機械機床發(fā)展演變歷史
機床的原型
人之所以從猿猴進化，靠的就是咱們這雙手，不過光靠手也不行，所以必須得有工具來進行協(xié)助。想想人類的祖先還真是聰明，為了更方便的用工具進行加工，機床最早原型的樹木車床就這樣誕生啦，大概距今二千多年前吧。
作為原型來說還是比較粗糙，大家看圖就知道了。操作的時候用腳踩住繩子下方套圈，利用樹枝的韌性把工件帶動旋轉(zhuǎn)，用石片或者貝殼等物作為刀具，將刀具沿著橫條對物品進行切割的操作。
樹木車床，確如其名
十三世紀(jì)，機床原型也在發(fā)展，你總不能老是掛樹上吧，這時候就有用腳踏板旋轉(zhuǎn)曲軸并帶動飛輪，再傳動到主軸使其旋轉(zhuǎn)的“腳踏車床”，也稱之為彈性桿棒車床，不過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(xiàn)在德國
這時候只要腳踩踏板就行了，注意頭上的木條，靠它上下帶來動力
很清晰的濁刻畫，這時候的機床原型還主要是用來加工木料
說了歐洲的再來說說咱中國。同一時期的明朝出版了一本奇書叫《天工開物》，記載了明朝中古及以前的各項技術(shù)，看過就能知道什么叫“古人的智慧”，可以看一下。
這本書里也記載了磨床的結(jié)構(gòu)，這里利用了類似歐洲中世紀(jì)腳踏機床的原理，用腳踏的方法使金屬盤旋轉(zhuǎn)，配合沙子和水來加工玉石。
《天工開物》中的磨床結(jié)構(gòu)
用扎砣來切割玉石，你看那熟悉的腳踏板，一樣已經(jīng)可以替換的扎砣（刀具）。
《開工天物》“扎砣圖”
你看右邊桌上的沖砣，大小型號一應(yīng)俱全，看玉料的大小來選擇合適的工具。
《開工天物》“沖砣圖”
這個就類似于現(xiàn)代加工中的鏜削。然后用特別的砣一點一點地把內(nèi)部的玉磨掉，想想古代的工匠還真是干的有挑戰(zhàn)性。
《開工天物》“掏堂圖”
咱們再把目光放到歐洲，一個叫貝松的法國人設(shè)計出了一種
通過過螺絲桿使刀具滑動的用來車螺絲的車床，刀具終于不再是固定在一個位置的了，看介紹說是并沒有推廣使用，不知為何。
貝松車床的設(shè)計稿，已經(jīng)有點現(xiàn)代機床的樣子了
這個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，但是動力來源還是沒有脫離最初的樹木車床，持續(xù)不斷的動力還真的是很大問題，畢竟咱們?nèi)嗽賲柡€是會疲勞的。
蒸汽機與機床
讓我們先來看這張圖，每個當(dāng)過學(xué)生的肯定都會有些印象，讓我們來回顧一下這個故事。
童年時代的瓦特和茶壺的故事 一天晚上，瓦特和一個小女孩在家里喝茶。瓦特不停地擺弄茶壺蓋，一會兒打開，一會兒蓋上，當(dāng)他把茶壺嘴堵住時，蒸汽頂開了茶蓋。在旁的外祖母對瓦特的這種無聊動作極為不滿，加以訓(xùn)斥。瓦特并不介意，他一心想著蒸汽的力量，從此萌發(fā)制造蒸汽機的念頭。
小學(xué)課文《瓦特與蒸汽機》配圖
當(dāng)然歷史絕非這樣簡單。瓦特是吸收前人的成果和他個人艱苦努力，改良了蒸汽機的各種部件，使得動力效率得到提升。瓦特發(fā)明蒸汽機的故事并非那么戲劇化，但是精彩程度卻遠超這個童話故事。
1763年，英國格拉斯哥大學(xué)雇用了一名叫瓦特的技術(shù)員，他的任務(wù)就是維護，更像是修理學(xué)校的一臺紐科門蒸汽機，一條濕漉漉的繩子把各個部件捆在一起，它總是壞。
紐科門蒸汽機就是瓦特蒸汽機的前身，瓦特在紐科門的設(shè)計上對汽缸部分進行了改進，但是研發(fā)屢次失敗的一個主要原因，是手工錘打的錫制汽缸總是漏氣。
詹姆斯?瓦特，蒸汽機發(fā)明者之一
這個時候，威爾金森的出現(xiàn)對瓦爾改良蒸汽機起到了巨大的作用。當(dāng)瓦特還在為自己那3/8英寸厚的真正汽缸驕傲的時候，威爾金森已經(jīng)擁有了自己的車床。
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。
威爾金森發(fā)明的炮筒鏜床，最初用來鑄造軍火
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，滿足了瓦特蒸汽機的要求。當(dāng)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(yīng)權(quán)。
為了鏜制更大的汽缸，他又于同年制造了一臺水輪驅(qū)動的汽缸鏜床，促進了蒸汽機的發(fā)展。從此，機床開始用蒸汽機通過曲軸驅(qū)動，對于機床和蒸汽機而言這，互相協(xié)助促進了共同的發(fā)展，一個轟轟烈烈的工業(yè)革命時代走向了極致。
威爾金森為鍛造更大汽缸制作的汽缸鏜床
安裝了汽缸鏜床制作的汽缸所改良的瓦特蒸汽機
工業(yè)革命時期的機床發(fā)明
莫茲利這個名字和機床自然是分不開的，1797年機床工業(yè)之父制成了第一臺螺紋切削車床，它帶有絲桿和光桿，采用滑動刀架――莫氏刀架和導(dǎo)軌，可車削不同螺距的螺紋。
莫茲利1797車床
此后，莫茲利又不斷地對車床加以改進。他在1800年制造的車床，用堅實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車削不同螺距的螺紋。這是現(xiàn)代車床的原型，對英國工業(yè)革命具有重要意義。
莫茲利1800車床
時間轉(zhuǎn)到19世紀(jì)，由于各行業(yè)的發(fā)展，需要應(yīng)用于不同類型的機床相機出現(xiàn)。1817年，羅伯茨發(fā)明了龍門車床，而來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(yīng)用于不同行業(yè)的零件制造需求，隨著工業(yè)革命的發(fā)展機床也在不斷發(fā)展中。
羅伯茨龍門車床
惠特尼臥式銑床
十九世紀(jì)最優(yōu)秀的機械技師應(yīng)數(shù)惠特沃斯，他于1834年制成了測長機，該測長機可以測量出長度誤差萬分之一英寸左右。1835年，惠特沃斯在他32歲時
床開始采用通用的CNC系統(tǒng)。
近20年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進制造技術(shù)的興起和不斷成熟，對數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求。
智能化時代的百家爭鳴
連計算機都有了操作系統(tǒng)，數(shù)控機床當(dāng)然不甘落后。2003年在米蘭舉辦的EMO展覽會上，瑞士米克朗公司首次推出智能機床的概念，現(xiàn)在說到這個牌子的機床只能用高端來形容。
2006年，在美國舉辦的第26屆芝加哥國際機床制造技術(shù)展覽會上，日本Mazak公司以“智能機床”的名稱，展出了聲稱具有四大智能的數(shù)控機床，這一步代表了數(shù)控機床的未來發(fā)展。
數(shù)控機床的重要性不再復(fù)述，就拿金屬加工微信之前發(fā)過的“東芝事件”作為例子，這絕對是幫助一個國家國民經(jīng)濟和國防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。
所以各國都在競相發(fā)展高端的智能數(shù)控機床及系統(tǒng)，其中又以德國與日本的發(fā)展勢頭最為迅猛，大量產(chǎn)品出口國外市場。
各國數(shù)控機床發(fā)展到現(xiàn)在，出現(xiàn)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家，國內(nèi)也出現(xiàn)了以沈陽機床為代表的一批優(yōu)秀企業(yè)。
但在數(shù)據(jù)技術(shù)上，西門子、發(fā)那科等日德巨頭一直壟斷著數(shù)控技術(shù)，造成中國企業(yè)高價進口該項技術(shù)，淪為世界機床巨頭的“貼牌”制造商，甚至出現(xiàn)生產(chǎn)高檔數(shù)控機床不比普通機床贏利的怪現(xiàn)象。
搭載FANUC操作系統(tǒng)的發(fā)那科T14J機床
終于在2012年，由我國自主研發(fā)并搭載世界首創(chuàng)的智能化運動控制系統(tǒng)――i5數(shù)控系統(tǒng)的系列數(shù)控機床在北京中國國際機床展覽會上首次對外亮相, i5智能裝備數(shù)控系統(tǒng)于2012年7月由沈陽機床集團研制成功，標(biāo)志著配置i5數(shù)控系統(tǒng)的智能機床進入產(chǎn)業(yè)化階段。
搭載I5智能系統(tǒng)的i5T3.1機床
中國制造2025行動綱領(lǐng)中，智能數(shù)控機床和基礎(chǔ)制造裝備行業(yè)列為中國制造業(yè)的戰(zhàn)略必爭領(lǐng)域之一。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展離不開工作母機，但外國不會輕易將最先進產(chǎn)品和高端技術(shù)提供給我們。
所以智能數(shù)控機床一定是制造行業(yè)擁抱智能制造的堅定基礎(chǔ)，沒有優(yōu)質(zhì)的自有國貨，依賴于從國外搞基進口的產(chǎn)品與技術(shù)將成為制造行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的“阿喀琉斯之踵”。
借古喻今，機床每次的大規(guī)模發(fā)展都與當(dāng)時所處的時代格局緊密相關(guān)，借著這輪東風(fēng)智能數(shù)控機床將走向何處，讓我們一起拭目以待。
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