数控机床的技术特点及其发展条件

   日期:2019-08-28     作者:工业品商城    浏览:5    
核心提示:1948年美国空军部门为制造飞机杂零件,提供设备研经费,由GL公司与MIT合作研究四年,於1952年试制出世界第一台数控铣床,立即生

1948年美国空军部门为制造飞机杂零件,提供设备研经费,由G&L公司与MIT合作研究四年,於1952年试制出世界第一台数控铣床,立即生产100台交付军工使用。在成果上显示了它是社会需求、科技水平、人员素质三者的结晶;在技术上则显示出机电一体化机床在控制方面的巨大创新。

   数控机床的技术特点

   数控机床具有以下三大突出的特点:

   利用二进制数学方式输入,加工过程可任意编程,主轴及进给速度可按加工工艺需要变化,且能实现多座标联动,易加工杂曲面。对於加工对象具有“易变、多变、善变”的特点,换批调整方便,可实现杂件多品种中小批柔性生产,适应社会对产品多样化的需求。但价格较昂贵,需要正确分析其使用的经济合理性;

   利用硬件和软件相组合,能实现信息反馈、补偿、自动加减速等功能,可进一步提高机床的加工精度、效率、自动化程度;

   是以电子控制为主的机电一体化机床,充分发挥了微电子、计算机技术特有的优点,易於实现信息化、智能化、网络化,可较易地组成各种先进制造系统,如FMSFTLFA,甚至将来的CIMS,能最大限度地提高工业的生产率、劳动生产率。

   数控机床发展的条件

   任何事物都有其特点与发展条件,人们掌握後才能加速其发展。数控机床的发展条件主要包括:

   它是机、电、液、气、光多学科各种高科技的综合性组合,特别是以电子、计算机等现代先进技术为基石,必须具有巩固的技术基础,互相配套,缺一不可。如不齐备,则数控机床难以顺利发展;

   数控机床是由主机、各种元部件(功能部件)和数控系统三大部分组成,还需先进的自动化刀具配合,才能实现加工,各个环节在技术上、质量上必须切实过关,确保工作可靠、稳定,才能保数控机床工作的精度、效率和自动化,否则,难以在生产实际中使用;

   它是社会需求、科技水平和人员素质三者的结合,缺一不成。如果人员素质差、科技水平达不到,则难以满足社会需求。人是一切活动的主体,需要各种精通业务的专家、人才和熟练技术工人,互相配合,共同完成。否则,数控机床难以顺利发展。

   工业发达国家发展数控机床的主要经验

   数控机床出现至今的50年,随科技、特别是微电子、计算机技术的进步而不断发展。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上,技术最先进、经验最多的国家。因其社会条件不同,各有特点。

   美国的特点是,政府重视机床工业,美国国防部等部门不断提出机床的发展方向、科研任务和提供充足的经费,且网罗世界人才,特别讲究“效率”和“创新”,注重基础科研。因而在机床技术上不断创新,如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS1987年首创开放式数控系统等。由於美国首先结合汽车、轴承生产需求,充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线,而且电子、计算机技术在世界上领先,因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实,且一贯重视科研和创新,故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国不仅生产宇航等使用的高性能数控机床,也为中小企业生产廉价实用的数控机床(HaasFadal公司等)。其存在的教训是,偏重於基础科研,忽视应用技术,且在上世纪80代政府一度放松了引导,致使数控机床产量增加缓慢,於1982年被後进的日本超过,并大量进口。从90年代起,纠正过去偏向,数控机床技术上转向实用,产量又逐渐上升。

   德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位,在多方面大力扶植。特别讲究“实际”与“实效”,坚持“以人为本”,师徒相传,不断提高人员素质。在发展大量大批生产自动化的基础上,於1956年研制出第一台数控机床後,一直坚持实事求是,讲求科学精神,不断稳步前进。德国特别注重科学试验,理论与实际相结合,基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作,对用户产品、加工工艺、机床布局结构、数控机床的共性和特性问题进行深入的研究,在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真价实,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别重视数控机床主机及配套件之先进实用,其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件,在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统和Heidenhain公司之精密光栅,均为世界闻名,竞相采用。

   日本政府对机床工业之发展异常重视,通过规划、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国,在质量管理及数控机床技术上学习美国,甚至青出於蓝而胜於蓝。日本也和美、德两国相似,充分发展大量大批生产自动化,继而全力发展中小批柔性生产自动化的数控机床。自1958年研制出第一台数控机床後,1978年产量(7,342)超过美国(5,688),至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台,出口27,409台,占59%)。战略上先仿後创,先生产量大而广的中档数控机床,大量出口,占去世界广大市场。在上世纪80年代开始进一步加强科研,向高性能数控机床发展。在策略上,首先通过学习美国全面质量管理(TQC),变为职工自觉群体活动,保产品质量。进而加速发展电子、计算机技术,进入世界前列,为发展机电一体化的数控机床开道。日本在发展数控机床的过程中,狠抓关键,突出发展数控系统。日本FANUC公司战略正确,仿创结合,针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统,在技术上领先,在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人,科研人员超过600人,月产能力7,000套,销售额在世界市场上占50%,在国内约占70%,对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。


 
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