从数控机床到无人工厂 [复制链接]

第11版(科技园地)
专栏：

　　从数控机床到无人工厂
恩宝贵
数控机床是集电子计算机、微电子、信息、传感、测试、机械制造技术为一体、高度机电一体化的产品，是适应高质量、高效益、多变化的要求而发生与发展的。数控是一种自动控制技术，是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的科学方法。作为生产机器的机器——机床是从１８世纪工业革命时开始出现的。由人力驱动到应用自然力、原动机驱动，再到电动机驱动。作为机床的控制系统最初也是手动的，以后发展到机械控制，到２０世纪初有了继电器控制系统。到２０世纪４０年代逐步应用机械、液压、气动、电气控制相结合的控制系统。到２０世纪中叶出现了应用电子技术控制的机床——数控机床。１９５１年由美国帕森斯与麻省伺服机构研究所合作制成第一台数控铣床。１９５４年由美国ＢＥＮＤＩＸ公司制造第一台商品数控铣床，１９６７年先在英国出现了柔性制造系统（ＦＭＳ），柔性是相对于只能制造固定规格产品的刚性生产线而言的。到１９９０年世界上拥有柔性制造系统１２００多条。现在世界上每年生产数控机床十万多台。在８０年代以前美国居领先地位，从１９８２年以后生产数控系统和数控机床的冠军一直被日本人把持着。１９９０年日本数控机床产量是６１６９７台，１９９１和１９９２年产量有所下降。
我国从１９５８年开始研制数控机床。当时由北京第一机床厂、北京机床研究所与清华大学合作研制成功Ｘ５３Ｋ—１数控铣床。在８０年代以前作为商品出售而又能应用的只有数控铣床、数控非圆插齿机、数控线切割机等少数品种。１９８０年以后我国相继引进日本、德国、美国的数控系统和伺服电机等技术后开始稳定生产。１９８０年我国生产数控机床６９２台，到１９９２年达到７４５０台，以平均每年２０％以上的速度递增。１９８１年我国生产的数控机床品种为８１种，到１９９２年已超过５００种。代表产品有北京机床研究所的ＪＣＳ—０１８立式加工中心、青海第一机床厂ＸＨＫ７５４卧式加工中心、长城机床厂ＣＫ７８１５数控车床和上海机床厂生产的ＭＫ１６３２数控端面外圆磨床，这四台机床已在日本ＦＡＮＵＣ无人化的工厂中运行。由北京机床研究所研制的ＪＣＳ—ＦＭＣ１卧式加工单元配１０个交换工作台是国内首次制成的柔性制造单元。还有由黄石锻压机床厂与华中理工大学研制的ＲＤ—Ｗ６７Ｋ—１２５／３０００型材折弯加工柔性单元。我国开始研制数控机床几乎与日本同步，但现在日本是世界上生产数控机床的强国，而我们尚处在引进、消化吸收的初始阶段，与国外的差距在１０年以上。
机床作为生产工具是生产力中最活跃的因素。一个时代，不在于生产什么，而在于用什么样的工具去生产。一个国家的工业水平，不仅体现在产品水平上，更重要的是要看制造水平。代表制造技术发展方向的数控机床与普通机床相比，能完成普通机床完不成的任务，如用于蜗轮叶片及螺旋桨的加工，可以稳定提高质量；一般比普通机床效率提高两三倍，对复杂零件加工可提高十几倍甚至几十倍，可以节省人力、厂房等等。我们国家的一般机械制造包括耐用消费品面临的任务不是数量的增加，而是生产手段的变革，加快数控机床的生产与应用，达到提高质量、性能，适应市场多变的要求，不断提高经济效益，才能在激烈的国内外市场竞争中生存与发展。
工业发达国家正开始下一步重大的技术革新，未来的工厂正由应用数控机床到柔性制造系统，到计算机集成制造系统以至无人化的工厂，工厂可以灵活到针对每个不同的具体用户提出的订单，在几天内设计制造出来指定的产品，这种高度自动化的工厂也许离我们不会太远了。