数控机床的开展历史

    数控机床的开展历史

    数控机床是由美国创造家约翰·帕森斯20世纪创造的。随着电子信息技术的开展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为中心的机电一体化时期，其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要根底。它为国民经济各个部门提供配备和手腕，具有无限放大的经济与社会效应。欧、美、日等工业化国度已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代开端起步，仍处于开展阶段。

    美国开展

    美国政府注重机床工业，美国国防部等部门因其军事方面的需求而不时提出机床的开展方向、科研任务，并且提供充足的经费，且收罗世界人才，特别考究“效率”和“创新”，注重根底科研。因此在机床技术上不时创新，如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由于美国首先分离汽车、轴承消费需求，充沛开展了大量大批消费自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上抢先，因而其数控机床的主机设计、制造及数控系统根底扎实，且一向注重科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也不断抢先。当今美国消费宇航等运用的高性能数控机床，其存在的经验是，侧重于根底科研，无视应用技术，且在20世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加迟缓，于1982年被后进的日本超越，并大量进口。从20世纪90年代起，纠正过去倾向，数控机床技术上转向适用，产量又逐步上升。

    德国开展

    德国政府一向注重机床工业的重要战略位置，在多方面鼎力培植。于1956年研制出第一台数控机床后，德国特别注重科学实验，理论与实践相分离，根底科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门严密协作，对数控机床的共性和特性问题停止深化的研讨，在质量上锦上添花。德国的数控机床质量及性能良好、先进适用、名副其实，出口普及世界。特别是大型、重型、精细数控机床。德国特别注重数控机床主机及配套件之先进适用，其机、电、液、气、光、刀具、丈量、数控系统、各种功用部件，在质量、性能上居世界前列。

    日本开展

    日本政府对机床工业之开展异常注重，经过规划、法规（如“机振法”、“机电法”、“机信法”等）引导开展。在注重人才及机床元部件配套上学习德国，在质量管理及数控机床技术上学习美国，以至后来居上而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后，1978年产量超越美国，产量、出口量不断居世界首位。战略上先仿后创，先消费量大而广的中档数控机床，大量出口，占逝世界广阔市场。在20世纪80年开端进一步增强科研，向高性能数控机床开展。

    中国开展

    作为现代工业基石的机床产业，是工业经济开展过程中无论如何都不能绕过一个关键性问题，中国机床产业由于先天缺乏，不断在中高端机床项目开展上落于国外主流水准，正处于一个追逐的过程当中。

    中国数控机床依然较为落后。中国数控机床市场宏大，与国外产品相比，中国的差距主要是机床的高速高效化和精细化上，中国正处于工业化中期，即从处理短缺为主的开流放步向建立经济强国转变，从脱贫向致富转变，煤炭、汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、化工等一批以重工业为根底的高增长行业开展势头强劲，构成了对机床市场特别是数控机床的宏大需求。

    中国机床行业加速转型面临四大限制要素。中国的数控机床技术最多只能做到五轴联动，并且据有关人士说这个五轴还是作秀成份居多，五轴以上简直就是全部进口，并且在多点联动的技术上也和国外技术水准存在十分大的差距。

    国内市场国际化竞争加剧：由于中低档数控机床市场萎缩和消费才能过剩，加之国外产品低价涌入，市场竞争将进一步加剧。而高档产品由于长期以来不断依赖进口，国内产品愈加面临着国际化竞争的严峻应战。

    以技术抢先的战略正在向以客户为中心的战略转变：经济危机常常会催生大范围的产业晋级和企业转型，机床工具行业完成制造业效劳化，中心在于要以客户为中心，积极提供客户需求的个性化效劳。因而，从简单的卖产品转向提供整体处理计划、从以技术为中心向以客户为中心转变成为当今的趋向。

    中国的产品与中国市场需求反差较大，产品构造亟待快速调整：中国机床行业固然坚持多年持续快速开展，但是产业和产品构造不合理的现象仍然存在，整个行业大而不强，高档产品还大量依赖进口。国产机床的国内市场占有率固然曾经有一定的进步，但是高档数控机床、中心功用部件在国内市场占有率还很低，全行业替代进口的潜力十分宏大。

    企业技术创新形式有待完善：由于中国机床企业的位置、工业化程度和品牌影响力在逐渐提升，要成为工业强国，其技术的取得再也不能依赖他人。过去，中国走了一条从模拟到引进的道路，从如今开端必需走自主创新的道路。企业技术遇到新的封锁，树立自主、新型、战略性的产学研创新形式是支撑产品构造调整技术来源的唯一途径。

    中国数控机床行业将持续构造调整的势头，不时以新产品、新亮点占领更大市场。数控切割机床按切割方式可分为火焰切割和等离子切割两大类。随着下游行业需求的不时进步，对数控机床配件提出了更大的需求和更高的请求。

    东北地域开展不快，其他中央的开展也比拟迟缓。三是调构造促转型获得效果。专家以为面对金融危机，广阔企业应不时调整构造、进步质量、增加种类及推进产业晋级，再加上企业增强管理，降低费用，所以企业效益明显好转。数控切割机床装饰性开展趋向可见一斑，数控切割机床更多的是强调在机械性能、操作烦琐、价钱经济、加工精度稳定等方面。金属资料加工日益请求提高和批量化，数控切割机床除了要满足上述功用性外，还要具有多切割方式的适用性。

    国内数控机床企业为了进步本身实力，更快地拓展国际市场，将采取多种手腕加快和国外企业的交融以进步产质量量、进步竞争力。在继续开辟美国、日本等国度市场的同时，在东南亚、中东、俄罗斯、欧洲、非洲等也全面开花。据理解，当前金属切割数控机床行业运转具有以下几个特性：一是外销企业艰难较大。从范围以上企业来看，以内销为主的品牌企业开展势头较好。没有品牌的中小企业开展比拟艰难。二是各地域开展不够平衡，浙江、山东、河北、北京以及四川开展比拟快，广东的民营企业开展也较快。

    数控切割机床行业多数企业都是依托降低产品售价来取得市场，形成的结果是产品价钱低、附加值低、利润低，企业没有足够的资金持续开展。随着产业的开展和竞争的晋级，进步产品技术含量，具有自主的专利、设计，注重品牌的打造和营销才是企业长期开展的最佳选择。

    中国机床行业在过去几年完成了持续超高速的开展，不断到2011年上半年，需求仍很旺盛，但是从下半年开端，需求增势明显趋缓，新增订单猛烈下滑，经济效益情况逐步趋于严峻，利润率持续降落。

    在“十二五”期间，国度施行积极的财政政策和稳健的货币政策，随着科技进步、产品晋级以及国度重点工程、中央投资项目的不时推进，国民经济各行业对机床工具产品的需求程度将进一步进步，国防现代化对高程度机床的需求将更为迫切，市场需求将向更高层次开展，新一轮的市场竞争也将愈加剧烈。

    由于行业景气度低迷，下游制外型企业对机床需求降落，所以我国机床行业不断处于低迷状态，晋级转型成为行业的关键词，经济型数控机床则成为复兴配备制造业的重点之一。

    我国的铸造机床产业获得了一定的成果，但是其开展依然面临着许多限制性问题，技术创新不断是国内铸造机床行业的硬伤。与国外的铸造机床产业相比，我国的铸造机床产业在制造工艺程度上明显落后，这使得其在中心运转部件的技术程度和运转速度、产品精度坚持性以及机床的牢靠性上有着明显的缺乏。

    我国铸造机床企业缺乏自主创新和根底理论研讨的认识与才能，这就限制了我国铸造机床技术的开展，要改动这种现状，就要深化研讨用户行业产品工艺的特性和请求，分离工艺特性开发出高程度加工设备，同时，还要注重根底理论工作的研讨，这样才干让我国铸造机床产业在不久的未来有更好的开展。国度出台的一系列政策，鼎力建立新兴企业，高新技术企业，抓住了这一机遇，企业内部出台了“调整与复兴”、“自主创新”等一系列政策，晋级企业机床技术，严厉保证产质量量，为加快铸造机床行业的开展提供了良好的环境跟市场。

    机床工具行业作为国度根底性和战略性产业，在“十二五”规划中，已明白将自主创新战略作为最主要的一个组成局部，着重强调了要以技术创新工程来支撑和引领行业开展。我国机床工具行业的开展必需立足于自主创新，经过自主研发原始创新、引进技术消化吸收再创新、集成现有技术创新等方式，完成关键技术打破和产业晋级。构建和完善以企业为主体、以市场为导向、产学研用相分离的技术创新体系；坚持加大研发费用投入；增强关键技术、共性技术的研讨，力争在根底和共性技术攻打开有所打破，进步产品开发技术程度。

    技术开展

    高速、精细、复合、智能和绿色是数控机床技术开展的总趋向，在适用化和产业化等方面获得可喜成果。主要表如今：

    1、机床复合技术进一步扩展随着数控机床技术进步，复合加工技术日趋成熟，包括铣-车复合、车铣复合、车-镗-钻-齿轮加工等复合，车磨复合，成形复合加工、特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大进步。“一台机床就是一个加工厂”、“一次装卡，完整加工”等理念正在被更多人承受，复合加工机床开展正呈现多样化的态势。

    2、数控机床的智能化技术有新的打破，在数控系统的性能上得到了较多表现。如：自动调整干预防碰撞功用、断电后工件自动退出平安区断电维护功用、加工零件检测和自动补偿学习功用、高精度加工零件智能化参数选用功用、加工过程自动消弭机床震动等功用进入了适用化阶段，智能化提升了机床的功用和质量。

    3、机器人使柔性化组合效率更高机器人与主机的柔性化组合得到普遍应用，使得柔性线愈加灵敏、功用进一步扩展、柔性线进一步缩短、效率更高。机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床、水切割机床等组成多种方式的柔性单元和柔性消费线曾经开端应用。

    4、精细加工技术有了新停顿数控金切机床的加工精度已从原来的丝级（0.01mm）提升到微米级（0.001mm），有些种类已到达0.05μm左右。超精细数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定到达0.05μm左右，外形精度可达0.01μm左右。采用光、电、化学等能源的特种加工精度可到达纳米级（0.001μm）。经过机床构造设计优化、机床零部件的超精加工和精细装配、采用高精度的全闭环控制及温度、振动等动态误差补偿技术，进步机床加工的几何精度，降低形位误差、外表粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时期。

    5、功用部件性能不时进步功用部件不时向高速度、高精度、大功率和智能化方向开展，并获得成熟的应用。全数字交流伺服电机和驱动安装，高技术含量的电主轴、力矩电机、直线电机，高性能的直线滚动组件，高精度主轴单元等功用部件推行应用，极大的进步数控机床的技术程度。

    开展问题

    国内数控机床的需求日益增长，数控机床的开展推进了数控机床功用部件的创新晋级。我国高档数控机床关键功用部件工业还不能满足国内需求，国内数控功用部件产业主要存在以下问题。

    1、顺应性和满足度远达不到市场需求

    从当前我国数控机床的开展趋向来看，国产功用部件的顺应性和满足度远远达不到市场的需求。主要表如今：

    1）我国功用部件的产品程度和国外有一定差距。我国消费的功用部件多数以劳动密集型为主，技术含量低，难以顺应国产数控机床的开展速度和技术请求，特别是高档数控机床。

    2）我国功用部件开发才能较弱，新产品开发速度慢，多数功用部件需求与国外协作开发、协作消费、合资运营，以至只能组装。固然这两年形势有显著变化，但高技术、最新型的功用部件，我国尚在研制过程中，市场占有率前景仍然不容悲观。

    2、我国数控功用部件消费企业的范围小

    据统计我国固定资产到达1000万元以上的功用部件消费企业有70多家，占全部消费企业的10%以下。我国的功用部件消费企业的“出身”有4种：一是从研讨院所、大专院校以技术支撑开展而来的企业，可称为“院所型”。这些企业的特性是：有一定技术根底和人才根底，有多项技术的开展潜力，但消费手腕较弱，难以在短时间内构成产业范围，在本钱、营销、效劳等方面也存在一些差距；二是从主机厂逐渐“独立”、“别离”出来的以消费某种功用部件为主开展起来的企业，可称之为“主厂型”。这些企业在消费才能、工艺程度和运用经历上都能够顺应市场需求，在一定水平上能够构成范围，但由于其与原主机厂有着千丝万缕的联络，在竞争中常常让用户产生疑虑，影响其市场开辟，同时，其开发才能也有一定的局限性，所以难以构成著名品牌；三是在江浙一带大量涌现出的民营企业，可称之为“民企型”。这些企业主要以劳动密集型、单一种类为主，如护链罩、拖板、喷油管、排屑器、照明设备等。由于竞争剧烈，其质量和价钱都能满足中低档数控机床的市场需求。固然这些种类的高档产品尚不能制造，还需依赖进口，但在很大水平上，顺应了我国数控机床开展的总体需求；还有一局部外商合资企业或独资企业消费局部较高程度的功用部件，但批量较小，且没有独立的技术开发才能，难以成为功用部件的主体和主流。

    3、中心零部件大量依托进口

    中国数控机床行业的开展令人注目，2008年中国数控机床工具工业完成工业总产值34723亿元，产品销售产值3348.3亿元，同比分别增长27.5%和26.0%。2002~2008年中国是世界机床第一消费国和第一进口国。但行业疾速开展的背后，一个不能无视的事实是，我国关键零部件消费仍然受制于人，呈现了利润不高、产品缺乏中心竞争力的场面。

    4、缺乏高技术含量要挟产业平安

    我国机床出口连年坚持增长的喜人态势，不过“量增价减”的为难直接反映出我们的技术程度。大量中心技术的缺乏和关键零部件的依赖直接影响到我国的机床产业平安。因而，我们需求强化预警工作认识，凝聚行业聪慧和力气，维护产业平安。