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我经历的国产加工中心的成长

2009年12月08日 09:32中国机床商务网点击:3172

  在新中国成立60周年之际,作为与新中国一起成长的一代人大部分都已经退休。回想当年,按照“祖国的需要,就是我们的志愿”的口号,我被分配在北京第二机床厂。30多年来,我始终在生产一线工作,目睹和经历了中国国产加工中心机床从无到有的发展,并为此做出了自己的努力。

  1974年我20岁刚刚出师,只是一个1级装配钳工,因为3年学徒在精密坐标镗总装组,被车间领导推荐调到厂里加工中心的试制组,当时不知道什么叫加工中心机床,对这个新生事物心里充满了神秘与好奇。

  那年,在计划经济的体制下,北京机床研究所购进了一台日本加工中心,国内组织多家厂家进行测绘,要求这些厂家试制出具有中国特色的加工中心。日本的加工中心的机械部分从外观上看是一台单柱卧式镗床,最明显的不同是立柱顶上有一个刀库,还有机械手自动换刀。为了显示出中国的特色,各个厂家都在刀库、机械手上大做文章,有的选在侧面,有的选在背后,真是八仙过海各显神通。被指定的厂家个个都摩拳擦掌,抢着在最短的时间里拿出设计方案。

  为了尽快地普及数控知识,我们每天利用业务时间抓紧学习晶体管电路知识。通过突击学习,很快地学会了看机械图纸和基本电路图纸。

  在知识分子与工人相结合的高涨热情带动与努力下,北京第二机床厂试制的第一台产品很快就立起来了。记得在机床调试的期间,整个车间里热火朝天,每天24小时机器的轰鸣声和各路人的相互交流,汇成一部赶超世界先进水平的交响曲,每天都有新战果。

  对于我们这个生产精密机床的企业,机床上的零部件90%都要自己制作。记得第一次生产镶钢导轨,在调试导轨精度时,用手工刮研使钢导轨研磨达到设计精度要求。滚动导轨轴承没有厂家生产过,就在精加工车间中一个一个用通用磨床加工滚柱;移动部件使用滚珠丝杠传动,丝杠在装配前要预先测试预紧力,为此制作了多种工艺用工装。丝杠的保护装置采用螺旋钢套,国内没有生产过,厂里就自己试制,从材料到热处理攻克一道道难题。

  为了机床运动动作的自动化,整个机床的各个部件上都装上了不同式样的小开关。那时还没有大规模集成电路,整个机床控制都是用单个电器元件组成。整台机床的控制系统共有五个分离电器柜组成。五个电器柜排在一起有3米多长,电器柜里有大大小小的上千个继电器组成,每当机器开动后,完成一套简单的动作就需要上百的继电器的相互配合动作。每到晚上夜班,各种电器此起彼伏的开关声,组成了一种特别的电器交响曲。

  机床的液压控制系统采用了上百个电磁阀和各类阀体。每当一个动作开始,阀体开关的撞击声就像敲了一个大砸炮,常常把不知道的旁人吓一跳。为了减少噪声只得将整个液压控制箱封闭起来。最终第一台样机的液压箱像一个小房子,两个巨大的涡轮散热器放在房子上的上端,每当启动时,车间里的电力系统显得非常吃力。为实现移动部件和旋转部件的精确定位,在丝杠的前端安装了杠簧开关来实现移动部件的坐标原点定位系统。为了实现换刀的准确,在主轴上安装了液压的粗、精两套定位系统。每次调试这些精确定位的动作,机械人员和电器人员同时站在机器旁,关注着机床运动的每一个动作。经过几个月的昼夜努力,由北京二机床生产的第一台加工中心机床终于问世了。

  加工中心样机试制成功后,开始了小批量的生产。由于电器控制系统和液压控制系统的庞大,在以后的小批量生产中液压系统采用了模块化的阀板,使控制电磁阀的数量减少了将近一半。电器元件厂家将各种继电器尽量做小,但是分离元件电器控制的可靠性始终无法提高。由于国产电器控制不过关,两年后加工中心机床的生产被叫停。改革开放后,加工中心机床进口在国内增加了,但国产加工中心生产还处在低谷状态。

  1986年,国产加工中心终于又要上马了,为了将原有的加工中心机床利用起来,厂里安排我担任加工中心设备改造的主管设计,与电器人员一起4个人组成一个小组。那几年,大批的国外数控系统已进入中国,经过调研选型,我们选择了FANUC7系统,经历4年时间,将两台70年代生产的加工中心改造成可以使用的数控机床。又用FANUC3系统将一台磁尺坐标镗床改造成数控机床。这次加工中心改造,机床的数控系统、液压系统、机械传动部分都有很大的精简。采用了贴塑导轨、伺服电机和数字编码器。工作台移动速度提高到了15m/s。主轴变速采用交流伺服变速电机,精简掉90%的齿轮。由此机床结构变得很简单,性能却得到了极大的提高。经过10多年加工中心的试制与应用,北京第二机床厂成为了国产加工中心精度检验项目行业标准的制定单位。

  1988年厂里与日本FANUC公司签了合同,我们生产加工中心主机,配备日本数控系统,可以卖给国内的用户。就在我们按合同将主机安装完成时,发生了日本制裁苏联的“东芝事件”,我们订的数控系统进入了禁运范围。生产好的机床,没有数控系统不能调试运行。为了减少损失,厂里只能将机床按原材料卖给有出口权的厂家,在国外装上数控系统,贴上国外厂家的标签。以后的几年,我们只生产加工中心光机,成了出卖劳动力和原材料的低端劳动输出,而国外生产的加工中心则大量进入国内。

  1989年在联合国无偿援助项目中,我厂获得了《独立制造岛》项目。利用这个项目,我们在国内外专家指导下完成了小型机、图形工作站、计算机选型和软件应用培训。联合国项目的实施,推动了计算机技术在工厂里的应用。我也从机床设计员转变成计算机管理员、网络管理员。

  九十年代中期,由于我们没有自己的高档数控系统,始终制约着国产数控机床的发展。随着21世纪的到来,中国的机床行业借助改革开放的动力,迎来了高速发展的机遇,国产数控机床的发展水平快速提升。

  虽然,我们这代人已经进入了退休人员的行列,没有机会再在生产一线为国产加工中心拼搏,但我们仍旧关注着它的发展。如今,国产数控机床已经走出国门,并且实现了国内外市场占有量的逐年上升。至于需要与国产加工中心配套解决的国产刀具、冷却环保等问题,还有待后来者们继续努力奋斗。

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