机床造型设计研究1-3
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程等现代生产和管理技术, 是2 1 世纪很有发展前景的先进制造模式。 这种全
新的生产制造模式的主要特征是:
1 ) 以 用户的需求为中 心; 2 ) 制造的战略重点是时间 和速度, 并兼顾质量和品 种; 3 ) 以 柔性、精益和敏捷作为竟争的优势; 4 ) 技术进步、 人因改善和组织创新是三项并重的基础工作; 5 ) 实 现资 源快速有效的 集成是其中心任务, 集成对象涉及技术、 人、 组织
武汉理工大学硕士学位论文
在现代制造技术体系中, 数控技术占据了 重要地位,它集微电 子、计算 机、 信息处理、自 动检测、自 动控制等高新技术于一体, 对制造业实现柔性 自 动化、集成化、 智能化起着举足轻重的作用。 数控技术和数控装备是制造 工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展 和综合国力,关系到一个国家的战略地位。 因此,世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及 其产业。 在我国 , 数控技术与装备的发展亦得到了 高度重视, 近年来取得了 相 当大的进步, 特别是在通用微机数控领域,以 P C平台为基础的国产数控系 统,己 经走在了 世界前列。目 前, 数控技术正在发生根本性变革,由 专用型 封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成 化基础上, 数控系统实现了 超薄型、 超小型化; 在智能化基础上, 综合了计算 机、 多媒体、 模糊控制、 神经网 络等多学科技术, 数控系统实现了高速、 高 精、 高效控制, 加工过程中可以自 动修正、 调节与补偿各项参数, 实现了 在线诊断 和智能化故障处理;在网络化基础上,C A D / C A M 与数控系统集成为一体, 机床联网,实现了中央集中控制的数控加工。 随着制造业的发展,中小 批量生产的趋势日 益增强, 对数控机床的柔性 和通用性提出了更高的要求,希望市场能提供不同 加工需求、迅速高效、 低 成本地构筑面向用户的控制系统, 并大幅度地降低维护和培训的成本, 同时还 要求新一代数控系统具有方便的网 络功能, 以 适应未来车间面向任务和定单 的生产组织和管理模式。
武汉理工大学硕士学位论文
第一章
绪
论
1 . 1 机床发展及其在国民经济中的重要作用
制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱, 其发展水干标志着该国 家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。国际市场的竞争归 根到底是各国制造生产能力的竞争。当前世界已 进入知识经济时代,知识经 济与以往经济形态的不同主要在于对知识特别是对知识的创新与利用的直接 依赖。在知识经济时代,知识对经济增长的直接贡献率超过了 其它生产要素 ( 如人力、物力和财力等) 贡献的总和, 成为最主 要的生产要素。因此. 当前提
1 . 2 现代工业对机床的要求
机械制造装备应具备的主要功能中,除了一般的功能要求外,应强调柔 性化、精密化、自 动化、机电一体化、节材节能、符合工业工程和绿色工程
的要求。
1 . 2 . 1 一般的功能要求
机械制造装备应满足的一般功能包括: L 加工精度方面的要求 加工精度是指加工后零件对理想尺寸、 形状和位置的符合程度, 一般包括 尺寸精度、表面形状精度、相互位置精度和表面粗糙度等。 满足加工精度方 面的要求应是机械制造装备最基本的要求。影响机械制造装备加工精度的因 素很多, 与机械制造装备本身有关的因素有其几何精度、 传动精度、 运动精度、
了快速响应市场, 提出了许多新的生产制造模式,例如敏捷制造( ( A g i l e m a n u f a c t u r i n g ) 、精益一敏捷一柔性( ( L A F ) 生产系统、快速可重组制造、 全球
制造等。 其中L A F生产系统是全面吸收精益பைடு நூலகம்产、 敏捷制造和柔性制造的精
髓, 包括了 全面质量管理 ( T Q C ) 、 准时生产 ( J I T ) 、 快速可重 组制造和并行工
志着一个国家或地区国民经济现代化的程度,而机械制造业的生产能力主要 取决于机械制造装备的先进程度。 随着科学技术和社会生产水平的不断提高,机械制造生产模式发生了巨 大的演变。 本世纪2 0 年代制造业开始起家, 到二次世界大战, 各国为了赢得
战争, 不计成本大力发展军火工业, 使制造业取得飞 速的发展。 进入 5 0年代和平发展时期, 那些不计成本的生产制造模式己 不被企业接 受,为了降低成本、 提高效率, 采用 “ 少品种大批量”的做法,强调的是 “ 规 模效益” 。其代表是由H 福特开创的 大量生产制造模式, 广泛采用 “ 刚性”生 产制造模式。 由 于这种生产制造模式在当时非常有效, 为社会提供许多 价廉物 美的产品, 被人们普遍接受, 认为是制造业的 最佳模式, 或“ 传统模式( 产业) ’ , 。 7 0年代以 后, 市场的竞争日 益激烈, 企业为了击败竞争对手,主要通过提 高质量和降低成本来实现, 其基本原则是 “ 消灭一切浪费”和 “ 不断改善” , 以 最优质量和最低成本的产品提供给市场。 7 0 年代日 本丰田公司采用了 这些 原则, 提出一种新的生 产制造模式, 在汽车工业击败了美国 , 震惊了 世界。 1 9 9 0 年, 美国麻省理工学院对日 本的这种生产制造模式进行总结, 提出了 “ 精益生 产” ( L e a n P r o d u c t i o n ) 的 制造模式口
和管理等,应在企业之间、制造过程和作业等不同层次上分别实施相应的资 源集成;
6 ) 组织形式采用如 “ 虚拟公司” 在内的多种类型;随着机械制造生产模
式的演变,对机械制造装备提出了不同的要求。 随着计算机技术的高速发展,传统的制造业发生了根本性的变革,各工 业发达国家在投入巨资对现代制造技术进行系统研究和开发的基础上, 提出 并发展了一些全新的制造模式。
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8 0 年代, 随着世界经济和人民生活水平的 提高, 市场环境发生了巨大的 变 化。一方面表现为消费者需求日 趋主体化、个性化和多样化;另一方面是制 造商之间的竞争逐渐全球化。 制造业仍沿用传统的 做法, 企图 依靠制造技术的 改进和管理方法的创新来适应如此变化迅速且无法预料的买方市场,以 单项 的先进制造技术, 如计算机 辅助设计( ( C A D ) 、 计算机辅助制造( ( C A M ) 、 计算 机辅助工艺规划( ( C A P P ) 、 制造资源规划( M R P -I I ) 、成组技术( ( G T ) 、并行工 程( ( C E ) . 柔性制造系统( ( F M S ) 和全面质量管理( ( T Q C ) 等作为工具与手段, 来缩 短生产周期( T ) , 提高产品质量( Q ) 、 降低产品成本( C ) 和改善服务质量( S ) 。 单 项先进制造技术和T Q C的 采用确实给企业带来不少效益, 但对市场响应的灵
活性方面并没有取得实质性的改观,而且巨额的投资往往不能得到相应的回 报。这是因为上述改造还是停留在具体的制造技术和管理方法,而对不适应 当前时代要求的传统大批量封闭式生产制造模式没有进行改造。 9 0 年代信息科学和技术的发展, 使全球经济打破了传统的地域经济发展 模式,世界变得越来越小,而市场变得更加广阔,全球经济一体化的进程加 快。在这种时代要求下,快速响应市场成为制造业发展的一个主要方向。为
高制造生产能力的决定因素不再是劳动力和资本的密集积累,而是各项高新
技术的迅速发展及其在制造领域中的 广泛渗透、 应用和衍生, 它促进了制造技 术的蓬勃发展,改变了现代企业的产品结构、生产方式、生产工艺和装备以
及生产组织结构。
机械制造业是制造业的核心, 是制造如农业机械、动力机械、运输机械, 矿山 机械等机械产品的工业部门,也是为国民经济各部门 提供如冶金机械、 化工设备、和工作母机等装备的部门。机械制造业的生产能力和发展水平标