1、- 1 - 第一章第一章 绪绪 论论 1.11.1 本文选题的背景及意义本文选题的背景及意义 1.1.11.1.1 概述概述 整个人类社会的文明史，就是制造技术不断演变和发展的历史。任何 国家的制造业都是国民经济的基础产业，也是国民经济的主要来源。没有 发达的制造业，就不可能有国家真正的繁荣和强大。制造技术是制造业的 技术支柱，是一个国家科技水平、综合国力的重要体现，制造技术的发展 是一个国家经济增长的根本动力。而制造业中机床是其基础装备。我国是 一个机床大国，有三百多万台普通机床。但机床的素质差，性能落后，单 台机床的平均产值只有先进工业国家的 1/10 左右，差距太大，急待改造。 旧机床的
2、数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使 其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越 来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂 的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂一面购 置数控机床一面利用数控、数显、PC 技术改造普通机床，并取得了良好 的经济效益。我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿 出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型 数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要， 又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。1984 年，我国开始生 产经济
3、型数控系统，并用于改造旧机床。到目前为止，已有很多厂家生产 经济型数控系统。可以预料，今后机床的经济型数控化改造将迅速发展和 普及。 1.1.21.1.2 数控机床的优越性数控机床的优越性 数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的 产物,是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。它与普通机 床相比,其优越性是显而易见的,不仅零件加工精度高,产品质量稳定,且自动化 程度极高,可减轻工人的体力劳动强度,大大提高了生产效率,特别值得一提的是 数控机床可完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工,因而 数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要。 1.
4、1.31.1.3 数控机床在我国的发展现状数控机床在我国的发展现状 我国是世界上机床产量最多的国家，但在国际市场竞争中仍处于较低水平； 即使国内市场也面临着严峻的形势,一方面国内市场对各类机床产品特别是数控 机床有大量的需求,而另一方面却有不少国产机床滞销积压,国外机床产品充斥 市场。90 年国外数控机床在我国市场的占有率仅达 15%左右,而 95 年已达 77%。 严重影响我国数控机床自主发展的势头。 这种现象的出现,除了有经营上、产品制造质量上和促销手段上等原因外, 一个主要的原因是我国生产的数控机床品种、 性能和结构不够先进,新产品(包括 基型、 变型和专用机床)的开发周期长,从而不能及
5、时针对用户的需求提供满意的 产品。具体地说,这个问题反映在下列五个方面: - 2 - (1) 我国机床厂目前开发基型产品的周期约为 1518 个月,其中设计时间 约为 58 个月,占总周期的 40%左右。而国外一些先进机床厂同类基型产品的开 发周期为 69 个月,其中设计约 1.52 个月,只占 25%。因此无论是产品开发的 总周期还是设计所占的时间比例均与国外先进水平有很大的差距。 (2) 我国工厂由于缺乏设计的科学分析工具(如分析和评价软件、 整机结构 有限元分析方法以及机床性能测试装置等),自行开发的新产品大多基于直观经 验和类比设计,使设计一次成功的把握性降低,往往需要反复试制才能定型
6、,从而 可能错过新产品推向市场的良机。 (3) 用户根据使用需要,在订货时往往提出一些特殊要求,甚至在产品即将 投产时有的用户临时提出一些要求,这就需要迅速变型设计和修改相应的图纸及 技术文件。 在国外,这项修改工作在计算机的辅助下一般仅需数天至一周,而在我 国机床厂用手工操作就至少需 12 个月,且由于这些图纸和文件涉及多个部门, 常会出现漏改和失误的现象,影响了产品的质量和交货期。 (4) 现在我国工厂设计和工艺人员中青年占多数,他们的专业知识和实际 经验不足, 又担负着开发的重任。 (5)由于长期以来形成的设计、工艺和制造部门分立,缺乏有效的协同开发 的模式,不能从制订方案开始就融入各方面的正确意见,容易造成产品的反复修 改,延长了开发的周期。 为解决这些问题,必须对产品开发的整个过程综合应用计算机技术,发展优 化和仿真技术,提高产品结构性能,并建立起基于并行工程(Concurrent Engineering)的使设计、 工艺和制造人员协同工作和知识共享的产品虚拟开发环 境,使用相应的产品虚拟开发软件，这样才能有效地解决产品开发的落后局面, 使企业取得良好的经
