒng)組成包括：數(shù)控系統(tǒng)cnc、驅(qū)動系統(tǒng)、測量及反饋系統(tǒng)i/o控制系統(tǒng)（plc）.加工中心分為立式加工中心、臥式加工中心、五面體加工中心等。
4.裝載機(jī)發(fā)展和發(fā)展趨勢
（1）世界裝載機(jī)發(fā)展史簡介
①20世紀(jì)初，美國出現(xiàn)第一臺裝載機(jī)，它是用馬車和鋼絲繩構(gòu)成，兼有驅(qū)動與裝載的功能。
數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史范文5
[關(guān)鍵詞]加工工藝； 改進(jìn)措施； 數(shù)控機(jī)床
中圖分類號：TH162 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）44-0094-01
引言
機(jī)械加工工藝是保證機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，尤其是零部件的質(zhì)量，包括零部件的尺寸加工、規(guī)格大小精度、表面質(zhì)量等方面。其加工的精度越符合標(biāo)準(zhǔn)要求，其創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益也就越高。一般情況下，機(jī)械加工工藝的操作流程是比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，同時再加上一系列繁瑣的操作步驟，所以在機(jī)械加工工藝過程中會出現(xiàn)一系列的不良因素的影響與干擾。因此，在機(jī)械加工的實際實踐過程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該及時的對加工工藝中存在的不利影響因素進(jìn)行總結(jié)與分析，并且要科學(xué)、合理、準(zhǔn)確的制定切實可行的工藝改進(jìn)措施。
一、機(jī)械加工工藝改進(jìn)的重要性
①幾何誤差對于機(jī)械加工工藝精度的不利影響。在機(jī)械及零部件生產(chǎn)企業(yè)加工工藝過程中，經(jīng)常會因為機(jī)械加工幾何誤差而造成對加工工藝精度的嚴(yán)重影響。機(jī)械零部件的加工是需要一定程度的加工工藝系統(tǒng)來作為支撐保障，這里說的加工工藝系統(tǒng)就是指機(jī)床、工具、工件、夾具等生產(chǎn)要素共同組成的工藝系統(tǒng)。《論語》中有這么一句話，“工欲善其事，必先利其器”。在對機(jī)械零件進(jìn)行切割的時候，假若機(jī)床自身存在著制造上的工藝缺陷，那么，在操作中就極有可能導(dǎo)致主軸回轉(zhuǎn)性誤差的發(fā)生，從而進(jìn)一步導(dǎo)致加工零部件出現(xiàn)不規(guī)則形狀或者造成工藝精度嚴(yán)重不合符標(biāo)準(zhǔn)。
②機(jī)械加工工藝除了受到幾何誤差的影響之外，還受到作用力阻礙變形的影響，受力變形也是影響加工工藝精度水準(zhǔn)的重要因素之一。機(jī)械加工工藝系統(tǒng)一般都是由機(jī)床、工具、工件、夾具共同組成的一個整體結(jié)構(gòu)，由于長時間受到各種作用力的影響，像夾緊力、切削力、慣性力、傳動力、重力等，時常會發(fā)生一定程度的彈性變形現(xiàn)象，進(jìn)而會破壞機(jī)械道具與工件之間的準(zhǔn)確位判斷，最終造成了加工工藝的誤差出現(xiàn)。
③對機(jī)械加工工藝進(jìn)行改造與更新，并進(jìn)行不斷的創(chuàng)新與研究，也是為了改變當(dāng)前我國機(jī)械加工工藝自動化和信息化水平較低的現(xiàn)狀。自從改革開放以來，我國在各行業(yè)各領(lǐng)域的發(fā)展都非常迅速，尤其是在機(jī)械加工工藝領(lǐng)域，積極地引進(jìn)外國的一些先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，使得國內(nèi)的機(jī)械加工工藝水平與質(zhì)量不斷得到提升。但從目前國際形勢來看，我國的機(jī)械加工工藝水準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國家相比較還是存在著明顯的差距。
二、改進(jìn)機(jī)械加工工藝應(yīng)遵循的原則
①確保生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量。改進(jìn)機(jī)械加工工藝的主要目的就是改善當(dāng)前落后的生產(chǎn)制造環(huán)境、提升生產(chǎn)效率、擴(kuò)大社會經(jīng)濟(jì)效益。所以，產(chǎn)品的質(zhì)量必須有保障，機(jī)械加工工藝操作標(biāo)準(zhǔn)必須按照國家最新標(biāo)準(zhǔn)章程來進(jìn)行，盡量保證零部件加工的尺寸精度與表面質(zhì)量。
②要確保生產(chǎn)操作的安全性。機(jī)械加工工藝必須嚴(yán)格的堅守與遵循國家行業(yè)機(jī)械安全操作規(guī)程來進(jìn)行，要讓勞動者在生產(chǎn)制造過程中得到最大的安全保障。
③改進(jìn)機(jī)械加工工藝要以提高生產(chǎn)效率、降低企業(yè)生產(chǎn)成本為目標(biāo)。
三、具體改進(jìn)措施
①首先，完善機(jī)械加工工藝系統(tǒng)及其補(bǔ)償控制措施。我們都知道，機(jī)械加工工藝系統(tǒng)是整個企業(yè)進(jìn)行機(jī)械加工工程的基礎(chǔ)，同時也是不斷提升產(chǎn)品加工精度的前提條件。面對當(dāng)前我國機(jī)械加工企業(yè)普遍存在的問題――機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的缺陷，我們可以通過引進(jìn)與借鑒國際上的一些先進(jìn)科學(xué)工藝技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上不斷的研發(fā)屬于自己的新工藝，并且完善企業(yè)內(nèi)部的管理與激勵機(jī)制，鼓勵企業(yè)內(nèi)部的員工進(jìn)行技術(shù)革新。
②其次，引進(jìn)數(shù)控機(jī)床，實現(xiàn)機(jī)械加工工藝的自動化、信息化、現(xiàn)代化。當(dāng)前我國國內(nèi)也有不少企業(yè)在機(jī)械加工工藝領(lǐng)域取得了很大的突破，但總體來看還是比較落后。絕大多數(shù)機(jī)械加工企業(yè)還是采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式與技術(shù)手段，傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝整體水平還是比較低，基本上是不可能實現(xiàn)機(jī)械高精度工件的加工設(shè)計的。當(dāng)前是以知識經(jīng)濟(jì)為核心的信息化時代，機(jī)床也是朝著數(shù)字化、信息化、現(xiàn)代化、智能化方向發(fā)展的。通過引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)控操作技術(shù)，并采用智能化的信息技術(shù)不斷更新與研發(fā)新工藝，使數(shù)控操作技術(shù)得到普及與應(yīng)用，數(shù)控加工工藝技術(shù)的不斷提升也會高水平的完成生產(chǎn)加工任務(wù)。
③做好科學(xué)的定位。工件在進(jìn)行機(jī)械加工設(shè)計時，必須運用以確定工件來對機(jī)床以及刀具位置的表面進(jìn)行操作，其定位基準(zhǔn)的選擇是否合理、準(zhǔn)確將會直接影響到零部件加工質(zhì)量的復(fù)雜程度。在改進(jìn)與制定加工工藝過程中，必須要有助于企業(yè)生產(chǎn)計劃及其生產(chǎn)調(diào)度。
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數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史范文6
論文關(guān)鍵詞：生產(chǎn)性實訓(xùn)基地,教學(xué)模式,式,任務(wù)驅(qū)動,模式,教,學(xué),做,考,一體化模式
引言：“十一五”期間，國家投入100億元重點建設(shè)職業(yè)教育的實訓(xùn)基地，各地也投入相應(yīng)的資金加強(qiáng)職教實訓(xùn)基地建設(shè)。各高職院校已經(jīng)普遍建立“職業(yè)教育面向行業(yè)實際、面向崗位需求開展人才培養(yǎng)”的辦學(xué)思想；也廣泛采用“改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，加強(qiáng)實踐教學(xué)，按照工作過程組織教學(xué)活動”的新的教學(xué)模式。然而，建設(shè)教學(xué)硬件易，推廣使用配套的先進(jìn)教學(xué)方法、教學(xué)組織和現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育手段難。怎樣才能更有效用好實訓(xùn)基地，縮短學(xué)生適應(yīng)崗位的時間，提高教育投資的效益，這就對高職院校實訓(xùn)基地教學(xué)模式提出了更高的要求。這個問題出現(xiàn)的一個很重要的原因是實訓(xùn)基地建設(shè)雖初具規(guī)模，但沒有相對成熟的與實訓(xùn)基地建設(shè)相配套的實訓(xùn)教學(xué)模式，這已成為制約我國職業(yè)教育發(fā)展的重要瓶頸。因此,探討與高職實訓(xùn)基地相配套的實訓(xùn)教學(xué)模式成為當(dāng)今高職重要的課題。
一、當(dāng)今高職院校實踐教學(xué)模式存在的問題
縱觀我國職業(yè)教育的百年發(fā)展史，特別是近20年的發(fā)展史，我國的職業(yè)教育取得了一定的成就，但如果橫向比較，與發(fā)達(dá)國家的職業(yè)教育相比，我國的職業(yè)教育還有很大差距。
1．高職院校實踐教學(xué)體系改革不深入，難以真正做到以學(xué)生為主體，實踐訓(xùn)練效果不佳
實訓(xùn)基地的建設(shè)難以真正做到以學(xué)生為主體,表現(xiàn)在：一是實訓(xùn)教學(xué)基地建設(shè)臺位數(shù)有限，設(shè)備更新速度較慢，學(xué)生訓(xùn)練量不夠，不能滿足教學(xué)目標(biāo)的要求；二是有些學(xué)校先進(jìn)設(shè)備維護(hù)運行成本較高，成了展品，僅供學(xué)生和校外的各方人士參觀，難以真正的用于教學(xué)；使得高職院校實訓(xùn)環(huán)境中先進(jìn)的教學(xué)模式改革難以推進(jìn)。
2．高職實踐基地教學(xué)模式?jīng)]有配套更新，學(xué)生的職業(yè)能力、職業(yè)素質(zhì)提高不到位
高職院校的理論和實踐教學(xué)體系雖然都作了相應(yīng)的改革，但自身由于受到師資條件的限制，很難在短時期內(nèi)培養(yǎng)出一支適應(yīng)職業(yè)教育需要的雙師型教師隊伍。一是先進(jìn)技術(shù)項目訓(xùn)練不夠，不能與企業(yè)技術(shù)應(yīng)用保持相對的一致性；二是校外實訓(xùn)基地建設(shè)難以進(jìn)行，大部分企業(yè)對接納學(xué)生頂崗實訓(xùn)熱情不高。同時，校企合作、工學(xué)結(jié)合等行之有效的培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的方法沒有得到有效的政策和機(jī)制保證，高職院校實訓(xùn)教學(xué)在操作中難度很大。
二、高職實訓(xùn)基地教學(xué)模式的客觀需求
1．教學(xué)模式
教學(xué)模式是運用系統(tǒng)方法對教學(xué)過程從理論與實踐的結(jié)合上所作的綱要性描述。它的主要任務(wù)是形成一種學(xué)習(xí)環(huán)境，以最適宜的方式促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)展。但是沒有一種模式是為完成所有類型的學(xué)習(xí)或者是為適用于所有學(xué)習(xí)風(fēng)格而設(shè)計的。當(dāng)前，教學(xué)模式正從單一性向多樣性發(fā)展；從以“教”為主向重“學(xué)”的方向發(fā)展。
2．與學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)相適應(yīng)的教學(xué)模式
職業(yè)能力是從事一門或若干相近職業(yè)所必備的本領(lǐng)，從職業(yè)能力所涉及的內(nèi)容范圍來看，涉及專業(yè)能力、方法能力、社會能力三大范疇（如圖1所示）。專業(yè)能力是職業(yè)業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的能力，而方法能力、社會能力是跨職業(yè)的“人性能力”。數(shù)控技術(shù)專業(yè)要明確著重培養(yǎng)如下的職業(yè)行為能力：
（1）專業(yè)能力
操作數(shù)控機(jī)床的基本技能、零件加工工藝性分析及制定工藝方案、程序編制、輸入及調(diào)試、切削加工及運行監(jiān)控、常用工藝裝備的使用與選擇、常用刀具的使用與選擇和獲得“數(shù)控機(jī)床操作工”中級或高級職業(yè)資格證書。
（2）社會能力
具有良好的職業(yè)道德和科學(xué)的創(chuàng)新精神、工作中的與他人的合作能力、交流與協(xié)商能力、具有決策能力和執(zhí)行能力、社會責(zé)任心和環(huán)境保護(hù)、語言及文字表達(dá)能力。
（3）方法能力
通過自學(xué)獲取新技術(shù)的能力、利用網(wǎng)絡(luò)、文獻(xiàn)等獲取信息的能力、自我控制與管理能力、制定工作計劃的能力、評價工作結(jié)果（自我、他人）的能力。
顯然，傳統(tǒng)的單一的教學(xué)模式遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)需求，作為一名優(yōu)秀教師，不能拘于使用一種教學(xué)模式。而應(yīng)從學(xué)生的實際情況出發(fā)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力水平差異,探索與學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)相適應(yīng)的教學(xué)模式，才能取得更好的教學(xué)效果。
三、高職院校實訓(xùn)基地教學(xué)模式實踐
根據(jù)調(diào)研確定生產(chǎn)性實訓(xùn)基地的幾種校企合作模式，加強(qiáng)與企業(yè)交流，使學(xué)生成為校企合作生產(chǎn)性實訓(xùn)基地建設(shè)的積極參與者和直接受益者。通過多次與兄弟院校交流，確立了實訓(xùn)基地建設(shè)的總體方案。共同探索適應(yīng)數(shù)控技術(shù)專業(yè)的實訓(xùn)基地教學(xué)模式。
