作者：李莉?yàn)g覽次數(shù)：28 日期：2012年12月14日 16:45

摘要：

國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

20世紀(jì)80年代初，國內(nèi)先后從日本、美國等國引進(jìn)了一些CNC裝置及主軸、伺服系統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)，并陸續(xù)投入了批量生產(chǎn)，從而結(jié)束了數(shù)控機(jī)床發(fā)展徘徊不前的局面，推動了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。到20世紀(jì)90年代初，國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)具有了一定的規(guī)模，但前進(jìn)中的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)正面臨十分嚴(yán)峻的形勢。進(jìn)入WTO后，中國將進(jìn)入日趨完善的國內(nèi)外相統(tǒng)一的大市場，大量數(shù)控機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)口，將對發(fā)展中的數(shù)控產(chǎn)業(yè)造成巨大的沖擊。2003年開始，中國已成為全球最大的機(jī)床消費(fèi)國，也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國。隨著，“數(shù)字制造”這一新理念被引入中國制造業(yè)，有必要對國內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及趨勢做些探討。

1 數(shù)控機(jī)床的概念

數(shù)控機(jī)床就是在數(shù)字控制下，能在尺寸精度和幾何精度兩方面完成金屬毛坯零件加工成所需要形狀的工作母機(jī)的總稱。數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機(jī)械傳動系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)組成。

2 國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀

國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與國際先進(jìn)水平差距逐漸縮小

數(shù)控機(jī)床是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)的主流裝備，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展經(jīng)歷了30年跌宕起伏，已經(jīng)由成長期進(jìn)入了成熟期，可提供市場1，500種數(shù)控機(jī)床，覆蓋超重型機(jī)床、高精度機(jī)床、特種加工機(jī)床、鍛壓設(shè)備、前沿高技術(shù)機(jī)床等領(lǐng)域，產(chǎn)品種類可與日、德、意、美等國并駕齊驅(qū)。特別是在五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床、數(shù)控超重型機(jī)床、立式臥式加工中心、數(shù)控車床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床領(lǐng)域部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。其中，五軸（坐標(biāo))聯(lián)動數(shù)控機(jī)床是數(shù)控機(jī)床技術(shù)的制高點(diǎn)標(biāo)志之一。它集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動和精密加工技術(shù)于一體，應(yīng)用于復(fù)雜曲面的高效、精密、自動化加工，是發(fā)電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業(yè)和軍工部門迫切需要的關(guān)鍵加工設(shè)備。五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，其加工效率相當(dāng)于2 臺三軸機(jī)床，甚至可以完全省去某些大型自動化生產(chǎn)線的投資，大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元之間的周轉(zhuǎn)運(yùn)輸時(shí)間及費(fèi)用。國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床品種日趨增多，國際強(qiáng)手對中國限制的五軸聯(lián)動加工中心、五軸數(shù)控銑床、五軸龍門銑床、五軸落地銑鏜床等均在國內(nèi)研制成功，改變了國際強(qiáng)手對數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的壟斷局面。

國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床存在的問題

由于中國技術(shù)水平和工業(yè)基礎(chǔ)還比較落后，數(shù)控機(jī)床的性能、水平和可靠性與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，差距還是很大，尤其是數(shù)控系統(tǒng)的控制可靠性還較差，數(shù)控產(chǎn)業(yè)尚未真正形成。因此加速進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的工程化、商品化攻關(guān)，盡快建成與完善數(shù)控機(jī)床和數(shù)控產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)前的主要任務(wù)。目前主要問題有：

核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)—數(shù)控系統(tǒng)，由顯示器、控制器伺服、伺服電機(jī)和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成，中國90％需要國外進(jìn)口。如在上海設(shè)廠的德國吉特邁集團(tuán)和意大利利雅路機(jī)床集團(tuán)，在煙臺建廠的韓國大宇綜合機(jī)械株式會社，所有的核心技術(shù)都被外方掌握。國內(nèi)能做的中、高端數(shù)控機(jī)床，更多處于組裝和制造環(huán)節(jié)，普遍未掌握核心技術(shù)。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵技術(shù)主要依賴進(jìn)口，國內(nèi)真正大而強(qiáng)的企業(yè)并不多。目前世界最大的3 家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)有華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。華中數(shù)控近幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯，但在電器硬件方面還需進(jìn)一步提高。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。

數(shù)控功能部件是另外一個薄弱環(huán)節(jié)。某種意義上說，功能部件將構(gòu)筑21世紀(jì)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床。功能部件的性能和價(jià)格決定了數(shù)控機(jī)床的性能和價(jià)格。功能部件不是機(jī)床附件，它是數(shù)控機(jī)床的核心代表。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的主要故障大多出在功能部件上，它是影響國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床使用的主要根源。從國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的開發(fā)和使用來看，功能部件急需技術(shù)攻關(guān)。特別在數(shù)控刀具滯后現(xiàn)象反映相當(dāng)強(qiáng)烈。國產(chǎn)數(shù)控刀具在壽命、可靠性等方面差距明顯，無論在品種、性能和質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶要求。由于國產(chǎn)刀具品種少、壽命低，嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床效率的發(fā)揮。調(diào)研企業(yè)進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床，配用大量進(jìn)口數(shù)控刀具，由于價(jià)格昂貴，用戶不堪負(fù)擔(dān)。數(shù)控立、臥回轉(zhuǎn)工作臺，數(shù)控分度盤和數(shù)控電動刀架等數(shù)控功能部件市場中海外商家也稍勝一籌。

民族品牌與國際品牌差距明顯

2004年 6月一份廣東機(jī)床用戶的抽查情況透露，在數(shù)控機(jī)床的各個品牌之中，用戶對歐洲、日本、美國、韓國和中國臺灣等數(shù)控機(jī)床品牌的關(guān)注度已占全部市場的60％以上。品牌知名度上的差距，導(dǎo)致用戶在選擇加工設(shè)備時(shí)把更多的機(jī)會給了海外數(shù)控機(jī)床行業(yè)的一些“實(shí)力派”。如哈爾濱某發(fā)動機(jī)（集團(tuán))有限公司的缸體生產(chǎn)線是一條全自動加工線，其粗加工選用韓國大宇重工的專機(jī)自動線，精加工則選用了英國CROSS HULLE公司的專機(jī)自動線，缸蓋加工線是由德國Cross. Huller公司制造的高速加工中心和專機(jī)自動線、德國產(chǎn)的全自動在線測量機(jī)、日本產(chǎn)的全自動密封檢測機(jī)和清洗機(jī)組成的。曲軸生產(chǎn)線為全自動柔性流水生產(chǎn)線，精加工線由日本的數(shù)控高速CBN 磨床、動平衡機(jī)、拋光機(jī)等組成。

技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化與市場脫節(jié)

適銷對路的產(chǎn)品是企業(yè)在市場競爭中取勝的根本。技術(shù)創(chuàng)新是產(chǎn)品滿足市場需要的關(guān)鍵。多數(shù)企業(yè)在確定數(shù)控技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目上沒有突出重點(diǎn)，市場定位不明確，不能集中力量，突破重點(diǎn)，帶動整體，項(xiàng)目安排帶有盲目性。首先，盲目跟隨國際技術(shù)潮流增加生產(chǎn)能力。數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)本身的水平關(guān)鍵要看創(chuàng)新能力、人員素質(zhì)和企業(yè)素質(zhì)的提高。近年來的改制、改組已有一些初步成效，來之不易。在面對市場需求增加的同時(shí)，還是要清醒看市場，穩(wěn)妥求發(fā)展，還是要抓前、抓后（即抓開發(fā)、抓銷售、抓質(zhì)量、抓服務(wù))，慎重抓能力。中國要成為制造市場，而不是加工市場，機(jī)床行業(yè)也應(yīng)正確看待這個問題。否則就造成科技攻關(guān)的新產(chǎn)品差距仍然很大，浪費(fèi)了有限的人力物力；其次技術(shù)創(chuàng)新取得成果后，缺乏市場化的全面安排，質(zhì)量保證體系的不健全，尚未制定相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，制造工藝研究嚴(yán)重滯后。造成數(shù)控機(jī)床市場占有率逐年下降；再次，不重視質(zhì)量和服務(wù)。機(jī)床行業(yè)是第1 個提出質(zhì)量承諾聲明的行業(yè)，在市場好轉(zhuǎn)的時(shí)候，企業(yè)對質(zhì)量和服務(wù)更要重視，對用戶更加周到和熱情，一個企業(yè)的品牌往往是在市場好的時(shí)候樹立的，也往往是在市場好的時(shí)期丟掉的。

缺乏先進(jìn)的管理機(jī)制

多數(shù)企業(yè)都受到生產(chǎn)經(jīng)營缺乏動力、自我約束機(jī)制不健全、勞動生產(chǎn)率低下等問題的嚴(yán)重困擾。適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)需求的以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系尚未形成，缺乏吸引高層次、高素質(zhì)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的環(huán)境，無法有效整合相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和資源優(yōu)勢，形成合力開展聯(lián)合攻關(guān)，共同打造技術(shù)創(chuàng)新平臺。所以必須按照經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求，建立以公司法人為主要內(nèi)容的現(xiàn)代企業(yè)制度。真正確立以用戶為中心的市場經(jīng)濟(jì)觀念，認(rèn)真調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)。真正讓市場在資源配置中起基礎(chǔ)作用。

3 國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢

根據(jù)2004年10月，完成的《數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》。國內(nèi)數(shù)控機(jī)床大致發(fā)展趨勢表現(xiàn)在以下幾方面：

智能、高速、高精度化

新一代數(shù)控機(jī)床為提高生產(chǎn)效率，向超高速方向發(fā)展，采用新型功能部件（如電主軸、直線電機(jī)、LM直線滾動系統(tǒng)等)主軸轉(zhuǎn)速達(dá)15，000r/min以上。計(jì)算機(jī)技術(shù)及其軟件控制技術(shù)在機(jī)床產(chǎn)品技術(shù)中占的比重越來越大，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件的復(fù)雜化，帶來了機(jī)床系統(tǒng)及其硬件結(jié)構(gòu)的簡化，數(shù)控機(jī)床的智能化程度日趨提高。一臺機(jī)床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到0.005 mm（ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)法)，就是一臺高精度機(jī)床，在0.005mm（ISO 標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)計(jì)法)以下，就是超高精度機(jī)床。高精度的機(jī)床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造（CAM)系統(tǒng)的發(fā)展，精密度已達(dá)到微米級。

設(shè)計(jì)、制造綠色化

綠色設(shè)計(jì)是一種綜合考慮了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、使用和回收等整個生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進(jìn)設(shè)計(jì)理論和方法。它在不犧牲產(chǎn)品功能、質(zhì)量和成本的前提下，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品開發(fā)、制造及其活動對環(huán)境的影響，從而使得產(chǎn)品在整個生命周期中對環(huán)境的負(fù)面影響最小，資源利用率最高。數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：綠色材料設(shè)計(jì)；可拆卸性設(shè)計(jì)；節(jié)能性設(shè)計(jì)；可回收性設(shè)計(jì)；模塊化設(shè)計(jì)；綠色包裝設(shè)計(jì)等。綠色制造是一個綜合考慮環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代制造模式，通過綠色生產(chǎn)過程生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床在制造時(shí)要考慮：節(jié)約資源的工藝設(shè)計(jì)；節(jié)約能源的工藝設(shè)計(jì)；環(huán)保型工藝設(shè)計(jì)等。隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，尤其是國內(nèi)改革開放以來工業(yè)化程度的加快，所帶來的環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，環(huán)境保護(hù)的呼聲越來越高，環(huán)保問題已經(jīng)成為各國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的制約因素之一。數(shù)控機(jī)床作為裝備制造業(yè)的核心，能否順應(yīng)環(huán)保趨勢，加大綠色設(shè)計(jì)與制造的研制，將是影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要要素之一。

復(fù)合化與系統(tǒng)化

工件一次裝夾，能進(jìn)行多種工序復(fù)合加工，可大大地提高生產(chǎn)效率和加工精度，是機(jī)床一貫追求的。由于產(chǎn)品開發(fā)周期愈來愈短，對制造速度的要求也相應(yīng)提高，機(jī)床也朝高效能發(fā)展。機(jī)床已逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)化產(chǎn)品，用一臺電腦控制一條生產(chǎn)線的作業(yè)。產(chǎn)品對外觀曲線要求的提高，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。