制造技术50年发展大事记

张国耀

在过去的半个世纪，制造技术取得了突飞猛进的巨大发展。以下列举的是在过去50年中对制造技术的发展具有开拓性和里程碑意义的一些重要技术发明和事件。 1950年代 ◆Jean T. Parsons获得机床数控专利，他构思出一种安装于铣削机床上的数字控制三维伺服系统。 P) ~; z4 D. ?7 _1 [% }3 c◆麻省理工学院和美国空军展示基于Jean T. Parsons构思的数控铣床样机。 ◆IBM研制的第一台电子计算机问世。 & b G8 B: d5 v2 I! @" ^5 d2 M s/ [◆丰田汽车公司提出一种新的制造理念，这一理念最终发展成著名的即时生产方式（just-in-time, JIT）和全面质量管理（Total Quality Management, TQM）体系。 3 j7 E, A$ S6 l8 x: v◆Monarch机床公司在1955年举行的MTS机床展览会（现在的IMTS国际制造技术展览会的前身）上展出第一台数控车床。 9 P/ K6 k1 m( n- L$ E" V! e◆麻省理工学院伺服技术实验室的软件研究人员Douglas Ross开发出自动编程工具（Automatically Programmed Tool, APT）系统，该系统的应用实现了数控系统的自动编程，并于1978年成为国际标准。 ◆J. M. Juran和F. M. Gryna编写出版《质量控制手册》。 ◆一次性使用的切削刀片在切削加工行业得到广泛接受和应用。 0 l5 w. H; @2 {0 P2 }1 W◆通用电气公司研制出人造工业金刚石。 " @$ ?: d3 N& Y1 `9 j% g: b◆Patrick J. Hanratty博士开发出第一个商业化CAM软件系统——PRONTO数控编程工具。 8 I+ @# I( S4 k◆缓进给磨削技术开发成功。 ◆电火花成形加工（Sinker EDM）首次问世，随之在60年代出现了电火花线切割加工（Wire EDM）。 1960年代 ◆红宝石激光器开发成功，不久以后又出现了气体激光器。 ◆Ivan Sutherland开发出第一个商业化CAD软件——Sketchpad绘图板。 , y. g* f6 ~0 B% G8 V◆第一个工业机器人——Unimate（通用机械手）开始在通用汽车公司投入使用。 ; R1 J6 [/ N8 ^$ j) H◆ASCII（美国信息互换标准代码）实现了不同制造商生产的机床之间的数据交换。 ◆带有固定断屑器的切削刀片问世。 6 ~0 x) h- _' @' z6 U+ Z* B◆航空工业开始将用镍基超级合金材料制造的零部件列入供货清单，航空零件制造商面临新的挑战。 1 f% V3 |4 W& h/ t# c◆研制出了第一台坐标测量机（CMM）。 : D$ K( G: N2 c# [/ n" f" q◆J. F. Kahles和M. Field编写出版《加工数据手册》。 ! r9 `" f3 w6 z! q3 I◆辛辛那提铣床公司推出第一台数控电火花加工机床。 ◆刀具涂层首次问世。 + ~2 ^1 G: u5 m' \2 b◆制造单元首次出现，并在80年代得到飞速发展。 1970年代 * x3 i/ L" w+ Y* S/ |◆可编程逻辑控制器（PLC）投入商业化应用。第一台PLC是应通用汽车公司的要求开发的，用于取代采用导线连接、基于继电器的控制系统。 % A. O0 [. P2 l◆人造聚晶金刚石（PCD）材料问世。 ) g1 f4 o" Q B8 I' {4 y& i◆开发出超高压射流水（水刀）切割（waterjet cutting）技术。 ) p, P" m( J3 ~. c% }◆三维CAD/CAM技术第一次公开展示。 # X+ l; m+ n; e◆开展对高速加工（HSM）技术应用于生产环境的可行性研究。 ◆Caterpillar公司的工程师开发出CAT（即V型锥面）刀柄，并成为美国的主流刀柄型式。 2 g; S7 t2 m/ ~' j9 I U# ^9 D◆模块化工具系统首次问世。 5 K* m6 y7 `/ V9 f$ }◆因特网（Internet）的前身——美国国防部的高级研究项目局网络（ARPA Net）实现25台计算机的互联。 ◆数控刀具预调仪（对刀仪）推出。 ◆刀具多层涂层技术开发成功。 5 ^2 ^, ]4 T7 H! N+ s, ~1 X1980年代 2 V" A& V/ [, K. \7 _" E5 ]◆加工辅助设备和专用加工机床实现数控化。 * L Y7 M$ N: V8 S% {' ~" y◆发明3M Cubitron（溶胶－凝胶）磨粒技术。 ◆研制出StereoLithography快速原型制造设备，可利用激光将液态塑性材料转化为固态三维物体，使快速原型制造业得以快速发展。 * f* p5 J: j4 V1 q( _- T$ P◆应用微机（PC）监测加工参数和开发机械加工性能数据库。 ! X1 E9 V" j4 m6 R) y/ I; W. b) d2 L◆开发出热装式刀具夹头。 1 V! \0 m2 Z0 Z, I8 n N# E◆开发出间接式刀具监测技术和加工机床自适应控制技术，推动了无人化自动加工的发展。 6 v z. J) p: ]; m+ m) o◆开发出用于断屑的高压冷却液输送系统。 1990年代 ◆James P. Womack，Daniel T. Jones和Daniel Roos出版《改变了世界的机器》一书，在该书中提出了“精益制造”的概念。 ◆薄膜金刚石刀具问世。 ◆开发出硬车削技术，可在某些类型的零件加工中省略磨削工序。 ◆美国汽车制造商对其一级供货商联手推行一种新的质量标准——QC9000。 9 ~0 W6 [. V# g# z6 H◆德国标准化组织（DIN）发布HSK刀柄标准；HSK刀柄在美国立足。 ◆美国制造业高层管理人员在1997年预言中国将成为美国最大的全球竞争对手。 # E2 c2 B# G- N# Y) D( E" p◆环境保护法规对金属切削液处理更为严格的限制以及刀具涂层技术的进步引发了对干式切削加工的关注。 ◆开发出开放式结构的CNC数控系统。 % |& F w0 m# J0 D2000年代 ◆对能够完成车削和铣削加工的多任务（Multitask）加工机床的市场需求猛增。 ◆配备直线电机的加工机床在IMTS 2000展览会上首次面世，展出样机的进给率达到2400ipm，快速移动速度达到4000ipm。 ◆9.11恐怖袭击使本已衰弱的美国制造业进入萧条期；从2003年初开始复苏。 ◆医疗行业和其它工业行业对小型精密零件的需求导致瑞士式（Swiss-style）加工机床的应用日益增多。 ◆有限元分析法（FEA）在机床、工具和夹具优化设计中的应用日益增多。