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  • 中国数显装置发展回顾与未来,158机床

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      中国数显装置发展回顾与未来,158机床 一、世界数显技术发展概况

       数显装置是指位移传感器及其数字显示仪表组成的数字测量系统。位移传感器是将位移测量的模拟信号以正弦波电压或TTL方波信号的形式输出,而数字显示仪表是将接收的位移电压模拟信号进行插补和数字化处理后显示其测量值。机械设备的线位移和角位移的数字测量是现代制造业的基础,机械加工精度的提高是伴随着机床位移测量系统而发展的。

      20世纪50年代继美国FARRAND公司开发感应同步器和60年代德国HEIDENHAIN公司开发光栅传感器之后,世界各国都在致力于发展位移数字测量系统,寻求新的测量技术和元件及其信息处理技术。70年代是数字式位移传感器蓬勃发展的年代,到目前为止已取得广泛应用的位移测量技术是感应同步器、光栅、磁栅、容栅和球栅测量技术。与此同时,由于微电子技术的发展和微处理器的出现,使得数字测量系统飞速发展,数显量仪和机床数显装置也相继出现。仪表采用了数显装置后提高了测量精度和测量效率。机床采用数显装置后,也就是所谓的数显机床,提高了加工精度和加工效率,并降低了废品率,经济效益十分显着。机床和量具量仪的数显化率反应了一个国家的现代制造业的水平,70年代发达国家机床的数显化率都在50%以上。在数字位移测量系统的基础之上,80年代才有数控装置和数控机床进一步的发展。半个多世纪以来,机床位移测量系统的测量分辨率也从5μm提高到1nm,机械加工精度也从1μm提升到0.01μm.由于光栅传感器的精度高、分辨率高、动态响应好和制造技术成熟,当前的位移测量系统中90%以上是光栅位移测量系统。

      二、我国数显技术发展的回顾

       改革开放后的20世纪80年代初,为了提高我国机械加工制造能力,参考西方发达国家的经验,面对我国传统的320万台机床,急需采用微电子技术改造传统的机床产业,也就是希望用数显装置改造传统的机床,现代制造业信息的传播由发行到每个车间的《机械工人》(现《金属加工》)杂志起了很大作用。

      但是我国数显技术及其数显装置在当时还处于科研产品的应用阶段,由于数显产品制造成本高、可靠性差、安装使用不够方便,影响到这一新技术的推广应用。此时,主持国家经委工作的朱基,就提出用微电子技术改造传统产业,在1984年、1985年和1987年分别在南京、成都和沈阳召开了三次“全国微电子技术改造设备会议”,提出用数显技术改造机床。2006年贾庆林参观长光数显位移传感器,充分显示了党和国家领导人对数显行业的重视。

       在国家经委的支持下,全国25个省和北京、上海、天津、重庆、武汉、广州、昆明、沈阳和大连等九个市都建立了数显技术推广应用服务中心。政府职能部门用指令的形式进行推广应用,并加大了国家对企业采用数显技术的经济支持力度。当时企业每安装一个机床数显坐标政府就补贴1 500元,全国许多省、市企业评先进需要考核的指标就有用微电子技术改造传统产业这一项。1986年4月19日国家多个部门还特别在北京二七机车工厂召开了“数显技术改造机床现场会”,朱基在会上专门作了“数显技术改造机床”的讲话。

      在这种形势下,1986年由多年从事数显技术研究和数显产品制造的科研院所、大专院校和生产企业组成了“中国机床数显技术协会”,在政府的支持下,运用行业协会的力量来推广机床数显技术。当时,《机械工人》杂志一直是中国机床工具工业协会数显装置分会的会员单位,为推广数显技术改造机床起了不小作用。该杂志在1985年就发表了《发展数显机床是机械工业的装备政策》一文,并大力介绍数显技术在量具、量仪和机床上的应用。

      数显协会的十多个会员单位和《机械工人》共同编辑出版了大型的数显技术书--《位置检测与技术》,全面系统介绍了感应同步器、光栅、磁栅、容栅和球栅传感器的原理及其制造技术,成了数显行业的入门教材,直到今天还有很大的参考价值。当时的机械部第六设计研究院是数显协会下属的推广应用委员会的挂靠单位,利用数显装置改造机床方面,他们做了很多工作。仅1986~1988年三年间我国用数显技术改造的老机床就有25 000多台。

      由于国内数显产品起步晚,满足不了国内机床行业的需要,20世纪80年代末期引进国外的数显产品。先是1986年引进日本SONY的磁栅数显装置和美国ACURITE光栅数显装置,主要用于改造老机床。随后引进了德国HEIDENHAIN、日本三丰、西班牙FAGOR的光栅数显装置,以及英国NEWELL的球栅数显装置,解决了我国对高精度、大长度和高速度的位移测量系统的需求。通过国际交流和竞争,也促进了我国数显产业的提高和发展。

      20世纪90年代,中国的数显技术和装备,从研究开发逐步走向商品化、产业化、国际化,并参与了国际交换和竞争。数显技术从20世纪80年代以数显技术改造传统的机床行业为起点,发展到21世纪以R