國內(nèi)外數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀分析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上國內(nèi)外數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀分析摘要：簡述了國內(nèi)數(shù)控機床近年來的發(fā)展。近年國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展迅速，產(chǎn)量不斷增加，但高端產(chǎn)品數(shù)量太少，無法與國外數(shù)控機床競爭。而國外數(shù)控機床迅猛發(fā)展，尤其是西門子和發(fā)那科則占據(jù)了絕大部分世界市場。我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)也在迅速發(fā)展，與國際先進水平之間的差距是有縮小的趨勢的，但是還存在諸多問題有待解決。 當今世界，工業(yè)發(fā)達國家對機床工業(yè)高度重視，竟相發(fā)展機電一體化、高精、高效、高自動化先進機床，以加速工業(yè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展。如今國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展迅速，年產(chǎn)量逐年攀升，但所產(chǎn)機床精度等方面達不到要求。長期以來，歐、美、亞在國際市場上相互展開激烈競爭，已形成一條

2、無形戰(zhàn)線，特別是隨微電子、計算機技術的進步，數(shù)控機床在20世紀80年代以后加速發(fā)展，各方用戶提出更多需求，早已成為四大國際機床展上各國機床制造商競相展示先進技術、爭奪用戶、擴大市場的焦點。 雖然大力發(fā)展裝備制造業(yè)已成為全社會的共識，但國內(nèi)絕大多數(shù)重要機械制造裝備的數(shù)字化控制系統(tǒng)卻不是中國造。尤其是關系國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的高檔數(shù)控機床，它的“大腦”和“心臟”卻要大部分從國外引進。專家呼吁，以數(shù)控機床為代表的“中國制造”不能沒有創(chuàng)造，開發(fā)自主知識產(chǎn)權的數(shù)控系統(tǒng)迫在眉睫。 一、國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀 1.1 國內(nèi)數(shù)控機床近幾年發(fā)展 我國的數(shù)控機床無論從產(chǎn)品種類、技術水平、質(zhì)量和產(chǎn)量上都

3、取得了很大的發(fā)展，在一些關鍵技術方面也取得了重大突破。據(jù)統(tǒng)計，目前我國可供市場的數(shù)控機床有1500種，幾乎覆蓋了整個金屬切削機床的品種類別和主要的鍛壓機械。這標志著國內(nèi)數(shù)控機床已進入快速發(fā)展的時期。 近年來我國機床行業(yè)不斷承擔為國家重點工程和國防軍工建設提供高水平數(shù)控設備的任務。如國產(chǎn)XNZD2415型數(shù)控龍門混聯(lián)機床充分吸取并聯(lián)機床的配置靈活與多樣性和傳統(tǒng)機床加工范圍大的優(yōu)點，通過兩自由度平行四邊形并聯(lián)機構形成基礎龍門，在并聯(lián)平臺上附加兩自由度串聯(lián)結構的A、C軸擺角銑頭，配以工作臺的縱向移動，可完成五自由度的運動。該構型為國際首創(chuàng)?；赗T一Linux開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)具有的實時性和可靠性，能在

4、同一網(wǎng)絡中與多臺PLC相連接，可控制機床的五軸聯(lián)動，實現(xiàn)人機對話。該機床的作業(yè)空間4.5mx1.6mx1.2m，A軸轉角±1050,C軸連續(xù)轉角0一4000，主軸轉速(無級)最高10000r/min，重復定位精度±0.01mm，可實現(xiàn)三維立體曲面如水輪機葉片，導葉的五軸聯(lián)動高速切削加工。 超精密球的加面車床為陀螺儀工提供了基礎設備，這類車床也可用于透鏡模具、照相機塑料鏡片、條型碼閱讀設備、激光加工機光路系統(tǒng)用聚焦反射鏡等產(chǎn)品的加工。 高速五軸龍門銑床采用銑頭內(nèi)油霧潤滑冷卻、橫梁預應力反變形控制等技術。這類銑床可用于航空、航天、造船、水泵葉片、高檔模具等的加工。 目前我國已經(jīng)

5、可以供應網(wǎng)絡化、集成化、柔性化的數(shù)控機床。同時，我國也已進入世界高速數(shù)控機床和高精度精密數(shù)控機床生產(chǎn)國的行列。目前我國已經(jīng)研制成功一批主軸轉速在800010000r/min以上的數(shù)控機床。我國數(shù)控機床行業(yè)近年來大力推廣應用CAD等技術，很多企業(yè)已開始和計劃實施應用ERP、MRPII和電子商務。 據(jù)國內(nèi)數(shù)控專家介紹，隨著電子信息技術的發(fā)展。世界機床業(yè)已進入了以數(shù)字化制造技術為核心的機電一體化時代，其中數(shù)控機床就是代表產(chǎn)品之一。目前，歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化進程，而我國從上個世紀80年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。 業(yè)內(nèi)人士指出，“十五”期間，我國機床行業(yè)發(fā)展迅猛的主要原因是

6、市場需求旺盛。固定資產(chǎn)投資增速快，汽車和機械制造行業(yè)發(fā)展迅猛，外商投資企業(yè)增長速度加快所致。 與機床迅猛發(fā)展的現(xiàn)狀相比，作為機床“心臟部件”的數(shù)控系統(tǒng)，2005年銷量雖然超過3萬臺，但處于低檔的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)占據(jù)較大比重。業(yè)內(nèi)專家不無憂慮地表示，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)近幾年雖有很大發(fā)展，但仍無法阻止進口數(shù)控系統(tǒng)壟斷的局面。從2002年起，我國就步入世界最大的機床消國同和最大進口國，僅以2004年為例，我國機床消費量占世界機床產(chǎn)值的20%。2005年消費量仍在增長。在我國機床消費額中，進口機床占據(jù)了半壁江山，其中絕太多數(shù)是數(shù)控機床。 長期以來，國產(chǎn)數(shù)控機床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進展緩慢，高檔依靠進口的

7、局面，特別是國家重點工程需要的關鍵設備主要依靠進口，技術受制于人。究其原因，國內(nèi)本土數(shù)控機床企業(yè)大多處于“粗放型”階段，在產(chǎn)品設計水平、質(zhì)量、精度、性能等方面與國外先進水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技術方面的差距則達到了10-15年。同時我國在應用技術及技術集成方面的能力也還比較低，相關的技術規(guī)范和標準的研究制定相對滯后，國產(chǎn)的數(shù)控機床還沒有形成品牌效應。同時，我國的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)目前還缺少完善的技術培訓、服務網(wǎng)絡等支撐體系，市場營銷能力和經(jīng)營管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主創(chuàng)新能力，完全擁有自主知識產(chǎn)權的數(shù)控系統(tǒng)少之又少，制約了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 目前，我國進口的數(shù)控系統(tǒng)基本為德

8、國西門子（SIMENS）和日本發(fā)那科（FANUC）兩家公司所壟斷，這兩家公司在世界市場的占有率超過80%。在國內(nèi)尚無自主知識產(chǎn)權高端數(shù)控系統(tǒng)替代的前提下，西門子和發(fā)那科擁有絕對的價格優(yōu)勢。加上高性能數(shù)控系統(tǒng)具有超越經(jīng)濟價值的戰(zhàn)略意義，發(fā)達國對出口中國的數(shù)控系統(tǒng)始終有所限制，甚至像五軸聯(lián)動以上的高性能數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品絕對禁止向中國出口。 1.2 我國發(fā)展數(shù)控機床存在的問題 我國于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19581979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)展條件缺乏認識，在人員素質(zhì)差、基礎薄弱、配套件不過關的情況下，一哄而上又一

9、哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進數(shù)控系統(tǒng)技術，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國家(地區(qū))引進數(shù)控機床先進技術和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。在20余年間，數(shù)控機床的設計和制造技術有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓一批設計、制造、使用和維護的人才；通過合作生產(chǎn)先進數(shù)控機床，使設計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進技術的差距；通過利用國外先進元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設計及制造高速、高性能、

10、多軸聯(lián)動加工的數(shù)控機床，供應國內(nèi)市場的需求，但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機電法”、“機信法”那樣的指引；嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人；缺少深入系統(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，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。 主要概括為以下四個方面的原因： （1) 缺乏政府相關政策的引導。 我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化低，與國外發(fā)達國家數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)相比仍有很大差距。（2） 先進技術引進卻

11、未消化。 對國外技術重引進、輕消化吸收的問題仍很突出。據(jù)有關方面介紹，韓國用1美元引進先進技術，用5美元進行消化吸收，而中國用1美元引進先進技術，用0.2美元進行消化吸收。要注重國外先進技術的引進、消化、吸收與自主創(chuàng)新能力提高的有機結合。 （3）缺乏高素質(zhì)專家人才。 嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；缺乏吸引高層次、高素質(zhì)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的環(huán)境，造成數(shù)控機床領域共性關鍵技術的持續(xù)創(chuàng)新能力不足。（4） 產(chǎn)學研相結合體系未形成。 適應市場經(jīng)濟需求的以企業(yè)為主體、產(chǎn)學研相結合的技術創(chuàng)新體系尚未形成，無法有效整合相關技術、產(chǎn)業(yè)和資源優(yōu)勢，形成合力開展聯(lián)合攻關，共同打造技術創(chuàng)新平

12、臺。數(shù)控機床的機械結構設計、制造的配套環(huán)節(jié)、集成技術和制造工藝等方面比較落后。據(jù)統(tǒng)計，我國大型高性能超精機床每年生產(chǎn)不足千臺，不到德國、日本的1/20。 二、國外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀 2.1 機電一體化產(chǎn)品在國外迅猛發(fā)展的原因 機電一體化產(chǎn)品在國外迅猛發(fā)展主要表現(xiàn)在以下四個方面： 1、 機電一體化產(chǎn)品幾乎遍及所有制造領域。數(shù)控機床是機電一體化的典型產(chǎn)品，在工業(yè)發(fā)達國家已占其機床總數(shù)的30-40%；工業(yè)機器人的擁有量在未來10年將以25-30%的速度增長。智能機器人將逐步進入生產(chǎn)、流通、信息、辦公、管理、娛樂、家庭等諸多領域； 2、 從機電一體化的單機向整個制造過程的集成化過渡。將制造系統(tǒng)、分析設

13、計系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)、信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過計算機及通信網(wǎng)絡聯(lián)系起來，形成計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)，這是當今世界范圍內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的總趨勢； 3、 激光技術進入機電一體化領域。激光技術與機械電子技術相結合，郎人們常說的光機電一體化，不僅大大擴展了應用領域，甚至使一些行業(yè)出現(xiàn)重大變革； 4、微細加工技術與設各突飛猛進。微電子技術及其產(chǎn)業(yè)的高度發(fā)展，帶動了大量高技術的興起 徽細加工技術和裝各不僅支持了電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而且對微機械的誕生和發(fā)展也起到了決定性的作用。2.2 數(shù)控機床發(fā)展情況數(shù)控機床是集計算機、微電子、信息、傳感、測試、機械制造技術為一體的高度機電一體化的產(chǎn)品，包括數(shù)控金屬切削機床、鍛壓機

14、床、鑄造機械、木工機床等彀其相關配套件。目前，數(shù)控機床主要指的是那些由主機、數(shù)控系統(tǒng)和相關配套件組成的金屬切削機床和鍛壓機床。2.3 世界數(shù)控機床發(fā)展趨勢據(jù)國際咨詢機構預測，今后世界上數(shù)控機床將以較高的速度發(fā)展，在金切機床中幾乎所有品種均可實現(xiàn)數(shù)控化；數(shù)控系統(tǒng)向高度集成(采用64位CPU)、高分辨率(0.1um)、小型化方向發(fā)展。機械加工向工序復合化、智能化方向發(fā)展。未來工廠將廣泛應用數(shù)控機床、柔性加工單元和柔性加工生產(chǎn)線，最終實現(xiàn)計算機集成制造系統(tǒng)。工廠可以靈活地根據(jù)用戶需要，在短時間內(nèi)設計、制造出全新的產(chǎn)品，實現(xiàn)更高精度、效率和效益。1、 高精度化。國外效控系統(tǒng)的設定單位由1um發(fā)展到0.

15、1um和0.01um。1992年7月，日本FANUC公司在慶祝該公司成立二十周年的新成果展示會上，展示了實現(xiàn)納米加工的整套技術，實現(xiàn)了0.001um脈沖的控制系統(tǒng)，能牘利執(zhí)行每個脈沖當量為0001um的伺服單元，伺服電機、氣浮絲杠、氣浮主軸等部件，能檢測納米級精度的高精度檢測反饋系統(tǒng)。據(jù)資料介紹，這是世界上第一個真正實現(xiàn)納米加工的成套技術。2、高速化?？焖傩谐桃褟?4mmin提高到240mmin(當設計單位為1um時)，加工中心的切削進給速度可達10mmin以上。數(shù)控系統(tǒng)已從16位微機發(fā)展到32位、64位機，或用40多個CPU 的結構。FANUC公司開發(fā)的15B數(shù)控系統(tǒng)就采用了64位微機的RI

16、SC技術(壓縮、優(yōu)化程序、消除跟蹤誤差)。 3、高可靠性。FANUC公司的計算機數(shù)控系統(tǒng)的平均無故障工作時 (MTBF)是0.01次月·臺，即實現(xiàn)了100個月里出現(xiàn)一次故障的高可靠性t從而使機器人也實現(xiàn)了0.013次月·臺的高可靠性(另一種說法是國外數(shù)控系統(tǒng)的MTBF在1萬小時以上)。 4、系統(tǒng)化。在新廠籌建和老廠擴建過程中，人們已注意到了耍在系統(tǒng)工程觀念指導下來添置數(shù)控機床、柔性加工單位及柔性制造系統(tǒng)、機器人等機電一體化產(chǎn)品。德國的維勒爾公司已經(jīng)給世界各國提供了上百條柔性制造系統(tǒng)。FANUC公司還在筑波科學城中按計算機集成制造系統(tǒng)(O1MS)的五層結構建成CIMS模式的工

17、廠。富士通公司建立了紹津CIMS工廠，富士電機也建立了吹上C1MS工廠德國的西門子公司建立了CIMS數(shù)控系統(tǒng)制造廠。 5、微型化。FANUC公司由于采用了64位傲處理囂、RISC技術、SMT技術(表面涂裝技術)，用液晶顯示器代替CRT及三維立體安裝等新技術已將16、18等新數(shù)控系統(tǒng)鰭小到原有數(shù)控系統(tǒng)的1/3。同時，已開始與其它公司，政府部門合作，開展了徽型機器人的研制工作。用于醫(yī)學頓域的傲型機器人要能進入人體，執(zhí)行打通血管阻塞的任務，還要在任務完成后自動退出人體。 6、智能化。視覺、觸覺、模糊邏輯控制等智能化工作仍在積極進行。如FANUC公司展示的7軸雙腕智能化機器人。日本在無人化工廠的研制上

18、長期保持l2個示范工廠的狀態(tài)現(xiàn)已打破，目前已有7個無人化工廠。FANUC公司在無人化工廠的研制上每年投入1億美元的研制費。 7、由傳統(tǒng)的萬能機床向機床功能專用化和產(chǎn)品多樣化發(fā)展。由于機床的萬能性和多功能性，造成機床結構復雜、制造周期長、成本也相應提高。用戶往往只需要都分功能，但付出的卻是多功能的代價，功能浪費了，根不經(jīng)濟?，F(xiàn)在機l床制造業(yè)從品種少、批量大的生產(chǎn)轉換為多品種、專業(yè)化和小批量生產(chǎn)。對每一種具體的機床產(chǎn)品來說，它的功能應該是有限的，適合用戶特定需要的，盡量步帶不必要的功能。 8、以模塊化設計實現(xiàn)產(chǎn)品多樣化，功能專用化，已成為當前機床發(fā)展的主流。這類機床是較為專用化的機床。這類機床在機

19、床鎊售額中所占的比重，過去510年為3%，現(xiàn)在已達到10%，再過5lO年，將達到50%以上。生產(chǎn)企業(yè)要為每個不同的用戶專門設計機床，而規(guī)格和功能完全相同的機床將缸來愈少。甚至于以后有可能不再出現(xiàn)。 9、發(fā)展經(jīng)濟型數(shù)控機床和加工中心也成為當前數(shù)控機床發(fā)展的一種趨勢。經(jīng)濟型(國外多稱為廉價型)數(shù)控機床，加工中心，是美國、日本等國的機床業(yè)作為一個參與市場競爭的新策略而再現(xiàn)的。10、“電子 機械”商品化。一般認為機電一律化商品，機械部分成本較高?，F(xiàn)在國際市場上機電一體化商品中的“電子”部分的比啻I不斷增加。FANUC公司正準備將成本中的電子都分增加到占60%，機械部分占40%，即形成以“電子”為主，以“機械”為輔的機電一體化商品。 三、結論 從以上內(nèi)容可以看出，中國自己的數(shù)控機床在不斷的發(fā)展之中。其速度突飛猛進，與國際先進水平之間的差距是有縮小的趨勢的。但國產(chǎn)數(shù)控機床依然存在許多的問題，例如，缺乏政府相關政策的引導，缺乏核心技術等。這使得民