20世紀(jì)人類(lèi)社會(huì)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(guó)第1臺(tái)數(shù)控銑床問(wèn)世至今已經(jīng)歷了50個(gè)年頭。數(shù)控設(shè)備包括:車(chē)、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類(lèi)專(zhuān)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(wàn)臺(tái),
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(yáng)工業(yè),所以美國(guó)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(guò)重大改組。如美國(guó)、德國(guó)等幾大制造商都經(jīng)過(guò)較大變動(dòng),從90年代初開(kāi)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(guó)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。
我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過(guò)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(lái)說(shuō),技術(shù)水平不高,質(zhì)量不佳,所以在90年代初期面臨國(guó)家
經(jīng)濟(jì)由計(jì)劃性經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)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(kù)存超過(guò)4個(gè)月。從1995年“九五”以后國(guó)家從擴(kuò)大內(nèi)需啟動(dòng)機(jī)床市場(chǎng),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(duì)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(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門(mén)投入大量技改資金,使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。從2000年8月份的上海數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)和2001年4月北京國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)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(wèn)題:
(1) 低技術(shù)水平的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)激烈,互相靠壓價(jià)促銷(xiāo);
(2) 高技術(shù)水平、全功能產(chǎn)品主要靠進(jìn)口;
(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;
(4) 應(yīng)用技術(shù)水平較低,聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒(méi)有完全推廣使用;
(5) 自行開(kāi)發(fā)能力較差,相對(duì)有較高技術(shù)水平產(chǎn)品主要靠引進(jìn)圖紙、合資生產(chǎn)或進(jìn)口件組裝。
當(dāng)今世界工業(yè)國(guó)家數(shù)控機(jī)床的擁有量反映了這個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)能力和國(guó)防實(shí)力。目前我國(guó)是全世界機(jī)床擁有量最多的國(guó)家(近300萬(wàn)臺(tái)),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(guó)家一般能達(dá)到20%的差距太大。日本不到80萬(wàn)臺(tái)的機(jī)床卻有近10倍于我國(guó)的制造能力。數(shù)控化率低,已有數(shù)控機(jī)床利用率、開(kāi)動(dòng)率低,這是發(fā)展我國(guó)21世紀(jì)制造業(yè)必須首先解決的最主要問(wèn)題。每年我們國(guó)產(chǎn)全功能數(shù)控機(jī)床3000~4000臺(tái),日本1年產(chǎn)5萬(wàn)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床,每年我們花十幾億美元進(jìn)口7000~9000臺(tái)數(shù)控機(jī)床,即使這樣我國(guó)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(guó)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(huì)也曾做過(guò)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(wàn)臺(tái),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(lái)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(guó)公司加入?!笆濉眲倓傞_(kāi)始,國(guó)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(duì)1.2~1.8萬(wàn)臺(tái)機(jī)床的數(shù)控化改造。
數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)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。
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:
(2) 基于PC平臺(tái),技術(shù)進(jìn)步快,升級(jí)換代容易;
(3) 提供了開(kāi)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);
(4) 對(duì)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠來(lái)說(shuō),提供了優(yōu)良的開(kāi)發(fā)環(huán)境,簡(jiǎn)化了硬件。 目前,國(guó)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(wàn)套以上系統(tǒng),占世界市場(chǎng)約40%左右,其次是德國(guó)的西門(mén)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(guó)的NUM,日本的三菱、安川。
國(guó)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(yáng)藝天、廣州數(shù)控、南京新方達(dá)、成都廣泰等,國(guó)產(chǎn)數(shù)控生產(chǎn)廠家規(guī)模都較小,年產(chǎn)都還沒(méi)有超過(guò)300~400套。
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。
(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(chē)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