日本三軸車床怎麼樣

㈠ 數控機床的發展史

車床是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。

在車床上還可用鑽頭、擴孔鑽、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工。

車床主要用於加工軸、盤、套和其他具有回轉表面的工件，是機械製造和修配工廠中使用最廣的一類機床。

古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉，並手持刀具而進行切削的。

1797年，英國機械發明家莫茲利創制了用絲杠傳動刀架的現代車床，並於1800年採用交換齒輪，可改變進給速度和被加工螺紋的螺距。

1817年，另一位英國人羅伯茨採用了四級帶輪和背輪機構來改變主軸轉速。

為了提高機械化自動化程度，1845年，美國的菲奇發明轉塔車床；1848年，美國又出現回輪車床；1873年，美國的斯潘塞製成一台單軸自動車床，不久他又製成三軸自動車床；20世紀初出現了由單獨電機驅動的帶有齒輪變速箱的車床。

第一次世界大戰後，由於手檔纖軍火、汽車和其他機械工業的需要，各種高效自動車床和專門化車床迅速發展。

為了提高小批量工件的生產率，40年代末，帶液壓仿形裝置的車床得到推廣，與此同時，多刀車床也得到發展。

50年代中，發展了帶穿孔卡、插銷板和撥碼盤等的程序控制車床。

數控技術於60年代開始用於車床，70年代後得到迅速發畢仿展。

車床依用途和功能區分為多種類型。

普通車床的加工對象廣，主軸轉速和進給量的調整范圍大，能加工工件的內外表面、端面和內外螺紋。

這種車床主要由工人手工操作，生產效率低，適用於單件、小批生產和修配車間。

轉塔車床和回轉車床具有能裝多把刀具的轉塔刀架或回輪刀架，能在工件的一次裝夾中由工人依次使用不同刀具完成多種工序，適用於成批生產。

自動車床能按一定程序自動完成中小型工件的多工序加工，能自動上下料，重復加工一批同樣的工件，適用於大批、大量生產。

多刀半自動車床有單軸、多軸、卧式和立式之分。

單軸卧式的布局形式與普通車床相似，但兩組刀架分別裝在主軸的前後或上下，用於加工盤、環和軸類工件，其生產率比普通車床提高3～5倍。

仿形車床能仿照樣板或樣蠢源件的形狀尺寸，自動完成工件的加工循環，適用於形狀較復雜的工件的小批和成批生產，生產率比普通車床高10～15倍。

有多刀架、多軸、卡盤式、立式等類型。

立式車床的主軸垂直於水平面，工件裝夾在水平的回轉工作台上，刀架在橫粱或立柱上移動。

適用於加工較大、較重、難於在普通車床上安裝的工件，一般分為單柱和雙柱兩大類。

鏟齒車床在車削的同時，刀架周期地作徑嚮往復運動，用於鏟車銑刀、滾刀等的成形齒面。

通常帶有鏟磨附件，由單獨電動機驅動的小砂輪鏟磨齒面。

專門車床是用於加工某類工件的特定表面的車床，如曲軸車床、凸輪軸車床、車輪車床、車軸車床、軋輥車床和鋼錠車床等。

聯合車床主要用於車削加工，但附加一些特殊部件和附件後，還可進行鏜、銑、鑽、插、磨等加工，具有「一機多能」的特點，適用於工程車、船舶或移動修理站上的修配工作。

美國、德國、日本三國數控機床

美、德、日三國是當今世上在數控機床科研、設計、製造和使用上，技術最先進、經驗最多的國家。

因其社會條件不同，各有特點。

1. 美國的數控發展史

美國 *** 重視機床工業，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發展方向、科研任務 , 並且提供充足的經費，且網羅世界人才，特別講究 「 效率 」 和 「 創新 」 ，注重基礎科研。

因而在機床技術上不斷創新，如 1952 年研製出世界第一台數控機床、 1958 年創制出加工中心、 70 年代初研製成 FMS 、 1987 年首創開放式數控系統等。

由於美國首先結合汽車、軸承生產需求，充分發展了大量大批生產自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術在世界上領先，因此其數控機床的主機設計、製造及數控系統基礎扎實，且一貫重視科研和創新，故其高性能數控機床技術在世界也一直領先。

當今美國生產宇航等使用的高性能數控機床，其存在的教訓是，偏重於基礎科研，忽視應用技術，且在上世紀 80 代 *** 一度放鬆了引導，致使數控機床產量增加緩慢，於 1982 年被後進的日本超過，並大量進口。

從 90 年代起，糾正過去偏向，數控機床技術上轉向實用，產量又逐漸上升。

2. 德國的數控發展史

德國 *** 一貫重視機床工業的重要戰略地位，在多方面大力扶植。

，於 1956 年研製出第一台數控機床後，德國特別注重科學試驗，理論與實際相結合，基礎科研與應用技術科研並重。

企業與大學科研部門緊密合作，對數控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質量上精益求精。

德國的數控機床質量及性能良好、先進實用、貨真價實，出口遍及世界。

尤其是大型、重型、精密數控機床。

德國特別重視數控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數控系統、各種功能部件，在質量、性能上居世界前列。

如西門子公司之數控系統，均為世界聞名，競相採用。

3. 日本的數控發展史

日本 *** 對機床工業之發展異常重視，通過規劃、法規 ( 如 「 機振法 」 、 「 機電法 」 、 「 機信法 」 等 ) 引導發展。

在重視人才及機床元部件配套上學習德國，在質量管理及數控機床技術上學習美國，甚至青出於藍而勝於藍。

自 1958 年研製出第一台數控機床後， 1978 年產量 (7,342 台 ) 超過美國 (5,688 台 ) ，至今產量、出口量一直居世界首位 (2001 年產量 46,604 台，出口 27,409 台，占 59%) 。

戰略上先仿後創，先生產量大而廣的中檔數控機床，大量出口，佔去世界廣大市場。

在上世紀 80 年代開始進一步加強科研，向高性能數控機床發展。

日本 FANUC 公司戰略正確，仿創結合，針對性地發展市場所需各種低中高檔數控系統，在技術上領先，在產量上居世界第一。

該公司現有職工 3,674 人，科研人員超過 600 人，月產能力 7,000 套，銷售額在世界市場上占 50% ，在國內約占 70% ，對加速日本和世界數控機床的發展起了重大促進作用。

看機床的水平主要看金屬切削機床，其他機床技術和復雜性不高，就是近幾年很流行的電加工機床，也只是方法的改變，沒什麼復雜性和科技含量。

我國的數控磨床水平不錯，每年都有大量出口，因為它簡單，基本屬於勞動密集型。

金屬加工主要是去除材料，得到想得到的金屬形狀。

去除材料，主要靠車和銑，車床發展為數控車床，銑床發展為加工中心。

高精度多軸機床，可以讓復雜零件在精度和形狀上一次到位，例如，飛機上的一個復雜零件，以前由很多種工人：車工、銑工、磨床工、畫線工、熱處理工用好幾個月干，其中還有報廢的，最新的復合數控機床幾天甚至幾個小時就全乾好了，而且精度比你設計的還高。

零件精度高就意味著壽命長，可靠性好。

由普通發展到數控，一個人頂原來的十個，在精度上，更是沒法說，適應性上，零件變了，換個程序就行。

把人的因素也降為最低，以前在工廠，誰要時會車渦輪、蝸桿，沒個10年8年的不行，要是誰掌握了，那牛得很。

現在用數控設備，只要你會編程，把參數輸進去就可以了，很簡單，剛畢業的技校學生都會，而且批量的產品質量也有保證。

自美國在50年代末搞出世界一台數控車床後，機床製造業就進入了數控時代，中國在六十年代也搞出了第一代數控機床，但後來中國進入了什麼年代，大家都知道。

等80年代我們再去看世界的數控機床水平，差距就是20年了，其實奮起直追還有希望，但國營工廠不思進取，到了90年代，我們再去看世界水平，已有30年的差距了。

中國改革開放前走的是蘇聯的路子，什麼叫蘇聯的路子，舉個例子來講：比如，生產一根軸，蘇聯的方式是建一個專用生產線，用多台專用機床，好處是批量很容易上去，但一旦這根軸的參數發生了變化，這條線就報廢了，生產人員也就沒事做了。

在1960－1980年代，國營工廠一個產品生產幾十年不變樣。

到了1980年代後，當時搞商品經濟，這些廠不能迅速適應市場，經營就困難了，到了90年代就大量破產，大量職工下崗。

現代的生產也有大批量生產，但主要是單件小批量，不管是那種，只要你的設備是數控的，適應起來就快。

專業機床的路子已經到頭了，西方走的路和前蘇聯不一樣，當年的「東芝」事件，就是東芝賣給蘇聯了幾台五軸聯動的數控銑床，讓蘇聯在潛艇的推進螺旋槳上的製造，上了一個檔次，讓美國的聲納聽不到潛艇聲音了，所以美國要懲處東芝公司。

由此也可見，前蘇聯的機床製造業也落後了，他們落後，我們就更不用說了。

雖然，美國搞出了世界第一台數控機床，但數控機床的發展，還是要數德國。

德國本來在機械方面就是世界第一，數控機床無非就是搞機電一體化，機械方面德國已沒問題，剩下的就是電子系統方面，德國的電子系統工業本來就強大，所以在上世紀六、七十年代，德國就執機床界的牛耳了。

從上世紀70年代起，日本大量從德國引進技術，消化後大量仿造，經過努力，在90年代起，就超越了德國，成為世界第一大數控機床生產國，直到現在還是。

他們在機床製造水平上，有一些也走在了世界前面，如在機床復合（一機多種功能）化方面，是世界第一。

數控機床的核心就在數控系統方面，目前在系統方面也排世界第一，主要是它的發拿科公司。

第一代的系統用步進電機，我們現在也能造，第二代用交流伺服電機。

現在的數控系統的核心就是交流伺服電機和系統內的邏輯控制軟體，交流伺服電機我們國家目前還沒有誰能製造，這是一個光學、機械、電子的綜合體。

邏輯控制軟體就是控制機床的各軸運動，而這些軸是用伺服電機驅動的，一般的系統能同時控制3軸，高級系統能控制五軸，能控5軸的，五軸以上也沒問題。

我們國家也由有5軸系統，但「做秀」的成份多，還沒實用化。

我們的工廠用的五軸和五軸以上機床，100％進口。

機床是一個國家製造業水平高低的象徵，其核心就是數控系統。

我們目前不要說系統，就是國內造的質量稍微好一點的數控機床，所用的高精度滾珠絲杠，軸承都是進口的，主要是買日本的，我們自產的滾珠絲杠、軸承在精度、壽命方面都有問題。

目前國內的各大機床廠，數控系統100％外購，各廠家一般都買日本發那科、三菱的系統，佔80％以上，也有德國西門子的系統，但比較少。

德國西門子系統為什麼用的少呢？早期，德國系統不太能適合我們的電網，我們的電網穩定性不夠，西門子系統的電子伺服模塊容易燒壞。

日本就不同了，他們的系統就燒不壞。

近來西門子系統改進了不少，價格方面還是略高。

德國人很不重視中國，所以他們的系統漢語化最近才有，不像日本，老早就有漢語化版的。

就國產高級數控機床而言，其利潤的主體是被外國人拿走了，中國只是掙了一個辛苦錢。

美國為什麼沒有能成為數控機床製造大國呢？這個和他們當時制定產業政策的人有關，再加上當時美國的勞動力貴，買比製造劃算。

機床屬於投資大，見效慢，回報率底的產業，而且需要技術積累。

不太附和美國情況。

但後來美國發現，機床屬於戰略物資，沒有它，飛機、大炮、坦克、軍艦的製造都有問題，所以他們重新制定政策，扶植了一些機床廠，規定了一些單位只能買國產設備，就是貴也得買，這就為美國保留了一些數控機床行業。

美國機床在世界上沒有什麼競爭力。

歐洲的機床，除德國外，瑞士的也很好，要說超高精密機床，瑞士的相當好，但價格也是天價。

一般用戶用不起。

義大利、英國、法國屬於二流，中國很少買他們的機床。

西班牙為了讓中國進口他們的機床，不惜貸款給中國，但買的人也很少——借錢總是要還的。

韓國、台灣的數控機床製造能力比大陸地區略強，不過水平差不多。

他們也是在上世紀90年代引進**技術發展的。

韓國應該好一點，它有自己製造的、已經商業化了的數控系統，但進口到中國的機床，應我們的要求，也換成了**系統。

我們對他們的系統信不過。

韓國數控機床主要有兩家：大宇和現代。

大宇目前在我國設有合資企業。

台灣機床和我們大體一樣，自己造機械部分，系統采購**的。

但他們的機床質量差，壽命短，目前在大陸影響很壞。

其實他們比我們國產的要好一點。

但我們自己的差，我們還能容忍，台灣的機床是用美金買來的，用的不好，那火就大了。

台灣最主要的幾家機床廠已打算把工廠遷往大陸，大部分都在上海。

這些廠目前在國內的競爭中，也打著「國產」的旗號。

近來隨著中國的經濟發展，也引起了世界一些主要機床廠商的注意，2000年，日本最大的機床製造商「馬扎克」在中國銀川設立了一家數控機床合資廠，據說製造水平相當高，號稱「智能化、網路化」工廠，和世界同步。

今年日本另外一家大機床廠大隈公司在北京設立了一家能年產1000台數控機床的控股公司，德國的一家很有名的企業也在上海設立了工廠。

目前，國家制定了一些政策，鼓勵國民使用國產數控機床，各廠家也在努力追趕。

國內買機床最多的是軍工企業，一個購買計劃里，80％是進口，國產機床滿足不了需要。

今後五年內，這個趨勢不會改變。

不過就目前國內的需要來講，我國的數控機床目前能滿足中低檔產品的訂貨。

FANUC公司簡介

FANUC公司創建於1956年，1959年首先推出了電液步進電機，在後來的若干年中逐步發展並完善了以硬體為主的開環數控系統。

進入70年代，微電子技術、功率電子技術，尤其是計算技術得到了飛速發展，FANUC公司毅然舍棄了使其發家的電液步進電機數控產品，一方面從GETTES公司引進直流伺服電機製造技術。

1976年FANUC公司研製成功數控系統5，隨時後又與SIEMENS公司聯合研製了具有先進水平的數控系統7，從這時起，FANUC公司逐步發展成為世界上最大的專業數控系統生產廠家，產品日新月異，年年翻新。

1979年研製出數控系統6，它是具備一般功能和部分高級功能的中檔CNC系統，6M適合於銑床和加工中心；6T適合於車床。

與過去機型比較，使用了大容量磁泡存儲器，專用於大規模集成電路，元件總數減少了30%。

它還備有用戶自己製作的特有變數型子程序的用戶宏程序。

1980年在系統6的基礎上同時向抵擋和高檔兩個方向發展，研製了系統3和系統9。

系統3是在系統6的基礎上簡化而形成的，體積小，成本低，容易組成機電一體化系統，適用於小型、廉價的機床。

系統9是在系統6的基礎上強化而形成的具備有高級性能的可變軟體型CNC系統。

通過變換軟體可適應任何不同用途，尤其適合於加工復雜而昂貴的航空部件、要求高度可靠的多軸聯動重型數控機床。

1984年FANUC公司又推出新型系列產品數控10系統、11系統和12系統。

該系列產品在硬體方面做了較大改進，凡是能夠集成的都作成大規模集成電路，其中包含了8000個門電路的專用大規模集成電路晶元有3種，其引出腳竟多達179個，另外的專用大規模集成電路晶元有4種，厚膜電路晶元22種；還有32位的高速處理器、4兆比特的磁泡存儲器等，元件數比前期同類產品又減少30%。

由於該系列採用了光導纖維技術，使過去在數控裝置與機床以及控制面板之間的幾百根電纜大幅度減少，提高了抗干擾性和可靠性。

該系統在DNC方面能夠實現主計算機與機床、工作台、機械手、搬運車等之間的各類數據的雙向傳送。

它的PLC裝置使用了獨特的無觸點、無極性輸出和大電流、高電壓輸出電路，能促使強電櫃的半導體化。

此外PLC的編程不僅可以使用梯形圖語言，還可以使用PASCAL語言，便於用戶自己開發軟體。

數控系統10、11、12還充實了專用宏功能、自動計劃功能、自動刀具補償功能、刀具壽命管理、彩色圖形顯示CRT等。

1985年FANUC公司又推出了數控系統0，它的目標是體積小、價格代，適用於機電一體化的小型機床，因此它與適用於中、大型的系統10、11、12一起組成了這一時期的全新系列產品。

在硬體組成以最少的元件數量發揮最高的效能為宗旨，採用了最新型高速高集成度處理器，共有專用大規模集成電路晶元6種，其中4種為低功耗CMOS專用大規模集成電路，專用的厚膜電路3種。

三軸控制系統的主控制電路包括輸入、輸出介面、PMC（Programmable Machine Control）和CRT電路等都在一塊大型印製電路板上，與操作面板CRT組成一體。

系統0的主要特點有：彩色圖形顯示、會話菜單式編程、專用宏功能、多種語言（漢、德、法）顯示、目錄返回功能等。

FANUC公司推出數控系統0以來，得到了各國用戶的高度評價，成為世界范圍內用戶最多的數控系統之一。

1987年FANUC公司又成功研製出數控系統15，被稱之為劃時代的人工智慧型數控系統，它應用了MMC（Man Machine Control）、CNC、PMC的新概念。

系統15採用了高速度、高精度、高效率加工的數字伺服單元，數字主軸單元和純電子式絕對位置檢出器，還增加了MAP(Manufacturing Automatic Protocol)、窗口功能等。

FANUC公司是生產數控系統和工業機器人的著名廠家，該公司自60年代生產數控系統以來，已經開發出40多種的系列產品。