中國數(shù)控機(jī)床的跨越式發(fā)展
我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)起步階段
工業(yè)發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床的發(fā)展大體上經(jīng)歷了緩慢、快速和深入發(fā)展三個(gè)階段，目前已達(dá)較高水平，其機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率至少超過50%，產(chǎn)量數(shù)控化 率至少超過20%。內(nèi)中金切機(jī)床數(shù)控化率更高，比如號(hào)稱“數(shù)控王國”的日本，“二戰(zhàn)”后日本為加速經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇與起飛，制定了《機(jī)械工業(yè)振興法》并堅(jiān)持實(shí)行多年。該法對機(jī)床業(yè)的發(fā)展做出了詳細(xì)、全面的規(guī)劃，在日本機(jī)床業(yè)的振興過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。2000年金切機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率為88.5%、產(chǎn)量數(shù)控化率為59.4%。而美國政府非常重視機(jī)床工業(yè)，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(tái)數(shù)控機(jī)床。上世紀(jì)80年代，為保護(hù)當(dāng)時(shí)在世界上并不先進(jìn)的美國本國數(shù)控機(jī)床業(yè)，迫使日、德、西班牙等國就數(shù)控機(jī)床對美出口簽訂“自動(dòng)限制協(xié)議”。而在上世紀(jì)50年代末的中國，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床是誕生在與新中國差不多一起成長的老國企北京第一機(jī)床廠。但由于技術(shù)、市場等多方面的原因，我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)是從“六五”起步，發(fā)展比較緩慢，到“七五”引進(jìn)技術(shù)、合作生產(chǎn)，繼而“八五”又消化吸收并實(shí)現(xiàn)了自主版權(quán)的開發(fā)。
“九五”讓數(shù)控產(chǎn)業(yè)化成為可能
數(shù)控系統(tǒng)裝置是數(shù)控機(jī)床的神經(jīng)中樞，是曾長期阻礙中國數(shù)控領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。就世界范圍來說，經(jīng)過多年市場激烈競爭，已形成由日本發(fā)那科公司獨(dú)占世界市場50%、德國西門子公司占據(jù)25%的壟斷局面。我國從上世紀(jì)90年代末開始，掌握了基于通用32位工業(yè)控制機(jī)開放式體系結(jié)構(gòu)，一舉站在同一起跑線上。
在數(shù)控系統(tǒng)方面，首先解決了結(jié)構(gòu)性的初步轉(zhuǎn)換。據(jù)介紹， “八五”末期，我國沒有明確技術(shù)發(fā)展的主框架，即采用專用集成電路，還是以PC為基礎(chǔ)的平臺(tái)結(jié)構(gòu)。“九五”期間，國家有關(guān)部門明確發(fā)展以PC為平臺(tái)的數(shù)控系統(tǒng)，通過“九五”的攻關(guān)，現(xiàn)在框架上已初步完成。其次，提高了數(shù)控系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，MTBF由5000小時(shí)達(dá)到20000小時(shí)，這一指標(biāo)使國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，基本解決了國內(nèi)用戶生產(chǎn)企業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，解決了多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的技術(shù)難題。從過去的三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)達(dá)到了最多可達(dá)八坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，打破了國外對我國的技術(shù)“限制”。同時(shí)，我國國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)已具備批量生產(chǎn)能力，市場品牌也在逐步樹立。目前，批量投入市場的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，具有性能價(jià)格比優(yōu)勢，正在改變國際強(qiáng)手在中國市場上奇貨可居的壟斷局面；經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)先于外商進(jìn)入市場成為一類主導(dǎo)產(chǎn)品；與之匹配的數(shù)字交流伺服電機(jī)及主軸電機(jī)已有自主版權(quán)的商品問世。
在數(shù)控機(jī)床方面，首先解決了可靠性指標(biāo)的認(rèn)定方法問題。“八五”末期我國數(shù)控機(jī)床的MTBF只有200小時(shí)，經(jīng)過這幾年的努力，現(xiàn)在已達(dá)到400小時(shí)，增長幅度達(dá)100%。 第二，加工中心主軸轉(zhuǎn)速由每分鐘4000轉(zhuǎn)達(dá)到10000轉(zhuǎn)，解決了由于這一關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)低，造成大量國外數(shù)控機(jī)床進(jìn)口的問題。目前，這一技術(shù)的關(guān)鍵產(chǎn)品也已小批量生產(chǎn)，如內(nèi)裝式電主軸等。第三，坐標(biāo)進(jìn)給速度由“八五”末期的每分鐘15米增加到40米，達(dá)到了國際水平。第四，加工中心換刀速度由“八五”末期5～8秒減少到1.5～3秒，也接近了世界先進(jìn)水平。 1990年數(shù)控成形機(jī)床產(chǎn)量僅26臺(tái)。進(jìn)入“九五”后，由于國產(chǎn)機(jī)電產(chǎn)品普遍升級換代，加上高起點(diǎn)外商投資企業(yè)的大量興辦，帶動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用。
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