機床發(fā)展史原來(lái)這么有意思

    作為原型來(lái)說(shuō)還是比較粗糙，大家看圖就知道了。操作的時(shí)候用腳踩住繩子下方套圈，利用樹(shù)枝的韌性把工件帶動(dòng)旋轉，用石片或者貝殼等物作為刀具，將刀具沿著(zhù)橫條對物品進(jìn)行切割的操作。

樹(shù)木車(chē)床，確如其名

    十三世紀，機床原型也在發(fā)展，你總不能老是掛樹(shù)上吧，這時(shí)候就有用腳踏板旋轉曲軸并帶動(dòng)飛輪，再傳動(dòng)到主軸使其旋轉的“腳踏車(chē)床”，也稱(chēng)之為彈性桿棒車(chē)床，不過(guò)除了刀具是真用金屬外，操作原理還是跟原先一模一樣的。

1395年桿棒機床出現在德國

    說(shuō)過(guò)了歐洲的再來(lái)說(shuō)說(shuō)咱中國。同一時(shí)期的明朝出版了一本奇書(shū)叫《天工開(kāi)物》，記載了明朝中古及以前的各項技術(shù)，看過(guò)就能知道什么叫“古人的智慧”，可以看一下。

    這本書(shū)里也記載了磨床的結構，這里利用了類(lèi)似歐洲中世紀腳踏機床的原理，用腳踏的方法使金屬盤(pán)旋轉，配合沙子和水來(lái)加工玉石。

《天工開(kāi)物》中的磨床結構

   咱們再把目光放到歐洲，一個(gè)叫貝松的法國人設計出了一種通過(guò)螺絲桿使刀具滑動(dòng)的用來(lái)車(chē)螺絲的車(chē)床，刀具終于不再是固定在一個(gè)位置的了，看介紹說(shuō)是并沒(méi)有推廣使用，不知為何。

貝松車(chē)床的設計稿，已經(jīng)有點(diǎn)現代機床的樣子了

    這個(gè)階段的機床原型就介紹完了，可以看出雖然原型在不斷發(fā)展，但是動(dòng)力來(lái)源還是沒(méi)有脫離最初的樹(shù)木車(chē)床，持續不斷的動(dòng)力還真的是很大問(wèn)題，畢竟咱們人再厲害還是會(huì )疲勞的。

    作為一位鋼鐵大師，1774年威爾金森發(fā)明了炮筒鏜床，這是世界上第一臺真正意義上的鏜床。

   1775年，威爾金森用這臺炮筒鏜床鏜出的汽缸，重新制造了瓦特那漏洞百出的汽缸，滿(mǎn)足了瓦特蒸汽機的要求。當然作為商人的威爾金森也獲得了瓦特蒸汽機汽缸的獨家供應權。

    為了鏜制更大的汽缸，他又于同年制造了一臺水輪驅動(dòng)的汽缸鏜床，促進(jìn)了蒸汽機的發(fā)展。從此，機床開(kāi)始用蒸汽機通過(guò)曲軸驅動(dòng)，對于機床和蒸汽機而言這，互相協(xié)助促進(jìn)了共同的發(fā)展，一個(gè)轟轟烈烈的工業(yè)革命時(shí)代走向了極致。

安裝了汽缸鏜床制作的汽缸所改良的瓦特蒸汽機

工業(yè)革命時(shí)期的機床發(fā)明

    莫茲利這個(gè)名字和機床自然是分不開(kāi)的，1797年機床工業(yè)之父制成了第一臺螺紋切削車(chē)床，它帶有絲桿和光桿，采用滑動(dòng)刀架——莫氏刀架和導軌，可車(chē)削不同螺距的螺紋。

莫茲利1797車(chē)床

    此后，莫茲利又不斷地對車(chē)床加以改進(jìn)。他在1800年制造的車(chē)床，用堅實(shí)的鑄鐵床身代替了三角鐵棒機架，用惰輪配合交換齒輪對，代替了更換不同螺距的絲杠來(lái)車(chē)削不同螺距的螺紋。這是現代車(chē)床的原型，對英國工業(yè)革命具有重要意義。

    時(shí)間轉到19世紀，由于各行業(yè)的發(fā)展，需要應用于不同類(lèi)型的機床相機出現。1817年，羅伯茨發(fā)明了龍門(mén)車(chē)床，而來(lái)自美國的惠特尼制造出了臥式銑床，這兩種機床刻意分別應用于不同行業(yè)的零件制造需求，隨著(zhù)工業(yè)革命的發(fā)展機床也在不斷發(fā)展中。

    十九世紀最優(yōu)秀的機械技師應數惠特沃斯，他于1834年制成了測長(cháng)機，該測長(cháng)機可以測量出長(cháng)度誤差萬(wàn)分之一英寸左右。1835年，惠特沃斯在他32歲時(shí)發(fā)明滾齒機。還建議全部的機床生產(chǎn)業(yè)者都采用同一尺寸的標準螺紋。這種螺紋作為標準螺紋被各國所使用。

    為了提高機械化自動(dòng)化程度，1845年，美國的菲奇發(fā)明轉塔式六角車(chē)床。

    1873年，美國的斯潘塞制成一臺單軸自動(dòng)車(chē)床，不久他又制成三軸自動(dòng)車(chē)床。

    工業(yè)革命本身就是一種爆發(fā)式的發(fā)展，在這種大爆炸中，這個(gè)時(shí)期的機床也在不斷的發(fā)展變化，為了工業(yè)和生產(chǎn)的更高效率而在不斷的改進(jìn)，這些機床的發(fā)明家正可謂是生逢此世。

    隨著(zhù)電動(dòng)機的發(fā)展，機床也由蒸汽動(dòng)力升級到了電動(dòng)機驅動(dòng)，這又是一個(gè)跨時(shí)代的改進(jìn)，可以看到從人力到水力、從蒸汽驅動(dòng)到電力驅動(dòng)，這樣的過(guò)程人類(lèi)也走了好幾百年的路程。

“給世界裝上輪子”的男人

    如果要挑選出那些對我們所有人的生活都產(chǎn)生過(guò)影響的人物來(lái)，就不能忽略亨利·福特。從現在起100年后的一位歷史學(xué)家很可能會(huì )得出這樣的結論：對各個(gè)地方一切制造業(yè)產(chǎn)生影響最大的是福特，甚至直到今天依然如此，因為他開(kāi)始采用了一種新的制造汽車(chē)的方法。

    福特曾經(jīng)提出：汽車(chē)應該是“輕巧的、結實(shí)的、可靠的和便宜的”。為了實(shí)現這一目標，必須研制高效率的磨床，為此，美國人諾頓于1900年用金剛砂和剛玉石制成直徑大而寬的砂輪，以及剛度大而牢固的重型磨床。磨床的發(fā)展，使機械制造技術(shù)進(jìn)入了精密化的新階段。

    制造工具的改進(jìn)也促進(jìn)了制造方式本身的變化，從12個(gè)小時(shí)生產(chǎn)一臺車(chē)到1個(gè)小時(shí)生產(chǎn)一臺車(chē)，1908年10月第一款標準化汽車(chē)——福特T 型車(chē)駛下流水線(xiàn)。

    不久，福特公司一年就生產(chǎn)出幾十萬(wàn)輛汽車(chē)，在當時(shí)是一項極出色的成就，這是制造業(yè)真正意義上的第一條流水線(xiàn)。

福特與他所發(fā)明的汽車(chē)流水線(xiàn)

    持續多年的二戰結束后，制造業(yè)還是維持了戰前的發(fā)展水平。操作人員通過(guò)手工操作電動(dòng)機床，將加工零件按照設計圖紙的要求制作出來(lái)。這樣的生產(chǎn)方式雖然比起蒸汽時(shí)代效率高，但是人心永遠是滿(mǎn)足不了的。

    在20世紀40年代末期，一個(gè)叫帕森斯的美國工程師構思了一種方法，在一張硬紙卡上打孔來(lái)表示需要加工的零件幾何形狀，利用著(zhù)一張硬卡來(lái)控制機床的動(dòng)作，雖然別人最初只是想一下而已。

    1948年帕森斯向美國空軍展示了他的這種想法，美國空軍看后，表示極大的興趣，因為美國空軍正在尋找一種先進(jìn)的加工方法，希望解決飛機外型樣板的加工問(wèn)題。

    終于在1952年，麻省理工學(xué)院和帕森斯公司合作，成功的研制出了第一臺示范機，由于大量采用電子管元件，控制裝置比機床本體還要大。

    1960年開(kāi)始，各國陸續地開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及使用數控機床，中國于1968年由北京第一機床廠(chǎng)研制出第一臺數控機床。1974年微處理器直接用于數控機床，進(jìn)一步促進(jìn)了數控機床的普及應用和飛速發(fā)展。

早期的數控機床，都由軍方所有應用于軍事產(chǎn)品的制造

    數控機床也經(jīng)歷了六代的發(fā)展。前三代為第一階段，數控系統主要是由硬件聯(lián)結構成，稱(chēng)為硬件數控；后三代稱(chēng)為計算機數控，其功能主要由軟件完成，從1990年開(kāi)始，數控機床開(kāi)始采用通用的CNC系統。

    近20年來(lái)，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟，對數控技術(shù)提出了更高的要求。

    連計算機都有了操作系統，數控機床當然不甘落后。2003年在米蘭舉辦的EMO展覽會(huì )上，瑞士米克朗公司首次推出智能機床的概念，現在說(shuō)到這個(gè)牌子的機床只能用高端來(lái)形容。

    2006年，在美國舉辦的第26屆芝加哥國際機床制造技術(shù)展覽會(huì )上，日本Mazak公司以“智能機床”的名稱(chēng)，展出了聲稱(chēng)具有四大智能的數控機床，這一步代表了數控機床的未來(lái)發(fā)展。

    數控機床的重要性不再復述，這絕對是幫助一個(gè)國家國民經(jīng)濟和國防建設發(fā)展的重要裝備。

    各國數控機床發(fā)展到現在，出現了日德混血的森精機德瑪吉、日本馬扎克與德國吉特邁等一批機床廠(chǎng)家，國內也出現了以沈陽(yáng)機床為代表的一批優(yōu)秀企業(yè)。

    但在數據技術(shù)上，西門(mén)子、發(fā)那科等日德巨頭一直壟斷著(zhù)數控技術(shù)，造成中國企業(yè)高價(jià)進(jìn)口該項技術(shù)，淪為世界機床巨頭的“貼牌”制造商，甚至出現生產(chǎn)高檔數控機床不比普通機床贏(yíng)利的怪現象。

    終于在2012年，由我國自主研發(fā)并搭載世界首創(chuàng )的智能化運動(dòng)控制系統——i5數控系統的系列數控機床在北京中國國際機床展覽會(huì )上首次對外亮相, i5智能裝備數控系統于2012年7月由沈陽(yáng)機床集團研制成功，標志著(zhù)配置i5數控系統的智能機床進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。

搭載i5智能系統的i5T3.1機床

    中國制造2025行動(dòng)綱領(lǐng)中，智能數控機床和基礎制造裝備行業(yè)列為中國制造業(yè)的戰略必爭領(lǐng)域之一。產(chǎn)業(yè)轉型發(fā)展離不開(kāi)工作母機，但外國不會(huì )輕易將最先進(jìn)產(chǎn)品和高端技術(shù)提供給我們。

    所以智能數控機床一定是制造行業(yè)擁抱智能制造的堅定基礎，沒(méi)有優(yōu)質(zhì)的自有國貨，依賴(lài)于從國外搞基進(jìn)口的產(chǎn)品與技術(shù)將成為制造行業(yè)轉型升級的“阿喀琉斯之踵”。