肖月美
(江蘇省邗江中等專業學校,江蘇 邗江 225009)
1952年由美國麻省理工學院和Parsons公司合作研制成功了第一臺數控機床試驗性樣機,直到1954年第一臺工業用的數控機床才產生,之后,世界上其他一些國家也相繼開始研制和應用數控機床,我國也與1958年開始數控機床的研制工作,在幾十年間,數控技術水平不斷提高,數控機床在各個領域也得到了廣泛的應用,我國的數控業可以說發展飛速。
數字控制(Numerical Control, NC)是一種自動控制技術,是用數字化信號對某一對象進行控制的一種方法,簡稱數控;在機床領域是指用數字控制信號對機床運動及其加工過程進行控制的一種方法。數控機床即是采用了數控技術的機床,或者裝備了數控系統的機床。國際信息處理聯盟(IFIP)第五技術委員會對數控機床的定義是:數控機床(Numerical Control Machine)是一個裝備了數控系統的機床,該系統能夠邏輯地處理具有使用號碼或其他符合編碼指令規定的程序。這里所指的程序控制系統,通常稱為數控系統。數控系統是數控機床的核心,現如今的數控系統通常由計算機承擔數控中的命令發生器和控制器即計算機數控系統(Computer Numerical Control,CNC)。
數控機床種類繁多,功能不一,但總的來說跟普通機床相比,它具有以下的一些優點:(1)為單件、小批量的精密復雜零件提供了自動化加工手段;(2)加工精度高、質量穩定;(3)加工零件的適應性強、靈活性好;(4)提高了生成率,經濟效益明顯;(5)改善了工人的勞動條件,減輕了工人的勞動強度;(6)有利于生產管理的現代化。因此數控機床已經逐漸成為了現代制造業的主流設備。
近年來,一些先進的制造技術例如:快速原型法、虛擬制造技術、自適應控制技術、計算機群控技術(DNC)、柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(FMS)、計算機集成制造系統(CIMS)等的興起及不斷成熟,數控機床在不斷地采用這些先進的制造技術后而得到了迅速的發展,正朝著高速化、高精度化、多功能化、智能化、高效加工、高可靠性、開放式全功能等方向發展。
從1958年以來,我國的一些高等院校、科研單位、企業等就不段地致力于數控機床的研究開發,先后研究出來數控鏜床、數控車床、數控加工中心、數控磨床、數控線切割等數控機床。特別是80年代改革開放以后,由于國外技術的引進,我國的數控機床得到了新的發展高潮。我國開發了立式、臥式加工中心、數控銑床、數控車床、數控磨床以及一些大型、重型的數控機床等;在立式、臥式加工中心的基礎上,配置了自動交換工作臺(托盤)APC組成柔性制造單元;在一定范圍內探索實施了CIMS,以及在五軸聯動機床、高精度機床等方面都取得了一定的成果。
可以說現階段我國的數控機床業還是蠻紅火的,有越來越多的數控機床廠,有越來越多的制造業企業使用數控機床,一些用數控機床進行來料加工的小作坊也越來越多,但是一般生產和使用的都是中低檔的數控機床,對于高檔數控機床我國還是落后于世界先進水平的。比如說由我國自主研發的五軸聯動機床、并聯機床等,在穩定性、精度等方面都不如國際上同類型的產品。
我國數控機床所使用的數控系統多采用日本的FAUNC,德國的SIEMENS等一些國外知名的品牌,而國產的數控系統市場占有率卻很少。近幾年來,華中數控發展迅速、軟件水平不錯,但也存在自身的一些不足,所以目前國內的一些大型的數控機床廠并沒有采用。其實嚴格來說我國沒有真正意義上完全自主研發的數控系統,國內能做的一些中、高端的數控機床,基本處于組裝和制造階段,未能掌握核心技術,國產數控機床的關鍵零部件和核心技術主要依賴進口,所以在數控技術發展這一塊受到了一定的限制。
從我國數控機床的發展形式來看需要三種層次的數控技術人才:第一種是熟悉數控機床的操作及加工工藝、懂得簡單的機床維護、能夠進行手工或自動編程的車間技術操作人員;第二種是熟悉數控機床機械結構及數控系統軟硬件知識的中級人才,要掌握復雜模具的設計和制造知識,能夠熟練應用UG、PRO/E等 CAD/CAM軟件,同時有扎實的專業理論知識、較高的英語水平并積累了大量的實踐經驗;第三種是精通數控機床結構設計以及數控系統電氣設計、能夠進行數 控機床產品開發及技術創新的數控技術高級人才。現如今學習數控的人也越來越多,各個大學、職業學校、數控培訓機構近幾年招的數控專業的學生還是相對蠻多的,可是真正的培養出的高尖端的數控技術人員并不是很多的。大多數數控機床業的工作者是以技術操作人員居多,真正能夠對數控機床的機械結構、電氣系統、數控系統、機床維修等都很精通的人少之又少。
數控機床操作工通常只會操作,機床如果出現故障,如果是操作引起的一些簡單故障,可能還可以自行解決,如果是電氣、電子技術等方面的故障,就會束手無策了,只能停機等待維修,這樣就影響加工生產。這種情況下通常需要找機床生產廠找專門維修人員來進行維修,有的時候可能會發現,調了一幫維修人員過去,檢查下來只是一點小問題,真是勞民又傷財。甚至有的時候,由于技術支持和服務不到位,機床維修人員并不能及時到位,花高價錢買的數控機床,只能放在那里當擺設。
數控機床廣泛應用于制造業、國防、軍事、航空航天等領域,所以數控機床的發展水平不僅體現了一個國家制造業的現代化水平,也體現了一個國家科技、經濟實力的水平以及綜合國力,甚至關系到一個國家的戰略地位,所以我們需要不斷提高我國的數控機床發展水平。
我國作為制造業的大國,主要優勢還是在勞動力、價格、資源等方面,而在產品的技術創新與自主開發方面與國外同行的差距還很大。我相信我國的數控產業不可能安于現狀的,我們會努力縮短與發達國家之間的差距。總有一天我們的數控機床產品會從從低端轉變為高端,實現中國制造到中國創造、制造大國到制造強國的轉變。
[1]蔣洪平.機床數控技術基本常識[S].高等教育出版社,2009(09).
[2]羅學科.數控機床[M].中央廣播電視大學出版社,2008(01).