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三国内外组合机床的研究现状

3.1国内组合机床发展现状

在国内，我们国家的组合机床以及其自动线，加工和生产较大批量的箱体

类和轴类零件是它们的主要工作。以往的几十年间，机械制造业由减少产品成

本的竞争，发展到如今的新的产品的竞争，由于我们加入世贸组织，经济全球

化的趋势，我国的机床行业也随之与世界接轨，机械行业在面临挑战的同时，

同时也面临着新的发展形势：生产的产品技术更新愈来愈快，产品的批量也是

愈来愈小了。我们国家的组合机床总体技术和发达国家相比，还存在着很大的

差距，一些高水平的组合机床以及自动线基本上都是靠进口，这样导致投资规

模和产品成本都大大提高。并且用户对产品提出了更严格的要求，人们对于产

品的要求越来越个性化和多样化。为了满足和响应市场的需求，我们需要不断

推出新的技术、工艺、产品，组合机床行业的产品已向柔性化、数控化发展。

目前，我国组合机床已经得到越来越广泛的应用，但我国组合机床及自动线的

总体水平要相对落后于发达国家。

3.2国外组合机床发展现状

在国外，组合机床的发展则更为迅速，保证产品的质量、生产效率，性能

等各种因素的前提下，正大步向更高层次的方向发展。机床的配置形式现在越

来灵活，加工的精度也是越来越高，机械加工的效率也是越来越高了，组合机

床的主要发展动态，概括如下几个方面：

（1）数控技术的广泛应用

传统组合机床的控制系统由继电器电路组成，数控技术的出现使控制系统

产生了翻天覆地的变化，传统意义上的组合机床已逐渐具有一定柔性。以数控

编程，数控机床和数控加工技术为基础而发展起来的数字化制造与以

CAD(ComputerAidedDesign)和CAE(ComputerAidedEngineering)技术为核

心的数字化设计相辅相成。利用编程方便、可靠性高的可编程控制器

PLC(ProgrammableLogicController)来设计主轴进给系统和工作滑台的工作

循环可显著提高机床工作效率。现以各国数控技术发展为例，20世纪90年代

初期，德国组合机床的数控化率已经达到了32%-39%；同一时期，美国大部分

的汽车发动机制造企业已经开始采用了占25%的柔性生产系统FMS(Flexible

ManufacturingSystem)和占25%的可谓可变生产线FTL(FlexibleTransfer

Line),数控化率达到企业总比率的一半。数控技术的广泛应用，保证了组合机

床的工作可靠性，提高了加工精度及其生产效率。

（2）组合机床柔性技术的飞跃式发展

八十年代，国外的加工装备就已经具有了柔性的特点，就是对多品种、大

批量的生产的加工设备，运用了可变、可换，可调的方法。组合机床数控化的

普及在一定程度上促使了组合机床模块化的发展。一方面，大批量可被随时选

择和更换的数控通用件被设计出来，如数控回转台、数控十字滑台等；另一方

面，与组合机床专用部件相对应，研究制造出了与数控加工特点相匹配的各种

专有部件，如：数控机械手、编码随行夹具、可以更换式的多工位主轴箱等。

组合机床模块化的出现使得传统意义上，组合机床的通用部件和专用部件都有

了一定扩展，方便了柔性化组合机床的设计，同时，机床的模块化也逐渐成为

了数控化的重要基础，二者相辅相成，极大的促进了组合机床柔性技术的发

展。

（3）提高工序集中程度和自动化技术的应用

国外在自动化技术方面也有了和好的发展，如德国公司的加工变速箱体的

自动线。该自动线采用了电液控制阀控制，其长度达到了18.2m，加工工位已

有12个，输送的最大重量也可达到7000kg，输送的最快速度为45.6m/min,输

送的步距为1400mm，两步距间的输送时间也只有25s，对于提高工序的集中程

度，现代的技术中还采用组合机床加工中心，十字滑台，多坐标通用部件，移

动主轴箱等技术或在夹具部位设置刀库都可以实现。

3.3组合机床发展趋势

组合机床的分类繁多,有大型组合机床和小型组合机床,有单面、双面、

三面、卧式、立式、倾斜式、复合式,还有多工位回转台式组合机床等;随着技

术的不断进步,一种新型的组合机床———柔性组合机床越来越受到人们的青

睐,它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换,配以

可编程序控制器(PLC)、数字控制(NC)等,能任意改变工作循环控制和驱动系统,

并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外,近年来组合机床加工

中心、数控组合机床、机床辅机(