受国家科技部的委派，笔者于1998年9月至1999年2月在日本研修学习。研修期间有机会参观28家企业。参观的企业包括汽车制造、工具、量具制造、机床及热处理设备制造、模具设计和制造、有色金属管材生产、锻造和机械加工厂等。这里着重谈谈日本机床行业目前的生产技术状况和发展情况。
参观的日本机床企业生产经营情况
| 企业名称 | 职工
人数 | 固定资产
（亿日元） | 年销售额
（亿日元） | 年总收入
（亿日元） | 主要业务 |
大隈铁工
（okuma） | 1453 | 121.6 | 1000 | 生产销售金属切削机床和edm设备等 |
| 东芝机械 | 2740 | 124.8 | 约1207 | 约46.2 | 生产金切机床，注塑机，模具等 |
| 丰田工机 | 4313 | 247.8 | 1572 | 生产金切通用和专用机床，汽车零部件机械加工等 |
amada
（天田） | 1308 | 978 | 33.88 | 生产各种金属板材成形加工机床，锯切机等 |
asahi
sunac | 500 | 2.55 | 约100 | 生产冷镦机和喷涂漆设备等 |
| 丰精密工业 | 500 | 20 | 156 | 齿轮加工和生产齿轮加工机床设备 |
我们参观的机床企业有大隈铁工、东芝机械、丰田工机、amada（天田）、asahisunac和丰精密工业株式会社（见表）等。其中大隈铁工主要生产cnc车床和加工中心，东芝机械主要生产大型或重型cnc磨床、镗床和加工中心，丰田工机主要生产cnc磨床、加工中心和专用机床及生产线，amada主要生产板材成形加工机床（冲床、弯板机、剪板机和激光切割机等），asahisunac主要生产冷镦机，丰精密工业生产齿轮加工机床。通过上述机床企业的参观归纳起来有以下体会。
1 机床技术发展情况
1.1 金属切削机床方面
（1）同步主轴控制技术 大隈铁工研制的同步主轴控制技术，可控制两主轴的转角和转速在瞬时达到同步。该技术在双主轴cnc车床使用，可以使两个主轴在都不停车的情况下交换安装工件，并且两个主轴都可以切削螺纹，这样大大节省了工件调头安装的辅助时间。
（2）刚性攻丝技术 该技术可同时控制机床主轴转角和轴向进给。大隈铁工在加工中心的浮动攻丝头上使用该技术。这种浮动攻丝头攻丝过程是攻一段，退出丝锥排屑，然后再攻一段，再退出排屑。这样有利于丝锥的冷却，大大缩短了攻丝时间。
（3）主轴回转精度可达0.05μm 东芝机械机床厂生产的高速立式加工中心采用空气静压轴承，主轴回转精度可达0.05μm。该加工中心的转速范围是5000～50000r/min。
（4）主轴转速高达60000r/min 东芝机械机床厂生产的超精密加工机床采用空气静压轴承，主轴转速可达60000r/min。
（5）磨削速度可达160m/s 丰田工机生产的超高速外圆磨床和成形磨床使用cbn砂轮，砂轮最高线速可达160m/s。大隈铁工研制超高速凸轮磨床，砂轮最高线速可达200m/s。
（6）高速模具加工中心 为适应模具加工发展的需要，日本机床厂生产出高速、高精度模具加工中心。如大隈铁工生产的okuma mcr-bⅱ-hp模具加工中心，可实现5轴数控，主轴转速30000r/min，进给速度30m/min，并安装了测量精度为0.01μm的激光干涉检测装置。丰田工机生产的模具加工中心主轴转速高达50000r/min，进给速度可达60m/min。
有些公司在cnc车床上组合铣削头，使轴类零件的粗加工和半精加工在一台机床上可以全部完成。目前，日本机床厂生产的金属切削机床几乎全部是cnc机床和加工中心。
1.2 金属成形加工机床方面
（1）转塔式冲压中心 amada公司将转塔式冲床与更换冲头的机械手和冲头工具库组合起来，生产出cnc转塔式冲压中心。此外，他们还研制生产了包括有输送板材、转塔式冲床、分离搭边和冲裁件或成形件的全自动冲压生产单元。
（2）自动折弯加工中心 amada公司将弯板机凸凹压模垂直放置，机械手夹持板料，并配备凸凹压模工具库和自动换模机器人，生产出cnc全自动折弯加工中心。这种设备不仅扩大了立式弯板机的加工范围，而且大大提高了生产率。他们还在普通立式弯板机上配备传递和夹持板料的机器人，也可以使简单形状工件的折弯实现自动化。
（3）三维激光切割机 激光切割机是使用co2激光器所发出的激光的能量在o2、n2或混合气体的辅助下切割板材的设备。在日本二维激光切割机的使用已经很普遍。钢板的最大切割厚度为15mm左右，切割速度可达15m/min。近年来，一些公司又推出三维cnc激光切割机，这种切割机可切割出圆台、矩形台等具有三维形状的工件。此外，amada公司还生产了带有板料库、工件库及板料输送装置的激光自动切割单元。
（4）激光切割和转塔式冲压生产单元 amada公司将激光切割机和转塔式冲床集为一体，生产出cnc激光切割和转塔式冲压的组合生产单元。在这种设备上对金属板材既可以进行冲裁或冲压成形，也可以用激光切割出各种复杂外形或内形。
（5）冷镦机的自动模具更换装置 asahi sunac研制的模具更换装置使冷镦机在机器人辅助下可快速（1h之内）自动更换一套多工位冷镦模具。还在nc冷镦机上安装了冷镦缺陷检测装置，并且研制了用冷镦机锻造小模数齿轮的模具。
2 全部采用cad/cam技术
cad/cam技术在日本机床行业的应用，加快了产品开发、更新的步伐，不仅为机床的自动化生产奠定了基础，而且使机床生产企业能够更好地了解和掌握自己产品的特点。cad/cam技术还为企业多品种系列化生产创造了条件。比如，大隈铁工生产机床品种多达345个，还可根据用户要求喷涂不同的颜色；amada生产的板材切断及成型机床设备的品种也有数百个。cad/cam技术也加快了产品的设计生产周期。比如丰田工机生产的专用机床及生产线（如发动机缸体、连杆或活塞加工自动线设备等），从用户订货到交货安装调试，半年时间就可以完成。丰田工机现在的cad是直接从三维开始的，然后由cam软件生成cnc机床的加工程序。从设计到制造完成全部是由电子数据文件的媒体传递信息。画二维图纸只是为了让工人熟悉加工零件，便于机床操作。最近，他们引进了美国的flying landmark软件，该软件可以把三维cad设计的零部件用动画的形式演示出装配或者拆卸关系，因此他们准备在近年内彻底甩掉图纸。
3 机电一体结合紧密
上述机床生产厂家几乎都是自己研制生产机床的数控设备，可以说机床数控技术的发展推动着数控机床的发展。比如大隈铁工从1963年起开始研制自己的osp数控装置，随着电子技术和计算机技术的发展，osp装置数据处理速度越来越快，体积越来越小。为了方便用户使用，现在他们又为这套装置研制了配套的cad/cam软件，加上一些独特的技术和营销服务措施，1998年大隈铁工的机床产值上升到日本金属切削机床行业第一位。东芝机械有自己的tosunc数控系统。丰田工机也研制生产了自己的toyopuc数控系统，并且他们生产的cnc磨床和加工中心，可根据顾客的需求配备不同的数控系统。生产金属板材成形加工机床的amada也研制生产了amacom数控装置。为了改善机床的性能，有些公司还自己研制生产了主轴用高速电机、精密检测装置以及液压装置。这种机电一体化的模式，是日本机床工业迅速发展的重要原因之一。
4 先进的机床制造技术
机床制造一般是批量生产，上述机床公司采用的设备几乎全部是cnc机床和加工中心，柔性生产系统（fms）也有应用。在大隈铁工的可倪工厂（1991年投产），机加工车间有9条fms生产线。每条fms生产线由3～5台加工中心或cnc机床以及机器人、自动立体仓库与自动制导运输车（agv）配合的工件停放台和在随行夹具上安装工件的工作台等组成。他们将这些fms分成以下几种类型：
（1）卧式加工中心fms 系统中所有的加工中心均为水平主轴，主要用来加工机床的中型铸件。
（2）cnc转塔式车床fms 系统由cnc转塔式车床和车削中心组成，主要用来加工机床中的轴类和盘套类零件。
（3）龙门式加工中心fms 系统中的机床均为龙门式加工中心，可对机床上的大型铸件（如床身等）进行五面加工。该系统配备有自动工件测量装置。为了便于大型工件运输，配备了专用的钢轨式自动运输车。
（4）cnc磨床fms 系统均由cnc磨床和磨削中心组成，可对床身或立柱等大型铸件进行导轨和工作台面进行磨削加工等。
车间里装备有地下切屑收集输送系统，工件由agv运送。据介绍，上述fms系统大多可以每天24h连续工作。该车间共有20多名工人，每班不到10人，我们参观时在车间里很难见到一个工人。当然日本企业也没有放弃一些传统的工艺，如导轨表面淬火磨削和精密机床导轨刮花等。在日本企业（包括汽车、机床制造工厂）参观，总的感觉是机械加工车间的工人比例最小，其它辅助工序工人比较多，装配车间工人比例最大。
5 在日本研修的体会
（1）强有力的技术开发研究机构 在日本几乎所有大一些的公司都有自己的技术开发研究机构。他们除了负责公司的设计和生产技术工作之外，主要精力是开发研究新产品、新技术和新工艺。他们结合本公司的实际生产情况，瞄准国内外市场，研究成果能够很快应用到生产中去。可以说在日本的实用先进生产技术大多掌握在公司的技术开发研究机构中。有些公司开发的技术独树一帜，在国内外处于领先水平。
（2）重视企业内部培训，提高职工素质 在日本，几乎所有的企业都有自己的职工培训计划。培训内容包括学习先进的技术和管理经验、生产产品的用途及国内外发展情况、工人技术等级达标等。有些让老职工传帮带，介绍经验。他们认识到，职工素质的提高，对于企业的发展起着决定性的作用。
（3）重视不断提高产品质量 可以说日本公司不惜一切代价提高产品质量。他们都认识到，在激烈的竞争中产品质量是企业的生命。提高产品质量除了具有先进技术之外，还需要有精益求精的精神。没有这种精神即使产品质量没有问题，但缺乏特色或者吸引力，也没有竞争能力，也很难占有大的市场份额。
（4）良好的销售服务系统 日本一些大的产品公司都有一套全国销售服务系统。这种系统大多采用定点销售、连锁服务的模式。除了促进销售服务之外，对于及时反馈信息、了解市场动向、推动产品改进发展也有重要作用。在日本笔者还注意到一点，很多生产设备销售部门都开展客户培训服务，或者先培训后购买。客户培训可在产品生产公司的教育培训机构进行。培训的目的是使客户很好的了解产品的性能，掌握正确操作方法，能够进行日常维护和处理一般故障。■
作者简介：王频，乌鲁木齐市南昌路42号，新疆农业大学机械交通学院，邮编：830052
作者单位：王频（新疆农业大学）
