當(dāng)今世界,工業(yè)發(fā)達(dá)國家對機床工業(yè)高度器重,競相發(fā)展機電一體化、高精、高效、高主動化先進(jìn)機床,以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展。中國參加wto后,正式參與世界市場激烈競爭,今后如何加強機床工業(yè)實力、加速數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展,實是緊急而又艱巨的任務(wù)。數(shù)控機床的技巧特點及其發(fā)展前提。

　　數(shù)控機床的技巧特點，數(shù)控機床具有以下三大突出的特點:

　　1.利用二進(jìn)制數(shù)學(xué)方法輸入,加工過程可任意編程,主軸及進(jìn)給速度可按加工工藝需要變更,且能實現(xiàn)多座標(biāo)聯(lián)動,易加工雜曲面。對於加工對象具有“易變、多變、善變”的特點,換批調(diào)劑輕易,可實現(xiàn)雜件多品種中小批柔性生產(chǎn),適應(yīng)社會對產(chǎn)品多樣化的需求。但價格較昂貴,需要正確分析其應(yīng)用的經(jīng)濟合理性;

　　2.利用硬件和軟件相組合,能實現(xiàn)信息反饋、補償、主動加減速等功效,可進(jìn)一步前進(jìn)機床的加工精度、效率、主動化程度;

　　3.是以電子把持為主的機電一體化機床,充分施展了微電子、盤算機技巧特有的優(yōu)點,易於實現(xiàn)信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化,可較易地組成各種先進(jìn)制作系統(tǒng),如fms、ftl、fa,甚至將來的cims,能最大限度地前進(jìn)工業(yè)的生產(chǎn)率、勞動生產(chǎn)率。

　　數(shù)控機床發(fā)展的前提，任何事物都有其特點與發(fā)展前提,人們控制后才干加速其發(fā)展。數(shù)控機床的發(fā)展前提重要包含:它是機、電、液、氣、光多學(xué)科各種高科技的綜合性組合,特別是以電子、盤算機等現(xiàn)代先進(jìn)技巧為基石,必須具有鞏固的技巧基礎(chǔ),互相配套,缺一不可。如不齊全,則數(shù)控機床難以順利發(fā)展;

　　數(shù)控機床是由主機、各種元部件(功效部件)和數(shù)控系統(tǒng)三大部分組成,還需先進(jìn)的主動化刀具配合,才干實現(xiàn)加工,各個環(huán)節(jié)在技巧上、質(zhì)量上必須切實過關(guān),確保工作可靠、穩(wěn)固,才干保數(shù)控機床工作的精度、效率和主動化,否則,難以在生產(chǎn)實際中應(yīng)用;它是社會需求、科技程度和人員素質(zhì)三者的聯(lián)合,缺一不成。如果人員素質(zhì)差、科技程度達(dá)不到,則難以滿足社會需求。人是一切運動的主體,需要各種精通業(yè)務(wù)的專家、人才和熟練技巧工人,互相配合,共同完成。否則,數(shù)控機床難以順利發(fā)展。

　　工業(yè)發(fā)達(dá)國家發(fā)展數(shù)控機床的重要經(jīng)驗

　　數(shù)控機床涌現(xiàn)至今的50年,隨科技、特別是微電子、盤算機技巧的前進(jìn)而不斷發(fā)展。美、德、日三國事當(dāng)今世上在數(shù)控機床科研、設(shè)計、制作和應(yīng)用上,技巧最先進(jìn)、經(jīng)驗最多的國家。因其社會前提不同,各有特點。美國的特點是,政府器重機床工業(yè),美國國防部等部門不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務(wù)和供給充分的經(jīng)費,且網(wǎng)羅世界人才,特別講究“效率”和“創(chuàng)新”,重視基礎(chǔ)科研。因而在機床技巧上不斷創(chuàng)新,如1952年研制降生界第一臺數(shù)控機床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成fms、1987年開創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國起首聯(lián)合汽車、軸承生產(chǎn)需求,充分發(fā)展了大批大批生產(chǎn)主動化所需的主動線,而且電子、盤算機技巧在世界上領(lǐng)先,因此其數(shù)控機床的主機設(shè)計、制作及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實,且一貫器重科研和創(chuàng)新,故其高性能數(shù)控機床技巧在世界也一直領(lǐng)先。當(dāng)今美國不僅生產(chǎn)宇航等應(yīng)用的高性能數(shù)控機床,也為中小企業(yè)生產(chǎn)便宜實用的數(shù)控機床(如haas、fadal公司等)。其存在的教訓(xùn)是,著重於基礎(chǔ)科研,疏忽利用技巧,且在上世紀(jì)80代政府一度放松了領(lǐng)導(dǎo),致使數(shù)控機床產(chǎn)量增長緩慢,於1982年被落后的日本超過,并大批進(jìn)口。從90年代起,糾正過去傾向,數(shù)控機床技巧上轉(zhuǎn)向?qū)嵱?產(chǎn)量又逐漸上升。

　　德國政府一貫器重機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位,在多方面大力扶植。特別講究“實際”與“實效”,保持“以人為本”,師徒相傳,不斷前進(jìn)人員素質(zhì)。在發(fā)展大批大批生產(chǎn)主動化的基礎(chǔ)上,於1956年研制出第一臺數(shù)控機床后,一直保持實事求是,講究科學(xué)精力,不斷穩(wěn)步前進(jìn)。德國特別重視科學(xué)實驗,理論與實際相聯(lián)合,基礎(chǔ)科研與利用技巧科研并重。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作,對用戶產(chǎn)品、加工工藝、機床布局結(jié)構(gòu)、數(shù)控機床的共性和特征問題進(jìn)行深入的研究,在質(zhì)量上千錘百煉。德國的數(shù)控機床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實用、貨真價實,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。德國特別器重數(shù)控機床主機及配套件之先進(jìn)實用,其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功效部件,在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng)和heidenhain公司之精密光柵,均為世界馳名,競相采用。

 

　　日本政府對機床工業(yè)之發(fā)展異常器重,通過方案、法規(guī)(如“機振法”、“機電法”、“機信法”等)領(lǐng)導(dǎo)發(fā)展。在器重人才及機床元部件配套上學(xué)習(xí)德國,在質(zhì)量管理及數(shù)控機床技巧上學(xué)習(xí)美國,甚至青出於藍(lán)而勝於藍(lán)。日本也和美、德兩國類似,充分發(fā)展大批大批生產(chǎn)主動化,繼而全力發(fā)展中小批柔性生產(chǎn)主動化的數(shù)控機床。

　　自1958年研制出第一臺數(shù)控機床后,1978年產(chǎn)量(7,342臺)超過美國(5,688臺),至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺,出口27,409臺,占59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng),先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機床,大批出口,占逝世界寬大市場。在上世紀(jì)80年代開端進(jìn)一步加強科研,向高性能數(shù)控機床發(fā)展。在策略上,起首通過學(xué)習(xí)美國全面質(zhì)量管理(tqc),變?yōu)槁毠ぷ杂X群體運動,保產(chǎn)品德量。進(jìn)而加速發(fā)展電子、盤算機技巧,進(jìn)入世界前列,為發(fā)展機電一體化的數(shù)控機床開道。日本在發(fā)展數(shù)控機床的過程中,狠抓要害,突出發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)。日本fanuc公司戰(zhàn)略正確,仿創(chuàng)聯(lián)合,針對性地發(fā)展市場合需各種低中高級數(shù)控系統(tǒng),在技巧上領(lǐng)先,在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工3,674人,科研人員超過600人,月產(chǎn)能力7,000套,銷售額在世界市場上占50%,在國內(nèi)約占70%,對加速日本和世界數(shù)控機床的發(fā)展起了重大增進(jìn)作用。中國數(shù)控機床現(xiàn)狀及發(fā)展中的重要問題，數(shù)控機床的現(xiàn)狀目前,中國機床工業(yè)廠多人眾。2000年,金切機床制作廠約358家(20.6萬人),成形機床制作廠191家(約6.5萬人),共計549家(27.1萬人)。其中生產(chǎn)數(shù)控金切機床的約150家,生產(chǎn)數(shù)控成形機床的約30家,共計約180家,占廠家總數(shù)的1/3。2001年金切機床產(chǎn)量19.2萬臺,內(nèi)數(shù)控金切機床17,521臺,約占9%。

　　總的來說:數(shù)控機床產(chǎn)量不斷增長,2001年為1991年的3.6倍;進(jìn)口量增長較快,達(dá)29倍,出口量有所增長,但數(shù)目較小,為4.8倍;數(shù)控機床消費量增長較快,達(dá)7.9倍。產(chǎn)量滿足不了社會發(fā)展的需求。從金額上看,2001年數(shù)控機床進(jìn)口17,679臺,計14.1億美元,出口2,509臺,計0.44億美元,進(jìn)口額為出口額之32倍。進(jìn)口大、出口小。

　　中國發(fā)展數(shù)控機床存在的重要問題，中國於1958年研制出第一臺數(shù)控機床,發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在1958～1979年間為第一階段,從1979年至今為第二階段。第一階段中對數(shù)控機床特點、發(fā)展前提缺乏認(rèn)識,在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)單薄、配套件不過關(guān)的情形下,一哄而上又一哄而下,曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳,無法用於生產(chǎn)而停頓。重要存在的問題是盲目性大,缺乏實事求是的科學(xué)精力。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技巧,從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(區(qū)域)引進(jìn)數(shù)控機床先進(jìn)技巧和合作、合資生產(chǎn),解決了可靠性、穩(wěn)固性問題,數(shù)控機床開端正式生產(chǎn)和應(yīng)用,并逐步向前發(fā)展。

　　在20余年間,數(shù)控機床的設(shè)計和制作技巧有較大前進(jìn),重要表現(xiàn)在三慷慨面:培訓(xùn)一批設(shè)計、制作、應(yīng)用和掩護(hù)的人才;通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機床,使設(shè)計、制作、應(yīng)用程度大大前進(jìn),縮小了與世界先進(jìn)技巧的差距;通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套,開端能自行設(shè)計及制作高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機床,供給國內(nèi)市場的需求,但對要害技巧的實驗、消化、控制及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功效部件、主動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依附國外技巧支撐,不能獨立發(fā)展,基礎(chǔ)上處於從仿造走向自行開發(fā)階段,與日本數(shù)控機床的程度差距很大。存在的重要問題包含:缺乏象日本“機電法”、“機信法”那樣的指引;嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技巧工人;缺乏深入系統(tǒng)的科研工作;元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套;企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作,基礎(chǔ)上孤軍作戰(zhàn),雖然廠多人眾,但形成不了合力。

 

　　中國加速數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路，中國今后要加速發(fā)展數(shù)控機床產(chǎn)業(yè),既要深入總結(jié)過往的經(jīng)驗教訓(xùn),切實改良存在的問題,又要認(rèn)真學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)經(jīng)驗,沿正確的道路前進(jìn)。

　　建議切實做好以下幾點:

　　1.中國廠多人眾,極需正確的方針、政策對數(shù)控機床的發(fā)展進(jìn)行有力的指引。應(yīng)學(xué)習(xí)美、德、日經(jīng)驗,政府高度器重、正確決策、大力扶植。在方針政策上,應(yīng)講究科學(xué)精力、經(jīng)濟實效,以切實前進(jìn)生產(chǎn)率、勞動生產(chǎn)率為原則。在方法上,深入用戶,精通工藝,低中高級并舉,學(xué)習(xí)日本,起首解決量大而廣的中檔數(shù)控機床,批量生產(chǎn),占領(lǐng)市場,減少進(jìn)口,擴大出口。在步驟措施上,必須使國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)先進(jìn)、可靠,狠抓產(chǎn)品德量與配套件過關(guān),打好技巧基礎(chǔ)。近期重在打基礎(chǔ),確立信用,擴大國產(chǎn)數(shù)控機床的國內(nèi)市場份額,遠(yuǎn)期謀求趕超世界先進(jìn)程度,大步走向世界市場;

　　2.必須狠抓根本,保持“以人為本”,加速前進(jìn)人員素質(zhì)、造就各種專家人才,從根本上轉(zhuǎn)變目前低效、落后的狀態(tài)。人是一切事業(yè)成敗的根本,層層都要器重“培才、選才、用才”,確立學(xué)習(xí)型企業(yè),確立企業(yè)文化,加速造就新人,培訓(xùn)在職人員,確立師徒相傳制度,舉辦各種技巧講座、訓(xùn)練班和專題討論會,甚至聘請外國專家、顧問等,起勁前進(jìn)數(shù)控。300家機械廠技巧改良 數(shù)控機床需求高。國家計委投資研究所預(yù)測:“十五”期間,我國固定資產(chǎn)總投資額達(dá)到22萬億元,年平均增長幅度為37%。按以往固定資產(chǎn)投資與機械市場消費之間的互動關(guān)系推斷,“十五”期間,我國機械市場合孕育的商機高達(dá)320～400億元。

　　據(jù)預(yù)測,至2010年:汽車市場將達(dá)4400～8000萬輛規(guī)模,其中轎車產(chǎn)量每增長1%,機械市場可增長0.54%;交通方面,“十五”期間僅西部鐵路開發(fā)就將投入1000億元,未來10年西部交通則將投資7000～8000億元,車輪車床、勾舌銑床、2m大型鋸床、螺旋焊管擴徑機械等專用設(shè)備大有用武之地;水利工程未來5年將投資5300億元,環(huán)保一期投資1888億元,二期投資2600億元,相應(yīng)機械設(shè)備需求宏大;300家機械廠商將進(jìn)行技改,求購數(shù)控機床數(shù)量十分可觀;目前,國內(nèi)有模具廠1.7萬家,年產(chǎn)值約220億元,預(yù)計到2005年產(chǎn)值將達(dá)到460億元,所需的機械傾向于高精度、高效率、高速化銑削設(shè)備、虛擬軸機床、復(fù)合加工機及慢走絲切割機等。 國產(chǎn)數(shù)控機床市場占領(lǐng)率下滑即將有起色。

　　隨著世界科技前進(jìn)和機床工業(yè)的發(fā)展,數(shù)控機床作為機床工業(yè)的主流產(chǎn)品,已成為實現(xiàn)設(shè)備制作業(yè)現(xiàn)代化的要害設(shè)備,是國防軍工設(shè)備發(fā)展的戰(zhàn)略物質(zhì)。數(shù)控機床的擁有量及其性能程度的高低,是權(quán)衡一個國家綜合實力的重要標(biāo)記。加快發(fā)展數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)也是我國設(shè)備制作業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實請求。根據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會組織用戶調(diào)查表明,航天航空、國防軍工制作業(yè)需要大型、高速、精密、多軸、高效數(shù)控機床;汽車、摩托車、家電制作業(yè)需求高效、高可靠性、高主動化的數(shù)控機床和成套柔性生產(chǎn)線;電站設(shè)備、造船、冶金石化設(shè)備、軌道交通設(shè)備制作業(yè)需求高精度、重型為特點的數(shù)控機床;it業(yè)、生物工程等高技巧產(chǎn)業(yè)需求納米級亞微米級超精密加工數(shù)控機床;工程機械、農(nóng)業(yè)機械等傳統(tǒng)制作行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級,特別是民營企業(yè)的蓬勃發(fā)展,需要大批數(shù)控機床進(jìn)行設(shè)備。

　　目前我國數(shù)控機床的數(shù)量和品種,尚不能完整滿足國內(nèi)市場需求。據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會總干事長吳柏林近日流露,《國家數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項方案》草案已經(jīng)制定完成,目前正由國家發(fā)改委修正,修正完成后,將報國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)審閱批準(zhǔn),然后正式施行。據(jù)懂得,《方案》施行以后,困擾我國機床工具業(yè)發(fā)展的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化和自主開發(fā)能力偏低的問題將得到必定程度的解決,國產(chǎn)數(shù)控機床國內(nèi)市場占領(lǐng)率連年下滑的局面將被扭轉(zhuǎn)。

 

　　國家政策扶持?jǐn)?shù)控機床產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)>>按照《方案》,未來5年機床工具行業(yè)將營造20個數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化基地和為之配套的10個基礎(chǔ)功效零部件產(chǎn)業(yè)基地,基地企業(yè)將享受國家政策和資金上的支撐�！斗桨浮分忻鞔_指出,數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化基地企業(yè)所開產(chǎn)生產(chǎn)的新產(chǎn)品和高級數(shù)控機床產(chǎn)品履行增值稅返還政策。當(dāng)問及在東北老工業(yè)基地改革中已經(jīng)履行了消費型增值稅的大連和沈陽的企業(yè)是否會因此享受雙重稅收優(yōu)惠時,吳柏林給予了確定的答復(fù)。東北區(qū)域增值稅改革以后,全國其他區(qū)域,尤其是中西部區(qū)域增值稅轉(zhuǎn)型的呼聲很高�！斗桨浮穼嵭泻�,東北以外區(qū)域的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化基地企業(yè)很可能率先履行消費型增值稅,從而也得到雙重稅收優(yōu)惠。事實上,國家已經(jīng)對機床工具行業(yè)的部分企業(yè)給予了增值稅返還政策,只是力度太小,新政策有望加大力度。然吳柏林認(rèn)為,應(yīng)當(dāng)按照企業(yè)生產(chǎn)新產(chǎn)品和高級數(shù)控機床產(chǎn)品銷售額的比例進(jìn)行返還,并且返還比例在3%~5%。

　　吳柏林還談到了進(jìn)口關(guān)稅問題。“做功效部件,需要進(jìn)口一些零件和散件,目前零件和散件的進(jìn)口關(guān)稅還是很高,這就增長了企業(yè)的生產(chǎn)成本。然另一方面,整機進(jìn)口關(guān)稅卻可以大幅度地往降落,甚至可以免稅。”他說,“在若干關(guān)稅政策方面還有待調(diào)劑。” 另據(jù)懂得,《方案》還將對進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化基地的企業(yè)給予國債項目資金的支撐。對企業(yè)技巧開發(fā)中心和技巧工程研究中心的初期建設(shè),以及首臺、首套新產(chǎn)品,也將給予必定的風(fēng)險補貼。調(diào)劑產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 加強功效部件開發(fā)制作能力，中檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化程度低是《方案》要解決的問題之一。“中檔數(shù)控機床我們能做,然我們做出來的器材,從質(zhì)量、交貨期,到售后服務(wù),都缺乏市場競爭力。”吳柏林說,“不要說跟歐美比,就連中國臺灣我們現(xiàn)在都比不過。他以中檔數(shù)控機床中范例的普通立式加工中心作例子:2004年內(nèi)地約耗費了1萬臺,然大陸所有企業(yè)加起來共生產(chǎn)2000臺左右,而只有八九個生產(chǎn)加工中心工廠的臺灣竟向大陸銷售了3300臺。這闡明我們的競爭能力差,產(chǎn)業(yè)化程度低。”

　　在發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn)方面,吳柏林認(rèn)為,前進(jìn)產(chǎn)業(yè)化程度,從政府導(dǎo)向來說,還是要大力提倡專業(yè)化生產(chǎn)。“搞機床,尤其是普及型或經(jīng)濟型機床,大而全、小而全的生產(chǎn)方法是不行的。” 他還特別提到我國機床產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的一個問題,就是主機廠多,要害功效部件專業(yè)生產(chǎn)廠少且弱。以數(shù)控系統(tǒng)來說,我們的數(shù)控系統(tǒng)80%以上是進(jìn)口的。不僅價格高,進(jìn)口周期也不能滿足主機廠的請求。而且,應(yīng)用進(jìn)口的器材組裝起來的機床,可靠性和質(zhì)量也會受到影響。

　　吳柏林因此認(rèn)為,前進(jìn)產(chǎn)業(yè)化程度,起首要調(diào)劑產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),加強功效部件的開發(fā)和制作能力。其次,企業(yè)的技巧改革也要加強,而這方面過去企業(yè)欠賬太多。“制作高精度的機床,用低精度的普通機床去做,難度是很大的。”，提升高級數(shù)控機床開發(fā)能力。如果說中檔數(shù)控機床我們還能做,只是產(chǎn)業(yè)化程度低的話,那么在高級數(shù)控機床方面,開發(fā)能力不足的問題就顯得尤為突出�！斗桨浮访鞔_了以企業(yè)為主體前進(jìn)開發(fā)能力的方針。吳柏林提到有祈望進(jìn)入國家數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化基地的企業(yè),像大連、沈陽、北京、上海、濟南、秦川、齊齊哈爾的幾家企業(yè),都具備必定的程度,而且這幾年發(fā)展勢頭很好。“如果國家再扶持一下,它們可能很快就能上來。”，前進(jìn)開發(fā)能力并不是一件容易的事情。就拿數(shù)控系統(tǒng)來說,現(xiàn)在西方大的公司對我們采用封鎖加傾銷的市場戰(zhàn)略。起首是封鎖,封鎖不成績傾銷。其數(shù)控系統(tǒng)在中國市場以十分昂貴的價格出售,獲取了高額利潤。一但中國企業(yè)開發(fā)出同樣產(chǎn)品,他們就立即大幅降價,甚至降到中國企業(yè)的成本價以下。在這種情形下,國家就更要給國內(nèi)企業(yè)以扶持,就像當(dāng)初美、德、日等扶持本國企業(yè)那樣。

 

　　另一方面,吳柏林提示企業(yè)也要從主觀上器重開發(fā)的投入。“前幾年國內(nèi)機床企業(yè)多數(shù)處于虧損狀態(tài),無力進(jìn)行科研和技巧開發(fā),現(xiàn)在過上了紅紅火火的好日子。然你不能只顧生產(chǎn)那些萬元一臺的小機床。那樣的話,幾百萬美元、幾百萬歐元一臺的機床你永遠(yuǎn)都開發(fā)不出來。”，專家指出,機床企業(yè)如欲進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化基地,其技巧開發(fā)投入不得低于產(chǎn)品銷售收入的5%。如果達(dá)到了這個指標(biāo),將可每年享受國家給予的必定程度的補貼。按照《方案》的目標(biāo),到“十一五”末期,國產(chǎn)數(shù)控機床以銷售額計的國內(nèi)市場占領(lǐng)率將前進(jìn)到50%以上,同時,國產(chǎn)全數(shù)機床產(chǎn)品的國內(nèi)市場占領(lǐng)率也將前進(jìn)到60%以上。

　　隨著科學(xué)技巧的發(fā)展,機電產(chǎn)品日趨精密復(fù)雜。產(chǎn)品的精度請求越來越高、更新?lián)Q代的周期也越來越短,從而增進(jìn)了現(xiàn)代制作業(yè)的發(fā)展。尤其是宇航、軍工、造船、汽車和模具加工等行業(yè),用普通機床進(jìn)行加工(精度低、效率低、勞動度大)已無法滿足生產(chǎn)請求。1946年出身了世界上第一臺電子盤算機,這表明人類創(chuàng)造了可加強和部分取代腦力勞動的工具。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是加強體力勞動的工具相比,起了質(zhì)的飛躍,為人類進(jìn)入信息社會奠定了基礎(chǔ)。6年后,即在1952年,盤算機技巧利用到了機床上,從而一種新型的用數(shù)字程序把持的機床應(yīng)運而生。這種機床是一種綜合運用了盤算機技巧、主動把持、精密測量和機械設(shè)計等新技巧的機電一體化范例產(chǎn)品。數(shù)控機床是一種裝有程序把持系統(tǒng)(數(shù)控系統(tǒng))的主動化機床。盤算機數(shù)控階段也經(jīng)歷了三個時代。即1970年的第四代--小型盤算機;1974年的第五代--微處理器和1990年的第六代--基于pc(國外稱為pc-based)。

　　從1952年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺實驗性數(shù)控系統(tǒng),到現(xiàn)在已走過了46年過程。數(shù)控系統(tǒng)由當(dāng)初的電子管式起步,經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段:分立式晶體管式--小規(guī)模集成電路式--大規(guī)模集成電路式--小型盤算機式--超大規(guī)模集成電路--微機式的數(shù)控系統(tǒng)。到80年代,總體發(fā)展趨向是:數(shù)控裝置由nc向cnc發(fā)展;廣泛采用32位cpu組成多微處理器系統(tǒng);前進(jìn)系統(tǒng)的集成度,縮小體積,采用模塊化結(jié)構(gòu),便于裁剪、擴大和功效升級,滿足不同類型數(shù)控機床的需要;驅(qū)動裝置向交換、數(shù)字化方向發(fā)展;cnc裝置向人工智能化方向發(fā)展;采用新型的主動編程系統(tǒng);加強通信功效;數(shù)控系統(tǒng)可靠性不斷前進(jìn)�？傊�,數(shù)控機床技巧不斷發(fā)展,功效越來越完善,應(yīng)用越來越輕易,可靠性越來越高,性能價格比也越來越高。到1990年,全世界數(shù)控系統(tǒng)專業(yè)生產(chǎn)廠家年產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)約13萬臺套。

　　在20世紀(jì)后期形成的以數(shù)控技巧為中心的柔性制作技巧,預(yù)期在未來仍將延續(xù)進(jìn)展并成為加工技巧發(fā)展的主流。它的特點可以歸結(jié)為3f,3i和3s,即:3f表現(xiàn)柔性化(flexibility)、聯(lián)盟化(federalization)和新鮮化(fashion);3i表現(xiàn)集成化(integration)、信息化(information)和智能化(intelligence);3s表現(xiàn)系統(tǒng)化(syst)軟件化(softwar)和個性化(speciality)。這些特點表清晰明了將進(jìn)一步深化發(fā)展適應(yīng)多品種變批量生產(chǎn)的柔性主動化技巧;基于先進(jìn)工藝和結(jié)構(gòu)原理發(fā)展新鮮設(shè)備來優(yōu)化制作過程;推動機床創(chuàng)新設(shè)計,經(jīng)濟地滿足用戶對產(chǎn)品個性化的加工請求;構(gòu)建靈捷的制作系統(tǒng),快速響應(yīng)市場需求,以高質(zhì)量產(chǎn)品迅速地批量上市;有效地施展信息技巧和軟件技巧在制作過程中前進(jìn)技巧程度和管理程度的作用;探求在網(wǎng)絡(luò)化散布制作的協(xié)作聯(lián)盟情形下的數(shù)控技巧等。數(shù)控機床的發(fā)展前提重要包含，它是機、電、液、氣、光多學(xué)科各種高科技的綜合性組合,特別是以電子、盤算機等現(xiàn)代先進(jìn)技巧為基石,必須具有鞏固的技巧基礎(chǔ),互相配套,缺一不可。

 

　　數(shù)控機床是由主機、各種元部件(功效部件)和數(shù)控系統(tǒng)三大部分組成,還需先進(jìn)的主動化刀具配合,才干實現(xiàn)加工,各個環(huán)節(jié)在技巧上、質(zhì)量上必須切實過關(guān),確保工作可靠、穩(wěn)固,才干保數(shù)控機床工作的精度、效率和主動化,否則,難以在生產(chǎn)實際中應(yīng)用。它是社會需求、科技程度和人員素質(zhì)三者的聯(lián)合,缺一不成。如果人員素質(zhì)差、科技程度達(dá)不到,則難以滿足社會需求。人是一切運動的主體,需要各種精通業(yè)務(wù)的專家、人才和熟練技巧工人,互相配合,共同完成。為了滿足市場和科學(xué)技巧發(fā)展的需要,為了達(dá)到現(xiàn)代制作技巧對數(shù)控技巧提出的更高的請求,數(shù)控未來仍然持續(xù)向開放式、基于pc的第六代方向、高速化和高精度化、智能化等方向發(fā)展。

　　1、開放式：為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的請求,最重要的發(fā)展趨向是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的開放性,設(shè)計生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng),例如美國、歐共體及日本發(fā)展開放式數(shù)控的打算等。

　　2、基于pc的第六代方向：基于pc所具有的開放性、低成本、軟硬件資源豐富等特點,更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會走上這條道路。至少采用pc機作為它的前端機,來處理人機界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題,由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。pc機所具有的友愛的人機界面,將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程通信,遠(yuǎn)程診斷和維修將更加廣泛。

　　3、高速化、高效化：機床向高速化方向發(fā)展,可充分施展現(xiàn)代刀具材料的性能,不但可大幅度前進(jìn)加工效率、降低加工成本,而且還可前進(jìn)零件的表面加工質(zhì)量和精度。超高速加工技巧對制作業(yè)實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的實用性。90年代以來,隨著超高速切削機理、超硬耐磨長壽命刀具材料和磨料磨具,大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機驅(qū)動進(jìn)給部件以及高性能把持系統(tǒng)(含監(jiān)控系統(tǒng))和防護(hù)裝置等一系列技巧領(lǐng)域中要害技巧的解決,歐、美、日各國爭相開發(fā)利用新一代高速數(shù)控機床,加快機床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元(電主軸,轉(zhuǎn)速15000-100000r/min)、高速且高加/減速度的進(jìn)給運動部件(快移速度60~120m/min,切削進(jìn)給速度高達(dá)60m/min)、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都涌現(xiàn)了新的突破,達(dá)到了新的技巧程度。根據(jù)高效率、大批量生產(chǎn)需乞降電子驅(qū)動技巧的飛速發(fā)展,高速直線電機的推廣利用,開發(fā)出一批高速、高效的高速響應(yīng)的數(shù)控機床以滿足汽車、農(nóng)機等行業(yè)的需求。還由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代周期加快,模具、航空、軍事等工業(yè)的加工零件不但復(fù)雜而且品種增多。

　　4、高精度化：精密化是為了適應(yīng)高新技巧發(fā)展的需要,也是為了前進(jìn)普通機電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性,減少其裝配時的工作量從而前進(jìn)裝配效率的需要。從精密加工發(fā)展到超精密加工(特高精度加工),是世界各工業(yè)強國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級到亞微米級,乃至納米級設(shè)備工業(yè)的技巧程度和現(xiàn)代化程度決定著全數(shù)國民經(jīng)濟的程度和現(xiàn)代化程度,數(shù)控技巧及設(shè)備是發(fā)展新興高新技巧產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)(如信息技巧及其產(chǎn)業(yè)、生物技巧及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè))的使能技巧和最基礎(chǔ)的設(shè)備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟時代的差別,不在于生產(chǎn)什么,而在于怎樣生產(chǎn),用什么勞動材料生產(chǎn)”。制作技巧和設(shè)備就是人類生產(chǎn)運動的最基礎(chǔ)的生產(chǎn)材料,而數(shù)控技巧又是當(dāng)今先進(jìn)制作技巧和設(shè)備最核心的技巧。當(dāng)今世界各國制作業(yè)廣泛采用數(shù)控技巧,以前進(jìn)制作能力和程度,前進(jìn)對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技巧及數(shù)控設(shè)備列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì),不僅采用重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技巧及其產(chǎn)業(yè),而且在“高精尖”數(shù)控要害技巧和設(shè)備方面對我國履行封鎖和限制政策�？傊�,大力發(fā)展以數(shù)控技巧為核心的先進(jìn)制作技巧已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟發(fā)展、前進(jìn)綜合國力和國家地位的重要道路。

 

　　數(shù)控技巧是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進(jìn)行把持的技巧,數(shù)控設(shè)備是以數(shù)控技巧為代表的新技巧對傳統(tǒng)制作產(chǎn)業(yè)和新興制作業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品,即所謂的數(shù)字化設(shè)備,其技巧領(lǐng)域籠罩很多領(lǐng)域:

　　(1)機械制作技巧;

　　(2)信息處理、加工、傳輸技巧;

　　(3)主動把持技巧;

　　(4)伺服驅(qū)動技巧;

　　(5)傳感器技巧;

　　(6)軟件技巧等。

　　數(shù)控技巧的發(fā)展趨向：數(shù)控技巧的利用不但給傳統(tǒng)制作業(yè)帶來了革命性的變更,使制作業(yè)成為工業(yè)化的象征,而且隨著數(shù)控技巧的不斷發(fā)展和利用領(lǐng)域的擴大,他對國計民生的一些重要行業(yè)(it、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展起著越來越重要的作用,因為這些行業(yè)所需設(shè)備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨向。從目前世界上數(shù)控技巧及其設(shè)備發(fā)展的趨向來看,其重要研究熱門有以下幾個方面：

　　1.高速、高精加工技巧及設(shè)備的新趨向效率、質(zhì)量是先進(jìn)制作技巧的主體。高速、高精加工技巧可極大地前進(jìn)效率,前進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,縮短生產(chǎn)周期和前進(jìn)市場競爭能力。為此日本先端技巧研究會將其列為5大現(xiàn)代制作技巧之一,國際生產(chǎn)工程學(xué)會(cirp)將其斷定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域,年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車設(shè)備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情形下,才干對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制作機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方法拼裝,使構(gòu)件的強度、剛度和可靠性得到前進(jìn)。這些都對加工設(shè)備提出了高速、高精和高柔性的請求。從2001展會情形來看,高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min,甚至更高,空運行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包含我國的上海通用汽車公司,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機床。美國cincinnati公司的hypermach機床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min,快速為100m/min,加速度達(dá)2g,主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60 000r/min。加工一薄壁飛機零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國dmg公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分辨達(dá)12*!000r/mm和1g。 數(shù)控,機床,模具設(shè)計,數(shù)控車床,數(shù)控技巧>>在加工精度方面,近10年來,普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm前進(jìn)到5μm,精密級加工中心則從3～5μm,前進(jìn)到1～1.5μm,并且超精密加工精度已開端進(jìn)入納米級(0.01μm)。在可靠性方面,國外數(shù)控裝置的mtbf值已達(dá)6 000h以上,伺服系統(tǒng)的mtbf值達(dá)到30000h以上,表現(xiàn)出非常高的可靠性。為了實現(xiàn)高速、高精加工,與之配套的功效部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展,利用領(lǐng)域進(jìn)一步擴大。

　　2.5軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機床快速發(fā)展>>采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度前進(jìn)。一般認(rèn)為,1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床,特別是應(yīng)用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工施展更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍,加之編程技巧難度較大,制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的涌現(xiàn),使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化,其制作難度和成本大幅度降低,數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此增進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復(fù)合加工機床(含5面加工機床)的發(fā)展。在2001展會上,新日本工機的5面加工機床采用復(fù)合主軸頭,可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn),還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國dmg公司展出dmuvoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工,可由cnc系統(tǒng)把持或cad/cam直接或間接把持。

 

　　3 .智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的重要趨向：21世紀(jì)的數(shù)控設(shè)備將是具有必定智能化的系統(tǒng),智能化的內(nèi)容包含在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面:為尋求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,如加工過程的自適應(yīng)把持,工藝參數(shù)主動生成;為前進(jìn)驅(qū)動性能及應(yīng)用連接輕易的智能化,如前饋把持、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、主動辨認(rèn)負(fù)載主動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的主動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、輕易系統(tǒng)的診斷及維修等。

　　為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控利用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究,如美國的ngc(the next generation work-station/machine control)、歐共體的osaca(open syst architecture for control within automation systs)、日本的osec(open syst environment for controller),中國的onc(open numerical control syst)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上,面向機床廠家和最終用戶,通過轉(zhuǎn)變、增長或剪裁結(jié)構(gòu)對象(數(shù)控功效),形成系列化,并可輕易地將用戶的特別利用和技巧訣竅集成到把持系統(tǒng)中,快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng),形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。

　　目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功效庫以及數(shù)控系統(tǒng)功效軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控設(shè)備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制作系統(tǒng)、制作企業(yè)對信息集成的需求,也是實現(xiàn)新的制作模式如迅速制作、虛擬企業(yè)、全球制作的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制作公司都在近兩年推出了相干的新概念和樣機,如在o2001展中,日本山崎馬扎克(mazak)公司展出的“cyberproduction center”(智能生產(chǎn)把持中心,簡稱cpc);日本大隈(okuma)機床公司展出“it plaza”(信息技巧廣場,簡稱it廣場);德國西門子(siens)公司展出的open manufacturing environment(開放制作情形,簡稱ome)等,反響了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨向。