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進(jìn)入21世紀(jì),我國(guó)機(jī)床制造業(yè)既面臨著提升機(jī)械制造業(yè)水平的需求而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī),也遭遇到加入WTO后激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力。從技術(shù)層面上來(lái)講,加速推進(jìn)數(shù)控技術(shù)將是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。
數(shù)控機(jī)床及由數(shù)控機(jī)床組成的制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直備受人們關(guān)注。數(shù)控機(jī)床以其卓越的柔性自動(dòng)化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，它開(kāi)創(chuàng)了機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術(shù)成為先進(jìn)制造技術(shù)中的一項(xiàng)核心技術(shù)。另一方面，通過(guò)持續(xù)的研究，信息技術(shù)的深化應(yīng)用促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的進(jìn)一步提升。
我國(guó)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)況
從上世紀(jì)80年代起，機(jī)床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏，但對(duì)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床一直給予較大的關(guān)注。經(jīng)過(guò)“九五”數(shù)控車床和加工中心（包括數(shù)控銑床）的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地的形成，所生產(chǎn)的中檔普及型數(shù)控機(jī)床的功能、性能和可靠性方面已具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但在中、高檔數(shù)控機(jī)床方面，與國(guó)外一些先進(jìn)產(chǎn)品相比，仍存在較大差距，這是由于歐美日等先進(jìn)工業(yè)國(guó)家于80年代先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)進(jìn)程，其中一些著名機(jī)床公司致力于科技創(chuàng)新和新產(chǎn)品的研發(fā)，引導(dǎo)著數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展，如美國(guó)英格索爾公司和德國(guó)惠勒喜樂(lè)公司對(duì)用于汽車工業(yè)和航空工業(yè)高速數(shù)控銑床的發(fā)展，日本牧野公司對(duì)高效精密加工中心所作的貢獻(xiàn)，德國(guó)瓦德里希公司在重型龍門五面加工銑床方面的開(kāi)發(fā)，以及日本馬扎克公司研發(fā)的車銑中心對(duì)高效復(fù)合加工的推進(jìn)等等。相比之下，我國(guó)大部分?jǐn)?shù)近代機(jī)床產(chǎn)品在技術(shù)處于跟蹤階段。表3 以40號(hào)刀柄的中型加工中心為例，列出國(guó)內(nèi)外先進(jìn)產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)，由此可以看到效率、精度和可靠性等方面均有明顯差距。
表1 中型加工中心主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比
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項(xiàng)目 |
國(guó)內(nèi) |
外國(guó) |
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主軸最高轉(zhuǎn)速/r.min-1 |
6000～10000 |
10000～40000 |
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快移速度/m.min-1 |
24～30 |
60～90 |
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金屬切除率
45鋼(cm3.min-1) |
200～300 |
400～600 |
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定位精度/mm(全行程) |
0.01～0.016 |
0.004～0.006 |
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重復(fù)定位精度/mm |
0.005～0.008 |
0.002～0.003 |
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平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間MTBF/h |
500～600 |
>1000 |
開(kāi)展可靠性設(shè)計(jì)，加強(qiáng)全面質(zhì)量管理，保證數(shù)控機(jī)床的可靠性增
因此，為了保證數(shù)控機(jī)床有高的可靠性，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮其功能和力學(xué)特性，還要進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)，根據(jù)可靠性要求合理分配各組成件的可靠性指標(biāo)，在配套件采購(gòu)和制造過(guò)程中重視質(zhì)量要求，加強(qiáng)全面質(zhì)量管理以求可靠性的不斷增長(zhǎng)。
精心設(shè)計(jì)、嚴(yán)格制造和明確的可靠性目標(biāo)以及通過(guò)維修分析故障模式和找出薄弱環(huán)節(jié)是推進(jìn)數(shù)控技術(shù)的重要措施。例如我國(guó)機(jī)床行業(yè)經(jīng)5年的努力已使加工中心和數(shù)控車床的MTBF增長(zhǎng)了50%；又有如日本FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)在1985年時(shí)無(wú)鼓掌時(shí)間僅為8.7個(gè)月，公司領(lǐng)導(dǎo)提出了增長(zhǎng)至50個(gè)月的目標(biāo)，至1991年基本實(shí)現(xiàn)，到1994年已達(dá)125個(gè)月，在可靠性方面位居世界前列。這些事實(shí)充分說(shuō)明了維修和產(chǎn)品質(zhì)量之間的互動(dòng)關(guān)系。 | 
