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数控机床的发展史十篇

发布时间:2024-04-26 00:50:31

数控机床的发展史篇1

一、数控机床的发展历史

1946年诞生了世界上第一台电子计算机,这表明人类创造了可增强和部分代替脑力的劳动的工具。6年后,即在1952年,计算机技术应用到了机床上,在美国麻省理工大学研制了第一台数控机床。从此,传统机床产生了质的变化。

二、我国数控技术的发展及现状

我国数控技术起步于1958年,近50年的发展历程大致可分为三个阶段:第一阶段从1958~1979年,即封闭式发展阶段。由于国外的技术封锁和我国基础条件的限制,数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,即引进技术,消化吸收,初步建立起国产化体系阶段。第三阶段是在国家“八五”的后期和“九五”期间,即实施产业化的研究,我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期,国产数控机床的国内市场占有率达50%,配国产数控系统(普及型)也达到了10%。目我国数控机床行业所掌握的五轴联动数控技术较成熟,并已有成熟产品走向市场。同时,我国也已进人世界高速数控机床生产国和高精度精密数控机床生产国的行列。在Cimt2003上,中国内地共展出机床700多台,在600多台金属切削机床和近100台金属成形机床展品中,数控机床分别占75%和54%。这既体现了中国机床市场的需求趋势,也反映了中国在数控机床产业化方面取得了突破性进展。目前我国占据市场的产品主要集中在经济型产品上,而在中档、高档产品上市场比例仍然很小,与国外一先进产品相比,在可靠性、稳定性、速度和精度等方面均存在较大差距。

三、数控系统中的新技术

(一)网络化数控系统平台

1.网络化数控系统平台的基本结构。

(1)系统软件。机床网联可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网,可以在任何一台机床上对其他机床机进行编程、设定、操作、运行,不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。通过开放式的CnC同环球网的连接,车间能够从跟踪到收集机床生产情况等更多的信息。pro/engineer北航海尔CaXa等CaD/Cam软件能够依据零件CaD轮廓生成相应的加工轨迹,生成数控代码程序。这些代码通过网络发给机床进行加工。网络数控通过网络将制造单元和控制部件相连,活将制造过程所需要资源(如加工程序、机床、工具、监测监控仪器等)共享。

(2)系统硬件。系统硬件包括组成的各种物理实体。系统硬件对外部的表象和接口可以是一致的,也可以通过设备驱动程序使之与操作系统分隔。系统硬件各部分通过信息管理网络和开放设备及网络互连,传递命令和数据信息,并行完成数控任务。对于数控系统硬件来讲,开放性主要是指其计算机、网络、伺服系统及i/o逻辑控制等单元应该具有统一的标准,以实现互换性。要使其硬件具有互换性,全球所有数控系统制造商都认为应该采取现场总线技术。

2.未来数控技术网络化的发展趋势。一种基于移动通信技术的人机协同的新型数字化制造模式,它把无线移动通信技术引进来,创建一种以人为中心的能充分发挥“人的智能”和“及其智能”的分布式人机系统工作模式。车间数字助理(ShopFloorpDa)和新型数控系统构成了这种新型制造模式的两个核心环节。这种专业化的数控pDa可以通过无线局域网和上网,获得车间或单元服务器乃至CaD/Cam技术中心的支持,因而极大地增强了数控系统的功能。

车间数字化是企业制造数字化和信息化的重要基础环节,也是我们所面临的一个难点。企业排除人的参与,完全依靠计算机和自动化技术实现制造业数字化和信息化是不现实的。只有通过把当前无线与移动通信技术引入到制造业中,实现随时随地的信息获取和人机沟通,把人的智能和及其的智能无缝的结合起来,形成以一个人为中心的人机协同的制造模式,将为实现这种崭新的制造模式打下坚实的基础。

(二)数控机床智能控制技术

1.数控机床智能控制技术的必要性。长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式系统结构,CnC只能作为非智能的机床运动控制器。传统CnC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构,限制CnC向多变量智能控制发展,已不适应日益复杂的制造过程。因此,对数控技术实行变革势在必行。数控机床的智能控制技术有:神经网络,模糊控制,人工智能控制。

数控机床的发展史篇2

关键词:数字控制系统发展CnC

1、数控系统的发展史

自从20世纪50代世界上第一台数控机床问世至今已经历50余年。数控机床经过了2个阶段和6代的发展历程。

第1阶段是硬件数控(nC):第1代1952年的电子管;第2代1959年晶体管(分离元件);第3代1965年小规模集成电路;

第2阶段是软件数控(CnC):第4代1970年的小型计算机,中小规模集成电路;第5代1974年的微处理器,大规模集成电路。

2、数控(nC)阶段(1952~1970年)

早期计算机的运算速度低,虽然对当时的科学计算和数据处理影响还不大,但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路"搭"成一台机床专用计算机作为数控系统,被称为硬件连接数控(HaRD-wiReDnC),简称为数控(nC)。随着元器件的发展,这个阶段历经了三代,即1952年的第一代--电子管;1959年的第二代--晶体管;1965年的第三代--小规模集成电路。

常见的电子管是真空式电子管:不管是二极,三极还是更多电极的真空式电子管,它们都具有一个共同结构就是由抽成接近真空的玻璃(或金属,陶瓷)外壳及封装在壳里的灯丝,阴极和阳极组成。直热式电子管的灯丝就是阴极,三极以上的多极管还有各种栅极。以电子管收音机为例,这种收音机普遍使用五六个电子管,输出功率只有1瓦左右,而耗电却要四五十瓦,功能也很有限。打开电源开关,要等1分多钟才会慢慢地响起来。如果用于数控机床可想而知其耗电量、控制速度。

晶体管是用来控制电路中的电流的重要元件。1956年,晶体管是由贝尔实验室发明的,荣获诺贝尔物理学奖,创造了企业研发机构有史以来因技术发明而获诺贝尔奖的先例,晶体管的发明对今后的技术革命和创新具有重要的启示意义。晶体管的发明,终于使由玻璃封装的、易碎的真空管有了替代物。同真空管相同的是,晶体管能放大微弱的电子信号;不同的是,它廉价、耐久、耗能小,并且几乎能够被制成无限小。

晶体管是现代科技史上最重要的发明之一,究其原因有三个方面。第一,它取代了电子管,成为电子技术的最基本元件,原因是性能好、体积小、可靠性大和寿命长。第二,它是微电子技术革命的发动者,而信息时代至今的发展就是由微电子技术、光子技术和网络技术三次技术革命组成的,所以它的出现成为报晓信息时代的使者。第三,晶体管是集成电路和芯片的组成单元,也是光电器件和集成光路的基本组成单元,更是网络技术的基础,只不过光电子晶体管是微电子晶体管的演变或发展罢了。由于这三方面的原因,晶体管的发明在信息科技的迅速发展中起了决定性的重要作用,它的意义远远超出了一种元器件的发明范围,而成为揭开现代技术新领域和变革几乎各种技术基础的关键。所以晶体管发明过程中的突出特点,对于其他科技的产生和发展有重要的参考和启示意义。

小规模集成电路:晶体管诞生后,首先在电话设备和助听器中使用.逐渐地,它在任何有插座或电池的东西中都能发挥作用了。将微型晶体管蚀刻在硅片上制成的集成电路,在20世纪50年展起来后,以芯片为主的电脑很快就进入了人们的办公室和家庭。

3、计算机数控(CnC)阶段(1970年~现在)

到1970年,通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件,从此进入了计算机数控(CnC)阶段(把计算机前面应有的"通用"两个字省略了)。

到1971年,美国inteL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件--运算器和控制器,采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上,称之为微处理器(miCRopRoCeSSoR),又可称为中央处理单元(简称CpU)。

到1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强,控制一台机床能力有富裕(故当时曾用于控制多台机床,称之为群控),不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高,但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件,故仍称为计算机数控。

到了1990年,pC机(个人计算机,国内习惯称微机)的性能已发展到很高的阶段,可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于pC的阶段。最常用的形式:CnC嵌入pC型,在pC内部插入专用的CnC控制卡。

将计算机用于数控机床是数控机床史上的一个重要里程碑,因为它综合了现代计算机技术、自动控制技术、传感器技术及测量技术、机械制造技术等领域的最新成就,使机械加工技术达到了一个崭新的水平。(随着科技的发展晶体管的体积越来越小,已达到纳米级。(1纳米为1米的10亿分之一),纳米晶体管的出现将导致未来可以制造出更强劲的计算机芯片。把20纳米的晶体管放进一片普通集成电路,形同一根头发放在足球场的中央。现代微处理器包含上亿的晶体管。

CnC与nC相比有许多优点,最重要的是:CnC的许多功能是由软件实现的,可以通过软件的变化来满足被控机械设备的不同要求,从而实现数控功能的更改或扩展,为机床制造厂和数控用户带来了极大的方便。

4、结语

总之,计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代--小型计算机;1974年的第五代--微处理器和1990年的第六代--基于pC(国外称为pC-BaSeD)。基于pC的运动控制器,目前最流行的是pmaC。(pmaC(programmultipleaxisesController)是美国deltatau公司生产制造的多轴运动控制卡)。

参考文献

[1]刘生,等.数控系统的基本情况分析与研究.2002.(7).

数控机床的发展史篇3

关键词:热处理;能量监控;信息采集及处理

1引言

作为淬火机床的重要组成部分,机床信息系统的研制和升级一直备受企业关注。我国的淬火机床信息系统起步较晚,自动化、智能化程度较低。随着国家经济的转型以及技术的不断进步,淬火机床的机电一体化升级、智能化是必然的发展趋势[1]。本文结合九江新华电子生产的多工位淬火机床,设计了一套实用的机床信息采集及处理系统。

2系统方案设计

根据合作方要求,我们设计的淬火机床信息采集及处理系统需要完成以下几项工作:实时热处理能量监控、设备故障及时处理、历史数据记录查询、数据导出等。本系统主要由两部分组成:一部分以高频采集板为主。气门在出厂之前需要进行淬火和回火处理。本采集板可以实时监控气门热处理过程中的高频能量变化,同时将其对应的电压电流等模拟量信息实时传输给pLC控制器参与下料分拣。本系统的另一部分即上图所示的工控机软件。淬火机床运行中的各种数据例如淬火温度、电压电流等数据都需要在工控机上位机上实时显示,并且生成曲线。所有重要的数据都会存入数据库,当需要调出时,可以选择时间段进行查询和导出,导出可选择eXCeL文档U盘导出。

3系统硬件电路设计

基于之前项目经验以及企业对能量监控的要求,我们以paDS2005绘图软件为蓝本,设计了一款采集板,采集板以aRm单片机LpC1768为核心,采集处理电路的信号以及和外界通讯。按照功能需求,我们设计了相应的电路,主要包括485通讯模块、模拟量输入模块、多路开关量采集模块、触摸屏显示模块、以及继电器和报警模块等。

电源部分我们将开关电源和线性电源结合使用,给主电路和独立电路供电。微控制器LpC1768是整个采集板的处理核心,其硬件电路主要由复位电路、系统时钟电路和看门狗电路组成。模拟量采集电路由两部分完成,一部分是以V2252芯片为核心的运放电路,主要放大的是采集电压和电流信号,另一部分是快速光耦6n137,它采集的是频率信号。本设计需求要采集多种开关量,主要有是否欠水、是否过温、过流等。采集的开关量比较多,为了保护采集板电路和抗干扰,在开关量输入和单片机之间我们采用光耦进行串联。我们选用的是光耦pC817。

4系统软件设计

系统软件设计主要是工控机上位机软件的设计与编程。本软件界面是使用C#软件VisualStudio2010编写设计,我们选用的工控机型号为研祥ppC-1261。由于本系统涉及到信息数据的采集、存储和管理,数据量大,种类多,因此我们选用了专业的mySQL数据库进行数据的存储和管理。

上位机主要由三个界面组成:第一个界面显示实时的热处理数据信息;第二个界面查询历史记录和显示历史曲线;第三个界面是一些功能设置以及eXCeL导出。界面设计完毕即进行C#编程,首先完成整个界面的初始化,之后创建目录,以便存储历史数据,同时还需设置系统时间,使得工控机时间与pLC时间同步。建好目录后就与mySQL数据库建立连接,检查是否已建立当天数据库和表。若已建立,则打开串口,接收数据,同时打开定时器,执行中断程序。否则需重新建库建表,重复上述过程。串口通讯成功后,数据就可传输到工控机上位机界面。

上位机编程主要涉及三个主要程序的编写:(1)串口通讯程序。串口通讯我们使用了C#工具栏的控件―Serialport。我们选择事件serialport_DataReceived加以调用,串口数据接收、处理等可以直接在该函数里进行编写。为了保证接收数据的准确性和完整性,我们采用了多种措施排除干扰,最后还对数据进行了校验[3];(2)历史数据查询。历史记录查询是工控机软件的一大重要功能。软件设计时,我们对查询建立了索引,查询结果可以看到工件的热处理数据和时间、工位等具体信息。当工件分拣出现异常时,技术人员可以通过查询历史记录,通过比对数据分析,找出原因所在,及时排除故障;(3)数据导出。当需要导出数据至eXCeL进行查询和分析时,首先需要选择导出条件,主要是日期。然后选择导出,若数据库有需要导出的内容,软件会执行将数据导入eXCeL,导出到D盘相应目录,同时软件界面会提示导入成功。插入U盘,界面会显示相应盘符,然后点击相应文件和按钮,文件即被导出至U盘。

5数据分析

下图所示为导出至eXCeL的一段历史数据记录,记录共有十个属性,分别是时间、工位、温度信息、模拟量信息(电压电流频率)以及工件分拣信息(良品、废品和返修)。

从上图可发现有5条记录的分拣信息记录是返修,从后面的5个属性进行分析,发现这5条的记录的其他属性在正常范围内,但是回火温度属性数据都超出了200摄氏度,而我们设定的回火温度范围最大值不能超过200摄氏度,因此这五个工件被判定为返修,其他都是良品,分拣正确。

6总结

本文所设计的淬火机床信息采集及处理系统,实现了对淬火设备进行能量监控。同时还可进行历史记录查询和导出。另外我们还设计了远程客户端,实现了远程访问和监控。本系统已顺利通过了客户验收,现已投入市场。

参考文献:

[1]张军占,刘卜.浅谈机电一体化技术的应用及发展趋势[J].城市建设理论研究(电子版),2013,10(23):15-17.

数控机床的发展史篇4

关键词机电一体化;电机;控制

中图分类号:tp273文献标识码:a文章编号:1671—7597(2013)022-015-2

1概述

1.1机电一体化简述

机电一体化技术即结合应用机械技术和电子技术于一体的技术。随着现在计算机技术的快速发展和应用领域的普及,机电一体化技术已经由原来的单一技术逐步发展到自动控制技术、信息技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等相互交叉,形成了一个完整的体系。与原有的体系有所区别。尤其是计算机的使用更是使这一领域的发展得到了强有力的支撑。随着科技的不断的进步,社会经济的不断扩大,机电一体化已经深入到了各个行业之中,创造出了大量的社会财富。机电一体化的最基本的特征就是将计算机技术、电子信息技术、数字技术等技术有机的相结合在一起,通过这些技术的运用将生产的工作有效的分配到各个需要的工作岗位上,通过机电一体化的使用,提高了原来的工作效率,并且在生产过程中更是降低了能耗,提高了安全性,生产出的产品质量也有进一步的提升。

1.2机电一体化的发展历史

机电一体化的发展历史可以追溯到20世纪的60年代,发展过程可以概括为以下几个阶段。

1)原始阶段:电子技术的应用到机械装置中的生产中来,从电子技术的最初的发展就是建立在机械设备的技术改造上的,随着电子技术的不断发展,促进了两者的结合。

2)初级发展阶段;计算机的使用,使得机械的电子化控制进一步的得到了加强。计算机在电子控制方面的介入,为机电一体化控制提供了强有力的技术支持。

3)蓬勃发展阶段:由于科学技术的不断进步,各个科学领域都影响到了机电一体化的发展,例如,光纤技术、数码技术、智能技术等等应用,使机电一体化得到了充分的发展。以后也将有更多的新技术会应用到其中来。

1.3机电一体化的应用领域

经过近50年的发展,机电一体化取得的长足的进步,但是在应用的范围上还是主要应用在自动生产线和数控机床方面。机床从最早的手动车床发展到现在数控机床,无论在功能上、操作上、效率上都比原来的机床有了显著的提高,数控机床可以根据加工的产品的参数来进行精确的操作,数控机床的另一特点是通过电脑来进行控制的,在对相同的产品进行重复的加工的时候,工作人员只需要根据事先设计好的参数进行选择,剩下的就可以在由数控机床自己来进行加工了,一个人工作人员可以同时操作多台数控机床来进行生产。

2机电一体化中电机控制技术现况

我国的工业经历了一个从无到有的发展过程,发展到现阶段,比起最初的起步阶段已经有了很大的改变,但是某些的技术上与发达国家还存在一定的差距,其中最明显的就是电机的控制技术。电机控制技术是机电一体化过程中不可或缺的一个重要组成部分,在我国的工业发展中扮演了重要的角色,也是国家大力发展的一个目标,电机的运行在整个的工业设备生产中属于重中之重。电机的运用到生产中来,可以有效的降低工作成本,提高工作效率。

由于电机设备是机电一体化生产中的关键部件,机电设备的出现问题的地方,多数是在电机控制保护装置中,所以电机必须要有坚硬的电机保护外壳,同时还要有良好的绝缘性。随着机械的自动化的程度越来越高,很多需要工作人员操作的地方都由机械设备所取代,随着自动化程度的越来越高,生产的效率越来越高,但是时间长了,机械的工作和电机设备的长时间运转,都会造成磨损,由于长期处于高温、高压、电压不稳定、酸腐等恶劣环境下,很容易出现各种各样的问题,造成机电设备的老化,降低了机器的使用寿命。为了能够及时有效的了解机电设备的运行情况,这就需要我们的技术人员长时间的测试和试验,以便对机电设备做出合理的维护和检修。

3未来机电一体化电机控制发展和展望

从以上的情况中,我们不难看出阻碍机电一体化发展的问题所在。只有在机电设备这个重要环节上下工夫,才能解决问题,但这并不是一朝一夕可以解决的,需要大量的相关专业技术人员通过各种实验和测试加以解决,其中在涉及到控制部分的专业就有单片机、整流模块、输入、输出、数据转化、报警电路等多个相关的工程学科,就拿其中的单片机来讲,单片机的应用领域非常广阔,从我们生活中的遥控器中到天上的无人侦察的控制,都有单片机的身影,单片机为了满足机电一体化控制的需求,就需要专业的人员来对单片机进行数据编程,然后再将所编写的程序固定到单片机的芯片中去。其中的一个环节就需要涉及到很多的科学知识,将其中的各个技术环节都拆开来进行研究可见是一项相当浩大的工程。它需要经过多个领域的技术人员通力合作才能完成的。

在未来的机电一体化的发展过程中,必将涉及到更多的科学领域,这些科学领域的新技术,都为机电一体化控制提供重要的技术支撑,这些技术的使用,可以降低能源的消耗、资源的浪费、降低人们的成本、产品的成本并提高产品的质量,为社会创造大量的财富,还可以极大的提高人们的生活质量,增强国家的实力,为我国的发展尽一份力。

4结束语

将机械设备与电子设备有机的组合到一起,就是机电一体化控制。两者相互促进相辅相成,随着越来越多的新技术的使用,机电一体化控制的发展前途光明,随着社会的不断进步,对生活的要求人们也在不断的提高,这就对各种生活资料提出了更多需求,为了满足这些需求,必然会有越来越多的领域采用机电一体化控制技术来进行生产。现代社会是一个信息爆炸的时代,计算机、互联网、数字化技术、虚拟技术等等新技术的不断更新换代,必将对机电一体化控制技术产生更加深远的影响,在技术的提升同时,也必将会为机电一体化的发展带来更美好的前景。

参考文献

[1]程显敏.机电一体化的发展趋势[J].黑龙江交通科技,2011(08).

数控机床的发展史篇5

20世纪中期,随着电子技术的发展,自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现,给自动化技术带来了新的概念,用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制,推动了机床自动化的发展。

 采用数字技术进行机械加工,最早是在40年代初,由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司(parsonscorporation)实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时,利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理,并考虑到刀具直径对加工路线的影响,使得加工精度达到±0.0381mm(±0.0015in),达到了当时的最高水平。

1952年,麻省理工学院在一台立式铣床上,装上了一套试验性的数控系统,成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。

 这台机床是一台试验性机床,到了1954年11月,在派尔逊斯专利的基础上,第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司(bendix-cooperation)正式生产出来。

 在此以后,从1960年开始,其他一些工业国家,如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。

 数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床,因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。

  然而,由于当时的数控系统采用的是电子管,体积庞大,功耗高,因此除了在军事部门使用外,在其他行业没有得到推广使用。

 到了1960年以后,点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此,数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展,据统计资料表明,到1966年实际使用的约6000台数控机床中,85%是点位控制的机床。

 数控机床的发展中,值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床,它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月,由美国卡耐·;特雷克公司(keaney&treckercorp.)开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具,根据穿孔带的指令自动选择刀具,并通过机械手将刀具装在主轴上,对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种,不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心,还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。

 1967年,英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统,这就是所谓的柔性制造系统(flexiblemanufacturingsystem——fms)之后,美、欧、日等也相继进行开发及应用。1974年以后,随着微电子技术的迅速发展,微处理器直接用于数控机床,使数控的软件功能加强,发展成计算机数字控制机床(简称为cnc机床),进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。

 80年代,国际上出现了1~4台加工中心或车削中心为主体,再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元(flexiblemanufacturingcell——fmc)。这种单元投资少,见效快,既可单独长时间少人看管运行,也可集成到fms或更高级的集成制造系统中使用。

  目前,fms也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展,从中小批量加工向大批量加工发展。

 所以机床数控技术,被认为是现代机械自动化的基础技术。

那什么是车床呢?据资料所载,所谓车床,是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件,是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。

古代的车床是靠手拉或脚踏,通过绳索使工件旋转,并手持刀具而进行切削的。1797年,英国机械发明家莫兹利创制了用丝杠传动刀架的现代车床,并于1800年采用交换齿轮,可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年,另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。

   为了提高机械化自动化程度,1845年,美国的菲奇发明转塔车床;1848年,美国又出现回轮车床;1873年,美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床,不久他又制成三轴自动车床;20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。

第一次世界大战后,由于军火、汽车和其他机械工业的需要,各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率,40年代末,带液压仿形装置的车床得到推广,与此同时,多刀车床也得到发展。50年代中,发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于60年代开始用于车床,70年代后得到迅速发展。

车床依用途和功能区分为多种类型。

   普通车床的加工对象广,主轴转速和进给量的调整范围大,能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作,生产效率低,适用于单件、小批生产和修配车间。

   转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架,能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序,适用于成批生产。

自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工,能自动上下料,重复加工一批同样的工件,适用于大批、大量生产。

多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似,但两组刀架分别装在主轴的前后或上下,用于加工盘、环和轴类工件,其生产率比普通车床提高3~5倍。

仿形车床能仿照样板或样件的形状尺寸,自动完成工件的加工循环,适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产,生产率比普通车床高10~15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型

立式车床的主轴垂直于水平面,工件装夹在水平的回转工作台上,刀架在横粱或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件,一般分为单柱和双柱两大类。

铲齿车床在车削的同时,刀架周期地作径向往复运动,用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件,由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。

    专门车床是用于加工某类工件的特定表面的车床,如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。联合车床主要用于车削加工,但附加一些特殊部件和附件后,还可进行镗、铣、钻、插、磨等加工,具有“一机多能”的特点,适用于工程车、船舶或移动修理站

看机床的水平主要看金属切削机床,其他机床技术和复杂性不高,就是近几年很流行的电加工机床,也只是方法的改变,没什么复杂性和科技含量。

我国的数控磨床水平不错,每年都有大量出口,因为它简单,基本属于劳动密集型。

金属加工主要是去除材料,得到想得到的金属形状。去除材料,主要靠车和铣,车床发展为数控车床,铣床发展为加工中心。高精度多轴机床,可以让复杂零件在精度和形状上一次到位,例如,飞机上的一个复杂零件,以前由很多种工人:车工、铣工、磨床工、画线工、热处理工用好几个月干,其中还有报废的,最新的复合数控机床几天甚至几个小时就全干好了,而且精度比你设计的还高。零件精度高就意味着寿命长,可靠性好。

由普通发展到数控,一个人顶原来的十个,在精度上,更是没法说,适应性上,零件变了,换个程序就行。把人的因素也降为最低,以前在工厂,谁要时会车涡轮、蜗杆,没个10年8年的不行,要是谁掌握了,那牛得很。现在用数控设备,只要你会编程,把参数输进去就可以了,很简单,刚毕业的技校学生都会,而且批量的产品质量也有保证。

自美国在50年代末搞出世界一台数控车床后,机床制造业就进入了数控时代,中国在六十年代也搞出了第一代数控机床,但后来中国进入了什么年代,大家都知道。等80年代我们再去看世界的数控机床水平,差距就是20年了,其实奋起直追还有希望,但国营工厂不思进取,到了90年代,我们再去看世界水平,已有30年的差距了。中国改革开放前走的是苏联的路子,什么叫苏联的路子,举个例子来讲:比如,生产一根轴,苏联的方式是建一个专用生产线,用多台专用机床,好处是批量很容易上去,但一旦这根轴的参数发生了变化,这条线就报废了,生产人员也就没事做了。在1960-1980年代,国营工厂一个产品生产几十年不变样。到了1980年代后,当时搞商品经济,这些厂不能迅速适应市场,经营就困难了,到了90年代就大量破产,大量职工下岗。现代的生产也有大批量生产,但主要是单件小批量,不管是那种,只要你的设备是数控的,适应起来就快。专业机床的路子已经到头了,;西方走的路和前苏联不一样,当年的“东芝”事件,就是日本东芝卖给苏联了几台五轴联动的数控铣床,让苏联在潜艇的推进螺旋桨上的制造,上了一个档次,让美国的声纳听不到潜艇声音了,所以美国要惩处东芝公司。由此也可见,前苏联的机床制造业也落后了,他们落后,我们就更不用说了。虽然,美国搞出了世界第一台数控机床,但数控机床的发展,还是要数德国。德国本来在机械方面就是世界第一,数控机床无非就是搞机电一体化,机械方面德国已没问题,剩下的就是电子系统方面,德国的电子系统工业本来就强大,所以在上世纪六、七十年代,德国就执机床界的牛耳了。

但日本人的强项就是仿造,从上世纪70年代起,日本大量从德国引进技术,消化后大量仿造,经过努力,日本在90年代起,就超越了德国,成为世界第一大数控机床生产国,直到现在还是。他们在机床制造水平上,有一些也走在了世界前面,如在机床复合(一机多种功能)化方面,是世界第一。数控机床的核心就在数控系统方面,日本目前在系统方面也排世界第一,主要是它的发拿科公司。第一代的系统用步进电机,我们现在也能造,第二代用交流伺服电机。现在的数控系统的核心就是交流伺服电机和系统内的逻辑控制软件,交流伺服电机我们国家目前还没有谁能制造,这是一个光学、机械、电子的综合体。逻辑控制软件就是控制机床的各轴运动,而这些轴是用伺服电机驱动的,一般的系统能同时控制3轴,高级系统能控制五轴,能控5轴的,五轴以上也没问题。我们国家也由有5轴系统,但“做秀”的成份多,还没实用化。我们的工厂用的五轴和五轴以上机床,100%进口。

机床是一个国家制造业水平高低的象征,其核心就是数控系统。我们目前不要说系统,就是国内造的质量稍微好一点的数控机床,所用的高精度滚珠丝杠,轴承都是进口的,主要是买日本的,我们自产的滚珠丝杠、轴承在精度、寿命方面都有问题。目前国内的各大机床厂,数控系统100%外购,各厂家一般都买日本发那科、三菱的系统,占80%以上,也有德国西门子的系统,但比较少。德国西门子系统为什么用的少呢?早期,德国系统不太能适合我们的电网,我们的电网稳定性不够,西门子系统的电子伺服模块容易烧坏。日本就不同了,他们的系统就烧不坏。近来西门子系统改进了不少,价格方面还是略高。德国人很不重视中国,所以他们的系统汉语化最近才有,不像日本,老早就有汉语化版的。

就国产高级数控机床而言,其利润的主体是被外国人拿走了,中国只是挣了一个辛苦钱。

美国为什么没有能成为数控机床制造大国呢?这个和他们当时制定产业政策的人有关,再加上当时美国的劳动力贵,买比制造划算。机床属于投资大,见效慢,回报率底的产业,而且需要技术积累。不太附和美国情况。但后来美国发现,机床属于战略物资,没有它,飞机、大炮、坦克、军舰的制造都有问题,所以他们重新制定政策,扶植了一些机床厂,规定了一些单位只能买国产设备,就是贵也得买,这就为美国保留了一些数控机床行业。美国机床在世界上没有什么竞争力。

欧洲的机床,除德国外,瑞士的也很好,要说超高精密机床,瑞士的相当好,但价格也是天价。一般用户用不起。意大利、英国、法国属于二流,中国很少买他们的机床。西班牙为了让中国进口他们的机床,不惜贷款给中国,但买的人也很少??借钱总是要还的。

韩国、台湾的数控机床制造能力比大陆地区略强,不过水平差不多。他们也是在上世纪90年代引进日本技术发展的。韩国应该好一点,它有自己制造的、已经商业化了的数控系统,但进口到中国的机床,应我们的要求,也换成了日本系统。我们对他们的系统信不过。韩国数控机床主要有两家:大宇和现代。大宇目前在我国设有合资企业。台湾机床和我们大体一样,自己造机械部分,系统采购日本的。但他们的机床质量差,寿命短,目前在大陆影响很坏。其实他们比我们国产的要好一点。但我们自己的差,我们还能容忍,台湾的机床是用美金买来的,用的不好,那火就大了。台湾最主要的几家机床厂已打算把工厂迁往大陆,大部分都在上海。这些厂目前在国内的竞争中,也打着“国产”的旗号。

近来随着中国的经济发展,也引起了世界一些主要机床厂商的注意,2000年,日本最大的机床制造商“马扎克”在中国银川设立了一家数控机床合资厂,据说制造水平相当高,号称“智能化、网络化”工厂,和世界同步。今年日本另外一家大机床厂大隈公司在北京设立了一家能年产1000台数控机床的控股公司,德国的一家很有名的企业也在上海设立了工厂。

目前,国家制定了一些政策,鼓励国民使用国产数控机床,各厂家也在努力追赶。国内买机床最多的是军工企业,一个购买计划里,80%是进口,国产机床满足不了需要。今后五年内,这个趋势不会改变。不过就目前国内的需要来讲,我国的数控机床目前能满足中低档产品的订货。

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。

1.美国的数控发展史

美国政府重视机床工业,美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务,并且提供充足的经费,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fms、1987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。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床,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,于1982年被后进的日本超过,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。

2.德国的数控发展史

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。,於1956年研制出第一台数控机床后,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,均为世界闻名,竞相采用。

3.日本的数控发展史

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,甚至青出于蓝而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后,1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台),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%)。战略上先仿后创,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。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。

4.我国的现状

我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代,中国于1958年研制出第一台数控机床,发展过程大致可分为两大阶段。在1958~1979年间为第一阶段,从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识,在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下,一哄而上又一哄而下,曾三起三落、终因表现欠佳,无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大,缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术,从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产,解决了可靠性、稳定性问题,数控机床开始正式生产和使用,并逐步向前发展。通过“六五”期间引进数控技术,“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”,我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年,我国数控产业发展迅速,1998~2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此,进口机床的发展势头依然强劲,从2002年开始,中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国,2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元,国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显,70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力,究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势,充分认识国产数控机床的不足,努力发展先进技术,加大技术创新与培训服务力度,以缩短与发达国家之问的差距。  

  在20余年间,数控机床的设计和制造技术有较大提高,主要表现在三大方面:培训一批设计、制造、使用和维护的人才;通过合作生产先进数控机床,使设计、制造、使用水平大大提高,缩小了与世界先进技术的差距;通过利用国外先进元部件、数控系统配套,开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床,供应国内市场的需求,但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑,不能独立发展,基本上处于从仿制走向自行开发阶段,与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括:缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引;严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人;缺少深入系统的科研工作;元部件和数控系统不配套;企业和专业间缺乏合作,基本上孤军作战,虽然厂多人众,但形成不了合力。

我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代,通过“六五”期间引进数控技术,“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”,我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年,我国数控产业发展迅速,1998~2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此,进口机床的发展势头依然强劲,从2002年开始,中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国,2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元,国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显,70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力,究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势,充分认识国产数控机床的不足,努力发展先进技术,加大技术创新与培训服务力度,以缩短与发达国家之问的差距。

2003年开始,中国就成了全球最大的机床消费国,也是世界上最大的数控机床进口国。目前正在提高机械加工设备的数控化率,1999年,我们国家机械加工设备数控华率是5-8%,目前预计是15-20%之间。一、什么是数控机床车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法,所谓机械加工,就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状,包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床,数控机床就是在普通机床上发展过来的,数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后,机床就成了数控机床。当然,普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单,例如:从铣床发展到加工中心,机床结构发生变化,最主要的是加了刀库,大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。我们一般所说的数控设备,主要是指数控车床和加工中心。我国目前各种门类的数控机床都能生产,水平参差不齐,有的是世界水平,有的比国外落后10-15年,但如果国家支持,追赶起来也不是什么问题,例如:去年,沈阳机床集团收购了德国西思机床公司,意义很大,如果大力消化技术,可以缩短不少差距。大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。上海一家企业购买日本著名的机床制造商池贝。,近几年随着中国制造的崛起,欧洲不少企业倒闭或者被兼并,如马毫、斯滨纳等。日本经济不景气,有不少在80年代很出名的机床制造商倒闭,例如:新泻铁工所。二、数控设备的发展方向六个方面:智能化、网络化、高速、高精度、符合、环保。目前德国和瑞士的机床精度最高,综合起来,德国的水平最高,日本的产值最大。美国的机床业一般。中国大陆、韩国。台湾属于同一水平。但就门类、种类多少而言,我们应该能进世界前4名。三、数控系统 由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。目前世界最大的三家厂商是:日本发那客、德国西门子、日本三菱;其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内由华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。华中数控这几年发展迅速,软件水平相当不错,但差就差在电器硬件上,故障率比较高。华中数控也有意向数控机床业进军,但机床的硬件方面不行,质量精度一般。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。广州机床厂的简易数控系统也不错。我们国家机床业最薄弱的环节在数控系统。

四、机床精度1、机械加工机床精度分静精度、加工精度(包括尺寸精度和几何精度)、定位精度、重复定位精度等5种。2、机床精度体系:目前我们国家内承认的大致是四种体系:德国vdi标准、日本jis标准、国际标准iso标准、国标gb,国标和国际标准差不多。3、看一台机床水平的高低,要看它的重复定位精度,一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm(iso标准.、统计法),就是一台高精度机床,在0.005mm(iso标准.、统计法)以下,就是超高精度机床,高精度的机床,要有最好的轴承、丝杠。;4、加工出高精度零件,不只要求机床精度高,还要有好的工艺方法、好的夹具、好的刀具。五、目前世界著名机床厂商在我国的投资情况1、2000年,世界最大的专业机床制造商马扎克(mazak)在宁夏银川投资建了名为“宁夏小巨人机床公司”的机床公司,生产数控车床、立式加工中心和车铣复合中心。机床质量不错,目前效益良好,年产600台,目前正在建2期工程,建成后可以年产1200台。2、2003年,德国著名的机床制造商德马吉在上海投资建厂,目前年组装生产数控车床和立式加工中心120台左右。3、2002年,日本著名的机床生产商大隈公司和北京第一机床厂合资建厂,年生产能力为1000台,生产数控车床、立式加工中心、卧式加工中心。4、韩国大宇在山东青岛投资建厂,目前生产能力不知。5、台湾省的著名机床制造商友嘉在浙江萧山投资建厂,年生产能力800台。5、民营企业进入机床行业情况1、浙江日发公司,2000年投产,生产数控车床、加工中心。年生产能力300台。2.2004年,浙江宁波著名的铸塑机厂商海天公司投资生产机床,主要是从日本引进技术,目前刚开始,起点比较高。3.2002年,西安北村投产,名字象日本的,其实老板是中国人,采用日本技术。生产小型仪表数控车床,水平相当不错。六、军工企业技改情况军工企业得到国家拨款开始于当年“大使馆被炸”,后来台湾阿扁上台后,大规模技改开始了,军工企业进入新一轮的技改高峰,我们很多军工企业开始停止购买普通设备。尤其是近3年来,我们的军工企业从欧洲和日本买了大批量的先进数控机床。也从国内机床厂哪里采购了大批普通数控机床,国内机床厂商为了迎接这次大技改,也引进了不少先进技术,争取军工企业的高端订单。听在军工企业的朋友讲,阿扁如果再能“顶”三年,我们的整体水平会上一个台阶。 其实,胡锦涛总书记掌权以来,已经把国防事业提到了和经济发展一样的高度上,他说,我们要建立和经济发展相适应的国防能力,相信再过10年,随着我国国防工业和汽车行业的发展,我们国家会诞生世界水平的机床制造商,也将会超越日本,成为世界第一机床生产大国。

参考文献:

1.《机床与液压》20041no171995-2005tsinghuatongfang opticaldiscco¸,ltd¸allrightsreserved

4.《机床数控系统的发展趋势》黄勇陈子辰浙江大学

5.《中国机械工程》

6.《数控机床及应用》作者:李佳

7.《机械设计与制造工程》2001年第30卷第1期

8《机电新产品导报》  2005年第12期

9.《瞭望》 2007年第37期

数控机床的发展史篇6

2006年11月10日,中国最大的机床制造商――沈阳机床集团在上海联合产权交易所协议挂牌,出售其49%的国有股份。鉴于沈阳机床集团所在的行业――装备制造业在国民经济中占据重要地位,以及外资在国内不断谋求的“斩首”行动,让事件成为继凯雷收购徐工、SeB集团并购苏泊尔风波之后的又一个热点话题。

改善“公司治理”结构似乎可以作为沈阳机床集团此举的主要理由。但是中西方理论和实证分析表明,改善公司治理结构,控制权市场并非首要武器,内部监督才是根本。因而此定论值得商榷。那么,该事件的背后到底隐藏着当事人的什么动机呢?

机遇和挑战

全球制造业向中国转移的进程让中国在2002年首次超过德国和美国,成为世界最大的机床消费国。此后得益于国内电力设备、采掘设备、航空航天设备、船舶、汽车及零部件、工程机械等行业产能的高速扩张,中国连续四年稳居全球机床消费第一大国的地位,尤其是对于数控机床的消费,更是日渐高涨。

1995~2005年间,中国数控机床产量年均复合增长率为23%,高于同期金属切削机床总产量8%的复合增长率。数控机床占金属切削机床总产量的比重从3.6%增至13.2%。截止2006年10月,中国数控机床产量已达到68354台,同比增长29.2%。占金属切削机床总产量的比重达到14.9%,比2005年同期提高了1.79%。伴随着产量的增长,数控机床业务的毛利率也基本处于上升态势。这一点,我们在沈阳机床集团的上市公司――沈阳机床股份有限公司(以下简称“沈阳机床”)的财报上可见一斑。

未来几年,数控机床行业的这种发展态势仍然会继续。首先,重型冶金机械、发电设备、航空航天、船舶、铁道以及国防军工等行业仍然是未来国内装备制造业的投资重点,这些行业将不会把扩大规模作为发展目标,而是着重于提高产品的质量和水平。这必然加大对高档数控机床产品的需求。其次,it、生物工程等高技术产业需求纳米级亚微米级精密加工数控机床;工程机械、农业机械、造船、轨道交通等传统制造行业亟待产业升级,亦需要大量数控机床进行装备。第三,根据《数控机床产业发展专项规划》的目标,到2010年国产数控机床占国内市场需求的50%以上,国产数控机床采用国产功能部件超过60%以上,有自主知识产权的数控系统占数控机床总产量的75%以上。同时要求在国产数控机床总产量中,经济型数控机床约占50%,主要满足国内市场需求;普及型数控机床约占45%,取得国内市场竞争优势;高级数控机床约占5%,重在品种的大幅度扩展与充实。

应该说,机床行业所面临的机遇是空前的,然而需求结构的变革加大了与机遇并存的挑战力度。在发展潜力巨大的数控机床领域,外资的优势地位至今无人能撼。整机和功能部件(外协功能部件占整机价值的50%以上)都大量依靠进口,特别是数控机床的核心部件数控系统。国产普及型、高级型数控机床所用数控系统的90%以上被外商占领。高级型领域则基本被日本法那克(FanUC,即“富士通自动数字控制”)和德国西门子占据。实际上这两家企业在国际市场上也处于绝对垄断地位。在下游行业对高速、高精、高柔性机床需求日益增长的趋势下,国内企业所受到的挑战可想而知。

规模不经济

数控机床要求的数控技术体系复杂庞大,尤其是核心部件――数控系统属于高科技型电子类行业(兼有软硬件研发内容),且技术升级速度快。因而数控机床行业具有研发密集型和资本密集型的特征。这要求制造商不仅要投入大量资本进行技术研究与开发,而且在生产上必须要实现规模化。否则就不能弥补庞大的固定成本,以取得成本优势。

为此进入21世纪后,国内主要大型企业开始进行外部扩张,通过整合国内外企业,以达到优化产业链、丰富产品线、实现规模经济和提升技术的目的。比如大连机床集团有限责任公司2002年收购了美国英格索尔生产系统公司和曲轴设备公司、2004年并购了龙门镗铣加工机床领域的德国兹默曼公司;沈阳机床集团2004年并购了制造大型数控立式车床、数控龙门铣床和数控落地镗铣床的的德国希斯公司(SchiessaG)、2005年收购了云南CY集团有限公司和交大昆机科技股份有限公司28%股权;上海明精机床公司并购了德国生产车床的沃伦贝格公司后,又并购了制造大型车床、加工中心、数控镗铣床的日本池贝公司等。

得益于行业增长和集团公司在产销上的规模化以及技术上的提升,上市公司――沈阳机床数控机床的销售收入在两年内,从2003年的6.6亿元增长至2005年的16.7亿元,而截止2006年9月底,数控机床的销售收入已经超过2005年全年。

但是,数控机床还不能取代普通机床成为集团乃至上市公司的主要支柱,且公司的整体市场份额在产品结构上并没有多大改观。因为在同期,竞争对手也在成长,特别是外资企业,为应对中国本土企业的崛起,他们一方面加快技术更新步伐和改善服务;另一方面对国内企业不能生产的产品,抬高价格,并附加许多限制,而对国内企业能够生产的数控系统,则采取大幅度降价措施。同时,他们积极布局生产线,向低端领域渗透,以达到蚕食低端领域市场份额的同时,阻止国内企业试图进入高端市场的目的。

同时,我们要看到,在沈阳机床主要由数控机床产品拉动的销售收入的增长下,公司整个业务的毛利率却呈逐年下降趋势。在沈阳机床集团收购德国希斯公司的2004年,迅速滑落至19.47%,2005年小幅回升后,在销售收入创历史新高的2006年9月底,毛利率再次降至18.79%,达到历史新低。这说明,沈阳集团公司在行业内的整合不但没有给上市公司带来正效应,反倒降低了上市公司的盈利能力。

一边是外资在高端的严密防守和在低端的强势进攻,另一边却是上市公司战斗力的逐步减弱。沈阳机床集团管理层怎不担忧?若想提高战斗力以应对外资的竞争,除了在技术和管理上双管齐下外,别无他法。而基于行业的技术密集型特性,在技术研究和开发上的投入又必然是重中之重。

资金紧张

沈阳机床集团的确是这样考虑的。目前,其已确立创新目标就是在2010年前,建成国内绝对领先、具有更强国际竞争力的世界级创新研发体系,以为集团“打造世界知名品牌,创建世界知名公司”这一长远目标做准备。但这一切都需要强大的、源源不断的资金作后盾。而资金却恰恰是目前集团乃至上市公司所紧缺的。

2002~2004年间,沈阳机床的长期资本净值显示为负值,长期利用银行短期借款投资固定资产和维持运营资金。同时,对外融资依存度从2003年的62.47%迅速扩大至2004年的76.14%,呈发散态势。企业处于严重的融资饥渴状态。即从2002到2004年,企业自身运营所需资金都成问题,更别说有多余的资金投在研发和技术革新上了。

情况的好转发生在2005年。该年度上市公司的长期资本净值由-1.25亿元变为3.95亿元,但固定比率(固定资产总额/所有者权益总额)依然超过100%,表明固定资产投资的一部分资金依赖于银行长期借款。同时,公司的营运资金需求突破10亿元,达到13.23亿元,而现金支付能力则是-9.28亿元。这意味着,上市公司的长期资本仍然不能满足企业生产经营的资金需求,缺口由银行短期借款填补。这种状况一直维持到2006年9月。

我们知道一家公司的长期资本净值决定了其投资固定资产或者长期事业的能力。自2005年以来,上市公司长期资本净值仅在3.94亿元~4.41亿元之间,这些资金尚不能满足生产经营所需,再别说拿出来做研发。当然这并不是说,就没有研发投入。据报道其控股公司――沈阳机床集团每年投入的研发费用大约接近1亿元。

这样看来,似乎上市公司目前的大股东,即沈阳机床集团的资金还是充裕的。事实真的如此吗?

从沈阳机床历年的报告中,我们可得知沈阳机床集团和上市公司沈阳机床的管理层实际上是一套班子。从沈阳机床集团的官方网站上,我们看到其下属单位包括了沈阳机床的四大生产性资产。这意味着,在沈阳机床的大股东沈阳市工业国有资产经营有限公司没有将其股份行政划转给沈阳机床集团之前,上市公司实际上由沈阳机床集团负责经营。集团在沈阳主要的营利性资产,中捷机床、第一机床厂和沈阳机床数控有限公司均在上市公司。

虽然沈阳机床集团未上市部分还有德国希斯公司(SchiessaG)、云南CY集团有限公司和交大昆机科技股份有限公司,但毕竟这些公司在集团掌控下的时间不长,短期内不会产生1+1的效应。因而集团与上市公司实则休戚与共。

实际上,沈阳机床集团资金并不宽裕,否则从1996年占用上市公司的非经营性资金也不至于到2006年9月底才分期还清。

数控机床一般由主机、数控系统(包括伺服及驱动系统)及相关配套件三部分组成。数控机床行业的持续发展除了要有技术先进、质量过硬的核心部件数控系统外,还需要有相应的配套件。配套件方面除了外购外,很多企业也自行投资生产线。比如沈阳机床集团旗下设有沈阳机床第一设备动力公司、沈阳机床中捷设备动力公司等配套生产企业。为满足日益增长的整机在质量和数量上的要求,类似配套建设还会持续下去。另外,随着数控机床向大型化、精密化方向发展,对资本投入、研发投入的要求将不断加大。这一切都需要资金来支撑。以沈阳机床集团目前发展态势,根本无以应对。

数控机床的发展史篇7

机床是人类进行生产劳动的重要工具,也是社会生产力发展水平的重要标志。

普通机床经经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化,精密机械与测量等技术的发展与综合应用,生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。数控机床一经使用就显示出了它独特的优越性和强大生命力,使原来不能解决的许多问题,找到了科学解决的途径。

数控车床是数字程序控制车床的简称,它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身,是国内使用量最大,覆盖面最广的一种数控机床,也是是一种通过数字信息,控制机床按给定的运动轨迹,进行自动加工的机电一体化的加工装备,经过半个世纪的发展,数控机床已是现代制造业的重要标志之一,在我国制造业中,数控机床的应用也越来越广泛,是一个企业综合实力的体现。

时光如流水,两周的时间转眼即逝,这次暑期实习给我的体会是:

①通过这次实习我们了解了现代数控机床的生产方式和工艺过程。熟悉了一些材料的成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解了数控机床方面的知识和新工艺、新技术、新设备在机床生产上的应用。

②在数控机床的生产装配以及调试上,具有初步的独立操作技能。

③在了解、熟悉和掌握一定的数控机床的基础知识和操作技能过程中,培养、提高和加强了我的动手能力、创新意识和创新能力。

④这次实习,让我们明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质,不到最后一秒决不放弃的毅力!

⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,提高了我们的整体综合素质。

是的,课本上学的知识都是最基本的知识,不管现实情况怎样变化,抓住了最基本的就可以以不变应万变。如今有不少学生实习时都觉得课堂上学的知识用不上,出现挫折感,可我觉得,要是没有书本知识作铺垫,又哪应付瞬息万变的社会呢?经过这次实习,虽然时间很短,可我学到的却是我一个学期在学校难以了解的。就比如何与同事们相处,相信人际关系是现今不少大学生刚踏出社会遇到的一大难题,于是在实习时我便有意观察前辈们是如何和同事以及上级相处的,而自己也尽量虚心求教。要搞好人际关系并不仅仅限于本部门,还要跟别的部门例如市场部的同事相处好,那工作起来的效率才高,人们所说的“和气生财”在我们的日常工作中也是不无道理的。而且在工作中常与前辈们聊聊天不仅可以放松一下神经,而且可以学到不少工作以外的事情,尽管许多情况我们不一定遇到,可有所了解做到心中有底,也算是此次实习的其中一个目的了。

数控机床的发展史篇8

普通机床经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化,精密机械与测量等技术的发展与综合应用,生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。数控机床一经使用就显示出了它独特的优越性和强大生命力,使原来不能解决的许多问题,找到了科学解决的途径。

数控车床是数字程序控制车床的简称,它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身,是国内使用量最大,覆盖面最广的一种数控机床,也是是一种通过数字信息,控制机床按给定的运动轨迹,进行自动加工的机电一体化的加工装备,经过半个世纪的发展,数控机床已是现代制造业的重要标志之一,在我国制造业中,数控机床的应用也越来越广泛,是一个企业综合实力的体现。

时光如流水,两周的时间转眼即逝,这次暑期实习给我的体会是:

①通过这次实习我们了解了现代数控机床的生产方式和工艺过程。熟悉了一些材料的成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解了数控机床方面的知识和新工艺、新技术、新设备在机床生产上的应用。

②在数控机床的生产装配以及调试上,具有初步的独立操作技能。

③在了解、熟悉和掌握一定的数控机床的基础知识和操作技能过程中,培养、提高和加强了我的动手能力、创新意识和创新能力。

④这次实习,让我们明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质,不到最后一秒决不放弃的毅力!

⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,提高了我们的整体综合素质。

是的,课本上学的知识都是最基本的知识,不管现实情况怎样变化,抓住了最基本的就可以以不变应万变。如今有不少学生实习时都觉得课堂上学的知识用不上,出现挫折感,可我觉得,要是没有书本知识作铺垫,又哪应付瞬息万变的社会呢?经过这次实习,虽然时间很短,可我学到的却是我一个学期在学校难以了解的。就比如何与同事们相处,相信人际关系是现今不少大学生刚踏出社会遇到的一大难题,于是在实习时我便有意观察前辈们是如何和同事以及上级相处的,而自己也尽量虚心求教。要搞好人际关系并不仅仅限于本部门,还要跟别的部门例如市场部的同事相处好,那工作起来的效率才高,人们所说的“和气生财”在我们的日常工作中也是不无道理的。而且在工作中常与前辈们聊聊天不仅可以放松一下神经,而且可以学到不少工作以外的事情,尽管许多情况我们不一定遇到,可有所了解做到心中有底,也算是此次实习的其中一个目的了。

数控机床的发展史篇9

论文摘要:本文针对我国数控机床,尤其是经济型数控机床服务的现状,提出了构建数控机床综合服务体系的意见,以期抛砖引玉。

我国数控机床在近十余年来已经取得了较大的发展和普及,尤其是经济型数控机床发展更快,在一些地区和行业初步形成了规模。然而,其服务与发展相比还不相称,明显滞后于发展。必须建立系统的综合服务体系,数控机床才能健康持续地发展。

数控机床是在普通机床的基础上发展起来的,不妨先看看普通机床的服务。由于普通机床的发展和使用历史已经悠久,很自然地形成了它的服务体系,而且已经是一个成熟的、有效的体系。正因为如此,人们习以为常,反而不觉得它的存在。如果归纳一下,这个体系至少有3个要素:

培训上岗普通机床的操作者和调试维修人员通常都拜过师傅,由师傅带教的。“师傅带徒弟”就是培训;“满师”就是考核合格,才有资格上岗。

人员专业化“机修工”是一个常见的职业工种,已经普及和渗透到企业、社会。对于普通机床的调试、维修、保养等均有这些专职人员司职。用户一般可以做到小修大修不出厂,有问题自我消化,很少再找生产厂的。

服务社会化其一是服务机构社会化,“机修厂”是遍布各地的常见单位,它提供各类机床的专业维修服务,且不受机床的生产厂家、型号规格的限制;其二是技术教育社会化,各级各类工科技术学校都设置机修专业,输送合格的通用人才。另外,“师傅带徒弟”的方式依然存在。

数控机床是典型的机电一体化产品,除普通机床作基础外,一般配备有数控系统、自动刀架、编码器,有的还有变频器、自动送料装置等,集中了机械、电子技术于一体。因而数控机床更加需要完善的、有效的、及时的服务。

然而,我国的数控机床从机床厂刚出来就有先天不足。这是因为我国的机床厂自身机械技术力量虽然较强,但是电子技术方面较弱,电子类技术人员普遍匮乏,而配套部分又恰恰最需要运用电子技术。机床厂对数控机床的服务从主观上和客观上都没有做好准备,更加谈不上服务体系。数控机床生产厂无法独立承担全面的技术服务,因而配套部分的服务依赖于配套厂就不足为奇了。这样,一方面把服务体系割裂开来,另一方面只要用户方面反映一点问题,机床厂就要拉上配套厂一帮人去,结果往往又是一点小问题,劳民伤财,配套厂是“有苦难言”。

数控机床的用户,绝大部分属于机械加工业,客观上也有电子技术力量薄弱的问题,往往只会简单操作而缺乏配套部分的维修知识,出现一些故障就束手无策,甚至停机待修,影响生产。中、高挡数控机床的人员配备相对还好一点,普及的经济型数控机床的人员配备则不够理想,不少就是普通机床的操作人员,未经过严格培训考核就上机操作。大家都知道没有经过培训取得“汽车驾驶证”的人是严禁开汽车的。对于技术含量很高的数控机床(即便是经济型)怎么能允许未经培训考核就上岗操作呢?汽车有了故障,驾驶员大多能作前期诊断和处理,汽车修理厂也随处可见,修理十分方便。而数控机床有了故障,自己不能处理,还只能找生产厂或配套厂。说到底,还是人们对数控机床服务的认识没有到位,观念没有更新,服务体系没有构建起来。

尽管随着数控机床的发展,机床厂也在不断提高和完善自己的服务,提高自身素质,强调用户培训,服务状况有所改善。但是由于起点不高,认识不深,自身条件不足,还不能从根本上解决服务问题。

因此必须尽快构建与数控机床发展相适应的综合服务体系,才能加快数控机床的发展和普及。

根据我国数控机床发展的现状,参考其他比较成熟的服务体系,我国的数控机床的综合服务体系在下列要点上必须达成共识:

1必须由数控机床厂主动承担全面服务,即由机床厂承担包括机床、配套部分在内的全部服务,改变目前机床厂和各个配套厂分散服务的状况。因为

机床厂是产品的最终完成者,直接面对用户,承担全面服务是理所当然。

机床厂既然生产数控机床,对数控系统是属于必须掌握的核心技术,没有这个基础是很难参与竞争的;而其他配套件如刀架、传感器等技术对于熟悉数控技术的人来说是不难掌握的。机床厂不能长期依赖配套厂服务,否则无从提高自身素质和能力,增强竞争力。

控机床及其配套部分的技术已经比较成熟,质量稳定提高,用户反映的问题集中在调试和维修上,由机床厂指导用户使用和维修是最合适的。

数控机床使用中反映的问题是相互关联和影响的,初期很难判断问题在那个部分。如回转刀架动作失灵,就要检查刀架、数控系统、机床电器。如果分别由配套厂来检查和证明自己配套部分没有问题,或是发现问题解决了,各自的时间和费用已经浪费了。这种看似滑稽的情况,其实是经常发生的。

机床厂实行综合的全面服务,提高服务人员技术素质后,可以精简人员,提高效率。同时,减少配套单位的服务,也会得到相应的经济补偿,有利于降低成本。机床厂承担全面服务后,同样可以协调与配套单位的相互配合。

2要强调培训考核后上岗,建立针对不同层面的培训体系

机床厂自身要培养出一支掌握机电一体化技术的队伍,以适应生产、检验、服务工作。尤其要使服务人员能独立承担数控机床的调试及维修工作。

机床厂要强调对用户进行培训,要形成制度。培训考核合格后方可允许操作数控机床。培训要求是使用户能正确使用、规范操作、能处理常见故障。拥有数控机床较多的用户,应尽量培训出专职维修人员,能独立排除故障,做到修理基本不出厂门。

由机床行业与教育部门协调,继续并加强在各类大、中专学校、技工职业学校办好机电一体化专业,为社会输送和储备合格人才。不断补充和完善针对数控机床服务的内容。已经从事此项工作的,要给以再学习的机会和条件。

实践已经证明,谁抓住了培训谁就主动,谁就发展得快一点。数控系统生产厂家对培训的认识和行动要早些。而只有机床厂抓住了培训,才算是数控机床发展的关键!

3逐步在数控机床的用户集中地建立数控机床维修点

可以由机床厂自己建立,也可以发动社会力量建立。把分散的数控机床维修力量集中组织起来,使数控机床的维修专业化、社会化,做到就地解决数控机床的维修和另配件供应。

数控机床的发展史篇10

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自强不息攀登数控系统技术的顶峰

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品质价格服务——哈斯产品赢得客户的秘诀

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