现代制造之数控机床篇

现代制造

有现代技术支撑的制造业，即无论是制造还是服务行业，添了现代两个字不过是因为有了现代科学技术的支撑，如发达的通信方式，不断发展的互联网，信息化程度加强了，因此可以为这两个行业增加了不少优势，就像物流行业，传统物流和现代物流的主要区别就是信息化建设这块。

制造业

制造业，是将已获取的物质资源作为劳动对象，通过加工、制作、装配等环节以形成新部件、新产品的工业部门。制造业主要有冶金工业、机械工业、食品工业、纺织工业、电子工业等。
从制造业的发展历史来看，主要有两类制造业：一个是加工制造业，一个是装备制造业。大批量、标准化、生产线是加工制造业的最重要的特点。在工业化发展过程当中，加工制造业最基本的竞争方式就是成本价格的竞争。技术达到一定水平，质量达到一定标准，如果产品之间没有差异，价格竞争的最后结果就是没有利润。
制造业不仅仅是采购和销售而已，还包括了将价值较低的材料转换为价值较高的产品。所以制造业的特色有下列两个：一是供货商的材料经由工厂装配或加工后流到顾客的手上；另一个是这些信息流动到所有相关的部门。而时间是制造业流程上最重要、最宝贵的资源。将材料转变为成品的时间如果愈短，制造业所获得的利益将愈高。所以在信息系统而言，做到快速反应（Quick Response）和敏捷（Agility）是帮助制造业信息化成功的关键因素。

科学催生

上世纪七十年代末到八十年代初，由于微电子技术的飞速进展，现代数字化制造技术和装备也获得了空前发展和广泛应用，极大地推动了制造业劳动生产率的提高，使制造业的发展进入了一个新时代：由主要依靠劳动能力的改善转向主要依靠科技进步。新技术的应用使制造业劳动生产率的增长速度大大加快。 现代制造业的概念从此诞生，这区别于以往靠廉价劳动力、虚耗能源、大规模手工制作等发展起来的传统制造业。

物联网复合

市场研究机构IDC最新发布的预测报告显示，2015年数字标牌将引领物联网市场增长19%，受提升运行效率及连接自动化“孤岛”两大需求的持续驱动，2013~2018年间，制造业物联网市场规模将由422亿美元增至988亿美元，复合年均增长率为18.6%。
这份报告着重分析了消费业、零售业、医疗、政府、制造业和交通等11个垂直行业的物联网发展趋势，同时还提供了25个特定行业充分利用物联网机遇的案例。此外，这份预测着重分析了物联网案例的全球支出情况，包括智能家电、自动化的公共交通、远程健康监护、数字标牌、车联网、航空管控等。通过构建综合性的支出模型，该报告有助于帮助供应商清楚地认识当前特定领域依靠物联网技术可实现的发展机会。
IDC还预测，2013~2018年，由于零售商不断提升用户数字化体验，零售业的数字标牌市场规模将由60亿美元增至275亿美元，复合年均增长率为35.7%；预计2015年车联网市场规模同比增长34.8%，成为美国发展最为火爆的市场。

绿色制造业

当下，“低碳”、“节能”、“增效”，这些字眼不断在人们的视野中出现，不仅表明了当前的技术热点，同时也揭示了现代制造业的一种发展趋势――绿色。不管绿色背后的目的到底是什么，环境的承载能力已经迫使我们开始不断寻找减缓能源消耗的捷径，而物联网的“火热”适时地打开了人们思维的闸门，每一个行业似乎都有物联网的位置，那么物联网到底能否赋予“低碳”、“节能”、“增效”以新的含义？
信息化说到底就是把生产过程中的物资流管理起来，实际上就是对物资流的追踪。从物联网的角度看，钢铁企业的生产过程就是一个行业内部的物流过程，这其中也有物联网的问题。对生产过程中各个环节的追踪和优化安排，可以使得产销衔接更为准确，而且对能源、原料的消耗以及效率的提高都有很大的影响。例如，沙钢从炼铁到炼钢采用“一包到底”的技术，使得电炉钢每吨钢冶炼电耗由改造前的221度下降到167.7度，降幅达24.12%，既减少了铁水热量消耗，又提高了效率。其中，“一包到底”工艺在铁水包运输的过程中省去了中间包和混铁炉等环节，但还需要对运输过程进行全程跟踪与调度，这就需要用物联网信息系统来解决。

发展需求

我们知道，不断追求劳动生产率的提高，是制造业永恒的主题，这是由制造业自身的生存和发展需要所决定的。国际经合组织(OECD)的调查结果表明，价格的变化要滞后于成本的增加，从而形成“生产率差距”，这是对制造业的一种长期挑战。
现代数字化制造技术就是为了满足制造业提高生产率的需求而发展起来的。作为一个完整的制造技术体系，现代数字化制造技术主要由数控机床、数控量仪和数控刀具(国际上习称“现代高效刀具”)三部分组成。这三个子系统既独立发展，又相辅相成、互相促进，不断推动制造业劳动生产率的提高。
以现代高效刀具为例，尽管其价格大大高于传统的标准刀具，但由于其优良的性能，使加工质量和加工效率大幅度提高，从而使制造业提高了劳动生产率，降低了生产成本，获得了更大收益，其效益杠杆比达到五倍以上。例如，美国每年的刀具消费额为30多亿美元，而制造业因提高效率、降低成本而获得的收益却达到150亿美元。

环保难题

与此同时，现代高效刀具对解决长期困扰制造业的重大环保难题——大量使用冷却润滑液造成的环境污染——也提供了有效的解决途径。通过刀具基体材料和涂层技术的突破性改进，以及刀具切削参数的优化设计，使高速切削实现了仅使用微量润滑液的MQL加工和完全不使用冷却液的干式加工。在发达国家，冷却液的使用和无害化处理费用达到制造成本的15%，为刀具费用的4－5倍。实现微量润滑和干式加工，对大幅降低制造成本和实现绿色加工发挥了决定性的作用。

生产方式

另外，近年来制造业的发展经验证明，在经济繁荣时期，为了应对需求增长、满足市场需要，在一定条件下，通过改进刀具、提高效率来增加产能，比通过增加厂房、设备和工人来扩张产能更为合理，而且可以大大降低经济低迷时期产能闲置的风险。
由此可见，现代高效刀具对于充分发挥数字化制造技术的综合优势，起着关键而不可替代的作用。

数控机床

但是，在我国数字化制造技术的发展过程中，存在一个认识上的误区：简单地把数控机床看成是数字化制造技术的全部，认为刀具和量仪只是机床的“附件”而已，只要把主机抓好了，附件就自然能跟着上去。这种认识忽略了对数控刀具和数控量仪应有的重视和投入，其结果是我国现代切削刀具和测量技术的发展滞后于机床的发展。国内外的发展经验证明，数字化制造技术系统内部各子系统之间发展不平衡，会大大影响其整体效率和效益的发挥。
在发达国家，采用高效刀具来发挥数字化制造技术的潜力已成为共识。现代高效刀具的开发和应用受到高度重视。从2007年我国与几个主要发达国家机床与刀具消费额的对比(表1)，可以看出存在的巨大差异。

高效刀具

可以看出，发达国家每年的刀具消费额约为机床消费额的50%左右。大大高于中国制造业刀具消费的比重。从全球范围来看，2008年，机床消费达到850亿美元的水平，而刀具消费也创下了210亿美元的新高，刀具消费与机床消费比重的全球平均水平约为25%。在我国，机床消费已连续七年高居世界第一，2008年更达到了194.4亿美元的创记录水平。我国刀具消费额也首次超过各主要发达国家，达到40亿美元。但是，相对于我国制造业庞大的机床消费规模而言，刀具消费水平仍大大偏低，仅为机床消费的20%。这一比重不但远低于发达国家，也低于世界平均水平。这就说明，在我国的刀具消费中，廉价而低效的传统刀具仍占主流，机床功能远未得到充分发挥，制造业提高劳动生产率的潜力巨大。这既是中国工具工业的差距所在，也是中国工具工业的用武之地。发展现代高效刀具，替代廉价、低效的传统刀具，是中国制造业提高竞争力的必由之路。

本篇着重介绍数控仿真软件的安装与基本操作
1.掌握斯沃数控仿真软件的安装；
2.掌握数控仿真软件的应用背景；
3.掌握数控仿真软件的基本操作流程；
首先，按照网上所搜集的教程，依次操作，完成对斯沃仿真软件的破解。
破解完成进入软件。
导入程序
1、首先在软件里新建一个新的程序。
2、新建一个记事本，后缀格式为txt。
3、将数控程序粘贴到记事本里。
4、将文件“另存为”，保存类型改为“所有文件”，文件名写成“您的程序名字加上.txt”(如是FANUC系列的也可加上.nc或者.cnc；如是SIEMENS系列的可加上.mpf或者.spf)。
5、在软件中选择导入程序按钮打开。
6、文件类型选择NC代码文件。然后选择要导入的程序就可以完成导入了。

1.启动数控仿真软件后，按下绿色的“电源开关”按纽。
2.再按“机械回零”按纽再分别按+X 和+Z 进行机械回零，当显示屏出现XOZ0 就说明机
械回零成功。
再接着就是装上刀具:先按“机床操作”“刀具管理”“选择外圆车刀”“添加到刀盘”“1号刀位”“确定”
4.再装夹毛坯:“工件操作”“设置毛坏”“设置毛还的长度和直径等信息”
5.对刀操作:先在视图视窗中改为二维显示，再把先把刀尖移到工件中心。再打开“刀补”看到“现在位置(相对位置)”下面有 U-257.118 W-445.603 ,对应的是X轴，W对应的是 Z轴，你把光标移到 01 号分别输入X 值和Z值。(注意如果无法输入，则可能是方式没有打到“录入方式”)。
6.用程序:先打开“自动模式”“文件”“打开”“把文件类型改成 NC 代码”找到我们的程序文件。这个时候显示屏上就会出现
7.关上机床门，现在可以启动程序了。