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國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r</P><P> </P><P> --------------------------------------------------------------------------------<BR> �。玻笆兰o(jì)人類社會最偉大的科技成果是計(jì)算機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用，計(jì)算機(jī)及控制技術(shù)在機(jī)械制造設(shè)備中的應(yīng)用是世紀(jì)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術(shù)進(jìn)步。自從１９５２年美國第１臺數(shù)控銑床問世至今已經(jīng)歷了５０個(gè)年頭。數(shù)控設(shè)備包括：車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專機(jī)，形成龐大的數(shù)控制造設(shè)備家族，每年全世界的產(chǎn)量有１０～２０萬臺，產(chǎn)值上百億美元。 世界制造業(yè)在２０世紀(jì)末的十幾年中經(jīng)歷了幾次反復(fù)，曾一度幾乎快成為夕陽工業(yè)，所以美國人首先提出了要振興現(xiàn)代制造業(yè)。９０年代的全世界數(shù)控機(jī)床制造業(yè)都經(jīng)過重大改組。如美國、德國等幾大制造商都經(jīng)過較大變動，從９０年代初開始已出現(xiàn)明顯的回升，在全世界制造業(yè)形成新的技術(shù)更新浪潮。如德國機(jī)床行業(yè)從２０００年至今已接受３個(gè)月以后的訂貨合同，生產(chǎn)任務(wù)飽滿。 </P><P> 我國數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在８０年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機(jī)床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來說，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在９０年代初期面臨國家經(jīng)濟(jì)由計(jì)劃性經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時(shí)期，那時(shí)生產(chǎn)能力降到５０％，庫存超過４個(gè)月。從１９９５年“九五”以后國家從擴(kuò)大內(nèi)需啟動機(jī)床市場，加強(qiáng)限制進(jìn)口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點(diǎn)支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進(jìn)作用，尤其是在１９９９年以后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。從２０００年８月份的上海數(shù)控機(jī)床展覽會和２００１年４月北京國際機(jī)床展覽會上，也可以看到多品種產(chǎn)品的繁榮景象。但也反映了下列問題： <BR> （１） 低技術(shù)水平的產(chǎn)品競爭激烈，互相靠壓價(jià)促銷； <BR> （２） 高技術(shù)水平、全功能產(chǎn)品主要靠進(jìn)口； <BR> （３） 配套的高質(zhì)量功能部件、數(shù)控系統(tǒng)附件主要靠進(jìn)口； <BR> （４） 應(yīng)用技術(shù)水平較低，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒有完全推廣使用； <BR> （５） 自行開發(fā)能力較差，相對有較高技術(shù)水平的產(chǎn)品主要靠引進(jìn)圖紙、合資生產(chǎn)或進(jìn)口件組裝。 <BR> 當(dāng)今世界工業(yè)國家數(shù)控機(jī)床的擁有量反映了這個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)能力和國防實(shí)力。目前我國是全世界機(jī)床擁有量最多的國家（近３００萬臺），但我們的機(jī)床數(shù)控化率僅達(dá)到１．９％左右，這與西方工業(yè)國家一般能達(dá)到２０％的差距太大。日本不到８０萬臺的機(jī)床卻有近１０倍于我國的制造能力。數(shù)控化率低，已有數(shù)控機(jī)床利用率、開動率低，這是發(fā)展我國２１世紀(jì)制造業(yè)必須首先解決的最主要問題。每年我們國產(chǎn)全功能數(shù)控機(jī)床３０００～４０００臺，日本１年產(chǎn)５萬多臺數(shù)控機(jī)床，每年我們花十幾億美元進(jìn)口７０００～９０００臺數(shù)控機(jī)床，即使這樣我國制造業(yè)也很難把行業(yè)中數(shù)控化率大幅度提上去。因此，國家計(jì)委、經(jīng)貿(mào)委從“八五”、“九五”就提出數(shù)控化改造的方針，在“九五”期間，我協(xié)會也曾做過調(diào)研。當(dāng)時(shí)提出數(shù)控化改造的設(shè)備可達(dá)８～１０萬臺，需投入８０～１００億資金，但得到的經(jīng)濟(jì)效益將是投入的５～１０倍以上。因此，這兩年來承擔(dān)數(shù)控化改造的企業(yè)公司大量涌現(xiàn)，甚至還有美國公司加入�！笆濉眲倓傞_始，國防科工委就明確提出了在軍工企業(yè)中投入６．８億元，用于對１．２～１．８萬臺機(jī)床的數(shù)控化改造。 <BR> 數(shù)控技術(shù)經(jīng)過５０年的２個(gè)階段和６代的發(fā)展： 第１階段：硬件數(shù)控（ＮＣ） 第１代：１９５２年的電子管 第２代：１９５９年晶體管分離元件 第３代：１９６５年的小規(guī)模集成電路 <BR> 第２階段：軟件數(shù)控（ＣＮＣ） 第４代：１９７０年的小型計(jì)算機(jī) 第５代：１９７４年的微處理器 第６代：１９９０年基于個(gè)人ＰＣ機(jī)（ＰＣ－ＢＡＳＥＯ） 第６代的系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)主要有： <BR> （１） 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可達(dá)到５萬小時(shí)以上； <BR> （２） 基于ＰＣ平臺，技術(shù)進(jìn)步快，升級換代容易； <BR> （３） 提供了開放式基礎(chǔ)，可供利用的軟、硬件資源豐富，使數(shù)控功能擴(kuò)展到很寬的領(lǐng)域（如ＣＡＤ、ＣＡＭ、ＣＡＰＰ，連接網(wǎng)卡、聲卡、打印機(jī)、攝影機(jī)等）； <BR> （４） 對數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠來說，提供了優(yōu)良的開發(fā)環(huán)境，簡化了硬件。 目前，國際上最大的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠是日本ＦＡＮＵＣ公司，１年生產(chǎn)５萬套以上系統(tǒng)，占世界市場約４０％左右，其次是德國的西門子公司約占１５％以上，再次是德海德漢爾，西班牙發(fā)格，意大利菲地亞，法國的ＮＵＭ，日本的三菱、安川。 <BR> 國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)廠家主要有華中數(shù)控、北京航天機(jī)床數(shù)控集團(tuán)、北京凱恩帝、北京凱奇、沈陽藝天、廣州數(shù)控、南京新方達(dá)、成都廣泰等，國產(chǎn)數(shù)控生產(chǎn)廠家規(guī)模都較小，年產(chǎn)都還沒有超過３００～４００套。 <BR> 近１０年數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)發(fā)展，在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。 <BR> （１） 高速化 由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床普遍提高各方面速度，車床主軸轉(zhuǎn)速由３０００～４０００ｒ／ｍｉｎ提高到８０００～１００００ｒ／ｍｉｎ，銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由４０００～８０００ｒ／ｍｉｎ提高到１２０００ｒ／ｍｉｎ、２４０００ｒ／ｍｉｎ、４００００ｒ／ｍｉｎ以上快速移動速度由過去的１０～２０ｍ／ｍｉｎ提高到４８ｍ／ｍｉｎ、６０ｍ／ｍｉｎ、８０ｍ／ｍｉｎ、１２０ｍ／ｍｉｎ在提高速度的同時(shí)要求提高運(yùn)動部件起動的加速度，其已由過去一般機(jī)床的０．５Ｇ（重力加速度）提高到１．５～２Ｇ，最高可達(dá)１５Ｇ，直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。 <BR> （２） 高精度化 數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的０．０１～０．０２ｍｍ提高到０．００８ｍｍ左右，亞微米級機(jī)床達(dá)到０．０００５ｍｍ左右，納米級機(jī)床達(dá)到０．００５～０．０１μｍ，最小分辨率為１ｎｍ（０．０００００１ｍｍ）的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已有產(chǎn)品。 數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高，納米級插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達(dá)到１μ的圓度，插補(bǔ)前多程序段預(yù)讀，大大提高插補(bǔ)質(zhì)量，并可進(jìn)行自動拐角處理等。 <BR> （３） 復(fù)合加工、新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn) 如５軸５面體復(fù)合加工機(jī)床，５軸５聯(lián)動加工各類異形零件。也派生出各新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu)，包括６軸虛擬軸機(jī)床，串并聯(lián)鉸鏈機(jī)床等。采用特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運(yùn)算方式，特殊編程要求。 <BR> （４） 使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床“如虎添翼”。如內(nèi)冷鉆頭由于使高壓冷卻液直接冷卻鉆頭切削刃和排除切屑，在鉆深孔時(shí)大大提高效率。加工鋼件切削速度能達(dá)１０００ｍ／ｍｉｎ，加工鋁件能達(dá)５０００ｍ／ｍｉｎ。 <BR> （５） 數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理，已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、異行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為２１世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要潮流。 <BR> 轉(zhuǎn)貼自：北京機(jī)床研究所
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中華工控網(wǎng)
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