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1、前言

進入21世紀，我國的經濟逐漸走進了全球經濟一體化的舞臺，進入了一個嶄新的時代。我國機床制造業社會工業化進程中大規模需要的發展機遇，同時也遭受到了來自國外制造業的強勢競爭壓力，加速技術的引進和自主研發是解決機床制造業快速騰飛的關鍵。隨著計算機技術和現代微電子技術的發展，數控機床的應用范圍還在不斷的擴大，因此，其發展前景十分廣闊。本文簡要分析了數控機床的現狀，并指出了未來的發展趨勢。

2、我國數控機床發展現狀

改革開放后，我國數控技術得到了發展機遇。在80年代初，我國先后從美國、德國等發達國家引進了一些數控系統和伺服技術，填補了我國在這方面的空白。然后陸續研發了那個時代的的數控系統，通過不斷的完善，這些系統的可靠性得到了用戶的肯定，總而結束了我國數控技術在這一階段的瓶頸，這個時期的數控機床技術我國還是主要以借鑒國外先進技術為主，對一些知識進行消化吸收。在90年代，我國的數控機床技術已經有了質的飛躍。在這個階段國家針對實際情況，先后安排了“柔性制造系統技術（FMS）開發研究”、“計算機集成制造系統（CIMS工程）的研究”等一系列重大的科研項目，大力推動我國數控技術的自主研發進程。這樣我國數控機床的數控系統和伺服驅動系統，也由進口發展到了自主研發的階段。目前我國已有數十家的研究所和企業可以從事各類數控系統的研發和生產。其中比較知名的有北京的KND系統、南京的華興系統、成都的廣泰系統等。

但是由于我國數控機床的技術水平和工業基礎的起步比較晚，在一些領域的研究還是很存在差距。導致在數控機床的性能和可靠性方面與發達國家相比還是存在著距離。目前在推動數控機床發展的工業化和產業化的過程中，我國的數控行業還存在著很多的問題。如：缺乏核心技術、技術創新能力不足、缺乏有效的管理機制、在與國際企業競爭時缺乏實力等問題。

3、數控機床未來的發展趨勢

3.1 高速化和高精度化

盡管很多年前就已經提出了數控機床的高速化和高精度發展的目標，但是在科學探索的路上是沒有盡頭的。而且目前對高精度、高速度的內涵和需求也在不斷的變化。保障工作的效率和產品的質量是數控機床一直的追求。更高的速度和更精準的加工技術可以提高產品的質量和生產效率，縮短生產周期和提高企業在市場上的競爭力。

3.2 智能化

21世紀的數控技術的主要發展方向將一定是智能化。目前，智能化的理念已經滲透到了數控機床的各個部分。如加工過程的對工藝的自調節控制，工藝參數自動檢測顯示。還為了提高驅動方便的各種人性化設計，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等。在故障診斷方面也擺脫了原始的人工檢修，已經有智能診斷、智能監控程序和感應裝置，方便系統在出現問題時及時進行反饋和維護，減少了查找故障的時間，為數控產業的規模化發展提供了機會。

3.3驅動并聯化

并聯運動機床克服了傳統機床串聯機構移動部件質量大、系統剛度低、刀具只能沿固定導軌進給、作業自由度偏低、設備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷，在機床主軸（一般為動平臺）與機座（一般為靜平臺）之間采用多桿并聯聯接機構驅動，通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺獲得相應自由度的運動，可實現多坐標聯動數控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復雜特種零件的加工，具有現代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優點。

3.4 網絡化

現在國外已經開始嘗試對數控機床聯網技術的研究和試驗。就是利用網絡技術將各個機床進行連接，可以實現機床的統一管理和在線監測功能，同時也方便對機床程序的修改。目前數控機床聯網要具備以下幾個方面的能力：一是可以將程序從監測室可靠的傳輸到每臺機床，然后對其運行情況實現實時監控；二是可以隨時采集到每臺機床的數據參數進行查看和備份；三是可以將不同機床間的程序進行相互交換，確保系統的穩定性；四是可以在線提取到每臺數控機床的刀具磨損情況和估計刀具的使用壽命，然后電腦實現和監控換刀程序的執行。

4、結語

目前，數控機床的發展日新月異，高速化、高精度化、智能化、并聯驅動化、網絡化、綠色化已成為數控機床發展的趨勢和方向。中國作為一個制造大國，數控產品的核心技術研發方面還是與國際同行存在著很多的不足。中國的數控產業在引進先進技術的同時應該重視對國內技術人才的培養，努力打造具有自主品牌的核心產品。力爭早日擺脫目前在高精端設備上依賴進口的局面，為把我國從一個制造大國發展成為一個研發大國而奮斗。

參考文獻

[1]秦宏偉.我國數控機床發展現狀及方向[M].機械制造與研究，2007.

[2]賈亞洲，楊兆軍.數控機床可靠性國內外現狀與技術發展策略[J].中國制造業信息化，2008，4.

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數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，它是傳統機械制造技術、計算機技術、現代控制技術、傳感檢測技術等于一體的現代制造業基礎技術，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。數控技術水平高低和裝備擁有量的多少是衡量一個國家工業現代化的重要標志。現對國內外數控機床產業現狀進行介紹，并對產業競爭力和戰略發展進行研究。

1 國外數控機床產業現狀及發展趨勢

從世界范圍來看，數控機床發展的強國首推德國和日本。德國的數控機床精度高，穩定性好，自動化程度高，出口遍及世界。而日本十分重視發展批量生產自動化，并大力發展中小批柔性生產自動化的數控機床。

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用。目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，主要體現幾個方面。

1.1 智能、高速、高精度化

隨科學技術的發展，計算機系統及其應用軟件的復雜化，使得機床系統及其硬件結構簡化，數控機床的智能化程度日趨提高。如果重復定位精度能達到0.005 mm，為高精度機床，在0.005 mm以下，是超高精度機床。高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造（CAM）系統的發展，精密度已達到微米級。

1.2 設計、制造綠色化

綠色設計是一種綜合考慮了產品設計、制造、使用和回收等整個生命周期的環境特性和資源效率的先進設計理論和方法。它在不犧牲產品功能、質量和成本的前提下，系統考慮產品開發、制造及其活動對環境的影響，從而使得產品在整個生命周期中對環境的負面影響最小，資源利用率最高。數控機床作為裝備制造業的核心，能否順應環保趨勢，加大綠色設計與制造的研制，將是影響經濟發展的重要要素之一。

1.3 復合化與系統化

根據數控機床具有數字化控制機床運動的這一特點，可實現工件一次裝夾，完成多種工序復合加工，從而大大提高生產效率和加工精度。產品開發周期的縮短，制造速度也得到相應提高。而且隨著產品對外觀曲線要求的提高，機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的復合化已是不可避免的發展趨勢。

2 國內數控機床產業現狀及發展趨勢

1958年我國研制出第一臺數控機床，隨后經歷五個發展階段，直至21世紀，數控機床發展速度遠高于機床工具工業平均發展速度，我國數控機床實現了超高速、飛速發展。

當今世界機床制造業的水平集中表現在數控機床的開發、生產能力上，數控機床已成為制造業的主流設備，一個國家所擁有的數控機床多少、水平高低已成為衡量一個國家綜合實力的重要標志。要實現我國從一個機床大國轉變為機床生產強國的目標，必須加快調整步伐，加大新產品開發力度，必須關注機床產業相關的新技術及發展趨勢。

隨著信息技術的日新月異，高新技術日趨成熟并廣泛應用到機床上，高速、高效、高精度、復合加工、環保是今后機床產品發展的主流。數控機床替代普通機床，機床技術的復合化、智能化生產的日趨成熟，極大提高生產效率和機床生產的自動化水平，縮短交貨周期，降低生產成本，并且能夠快速反應市場。例如：在產品復合技術方面，具有代表性的德國WFL公司研制的MILLTURNS系列車銑復合加工中心，該機床可完成車、銑、鉆、鏜、攻絲、滾齒、磨削等多道工序加工。德國TBT公司的MULTI.CRANK，最多有十個控制軸，可完成復雜曲軸類零件的復合加工。

3 我國數控機床產業的戰略選擇與實施

雖然目前市場對高檔和大型機床需求量很大，但是中小型和普通機床已出現庫存跡象。因此對于這兩種供需矛盾的突出問題，必須通過加快調整產品結構來解決。企業要針對市場需求和本企業特色、產品特色進行產品結構調整。逐步增加大型重型以及多軸控制，高柔性、高自動化程度機床制造能力和市場占有比重，同時不斷完善內部管理機制，培養人才，提高勞動生產率，重視產品質量和服務，在提高產品的穩定性和可靠性上下功夫；同時，完善管理機制，提高管理水平也是企業增強競爭力的必備條件。

目前國內排名在前列的主要機床制造企業均為國有企業，如沈陽機床集團，大連機床集團，北京第一機床等等。這些國有大型企業機床產量占據國內機床總產值的70%以上，處于絕對主導地位。并且這些企業占有國家更多的資源，容易得到國家扶植。在這些企業的國有企業股權結構中，國有股比重過高。股權過于集中，不利于股權分散和公司產權獨立化，不利于投資主體多元化和形成多元產權主體制衡機制。因此，合理配置股權，優化股權結構是完善國有企業治理結構的關鍵環節。

從2009年至今，中國機床產值已穩居世界第一，但其中經濟型數控機床占比相當大，高檔數控機床與國外仍有很大差距。因此，必須提高開發能力，發展高檔數控機床。而且我國重型機床行業雖然取得了可喜的成就，但是與工業發達國家相比，還存在不小差距。目前，國產重型機床與世界一流水平的差距主要是可靠性和制造工藝等方面，要加速縮小與國外的差距，不斷提高國產重型機床的水平，就要不斷提高自主創新能力，開發自己的核心技術。

目前，我國龍頭機床制造商已經形成了并正在擴大自己產業集群。如大連機床在大連高新區構建其產業集群等等，并積極引入國際高端機床零部件制造企業及機床配套供應企業，提高產品供應效率，與供應商共同合作增強企業研發能力，最終達到增強產業鏈條，提高綜合競爭實力的目的。

4 結論

數控機床作為實現機械制造自動化的關鍵，直接影響到一個國家的經濟發展和綜合國力，關系到一個國家的戰略地位。機床行業要進一步深化改革，適應市場需求，積極調整產業和產品結構，轉變經濟增長方式，加速數控機床產業化步伐，增強自主創新能力，加快高檔數控機床和大型重型機床及其功能部件的研發和市場開拓，從而提高市場競爭力，在國家的政策和措施的支持下，機床產業競爭力將會得到迅速的提升。

參考文獻

[1] 中國社會經濟調查研究中心.2008年數控機床行業分析報告[R].5-22.

[2] 曹偉.我國數控機床的發展現狀與對策[J].現代經濟信息，2008（4）.

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什么是數控技術？簡單一點來說就是通過數字來控制和操控某項指令的技術，簡稱數控，是指利用數字化的代碼構成的程序對控制對象的工作過程實現自動控制的一種方法。我們通常說的數控系統其實就是通過數字控制技術形成的自動控制這樣的系統為數控系統。所以現在我們可以知道了什么是數控機床，那么顧名思義他就是在機床上安裝了數控系統的設備，便于對機床的控制，我們把這樣的機床叫做數控機床。

職業高中《數控加工技術》課程教學內容是比較新的教學內容，其根據科學技術的發展變化和更新也是非常快的，但是我們在教學中學生學習的方式是根深蒂固的，傳統的學習方式也是一直影響著我們，教學方式和方法的創新，教學模式的構建都影響著教學效果，所以，我們在進行該課程教學之前一定要了解數控技術的優點和其發展進程，這樣有助于我們更好地完成教學內容和提升學生的學習水平。

一、當前數控機床技術具有的優點

1.靈活性比較強。對于CNC（數控機床技術）系統，因其具有較大的修改和變更空間，我們在改變控制能力的時候只需要調整控制程序即可，這樣就能夠達到我們想要的控制效果，因此我們說數控機床技術能夠靈活地完成我們的工作任務，其具有良好的靈活性。

2.準確性和可靠性高。我們把預定的程序一次性添加到我們的應用存儲器中，通過軟件的整合，同時又有硬件設備的強大功能性，我們就可以設定我們想要的工作結果，這里只要我們的程序指令沒有問題，我們的操作結果就是準確的和可靠的，從而避免出現故障和錯誤率。

3.易于實現多功能復雜程序控制。

4.具有自診斷功能。我們在輸入既定的程序以后，在設備工作的過程中，如果一旦出現錯誤指令，系統會自動提示和自我調整，從而起到自我診斷功能。

二、數控技工技術的發展

1952年美國帕森斯和麻省理工學院共同合作，研制出了第一臺三坐標直線插補連續控制的立式數控銑床。從此數控機床進行了前所未有的變革。

1.機床加工的尺度特征向極端方向發展

隨著科學技術的發展，微電子技術的進入，我們的數控技術的加工精密度也發生了前所有的變化，出現了更為高水平的重要指標。這種精度的體現已經從原來的尺度上來比較了，而是從形狀精度和表面的粗糙程度來比較的，這種體現更多的體現在微結構的加工技術方面。這樣我們就可以總結出這樣的結論，機床加工的精準度已經在二方面有了更大的變化：一方面，我們體現再物件的形狀尺度向精準方向發展；另一方面，是整體形狀向我們想要的大尺寸方向進攻，取得了良好的研究成果和應用價值。

當今的科技發展的速度是非常快的，我們工業生產在科技創新的帶動和驅動下，大量需要精準和帶有微結構的加工零件是必需在數控機床技術下才能夠完成的，因此新的加工要求就是精密機床設備的研發和應用。我們知道現在微結構零件在生活的各個方面應用的非常廣泛和有更高的利用價值。所以我們說微結構的出現將把數控機床技術引領到一個新的工業領域。與此同時，新的研發的光學技術的加入，使微加工技術更能夠準確無誤。比如納米壓印復制工藝技術就得到了非常好的發展應用。

2.機床設備向智能制造要求發展方向努力

科學技術的發展必然使技術更新達到日新月異，智能化技術的發展是一個較大的發展空間，這就要求機床的數控技術必須符合智能化制造技術的要求。目前從國際和國內的職能制造技術的發展情況來分析，其主要標準是要求必須具備各種配置的高可高性能，這是作為智能制造加工的最基本的組成部分，也就是說機床性能在更高環境的標準必須體現出其更大的要求標準。這樣才能完成更加精準的部件加工。以前的智能制造系統能夠工作72小時，隨著技術的變革，現在智能制造系統在連續工作的性能上能夠達到可以連續720小時運行，這種長時間的不間斷的工作大大提高了效率，因此，能夠長時間不間斷高可靠性運行的機床設備成為另外一個發展趨勢。隨著我們生活的需要和科技術的發展，數控技術的發展會越來越好，越來越先進，越來越能適應我們人類的生活需要，比如多功能復合化趨勢、可重構趨勢、低能耗環保趨勢等。

教育與科學技術的發展是分不開的，兩者是相輔相成的，教育能夠更好把先進的技術帶給學生們同時又能研發出需要的技術標準。我們在探討數控機床的技術革新問題上有了重大的突破，實現了數控技術的實踐應用性能，這一點十分重要。因此也會對數控技術的研發起到人才的推動作用，相信在今后的電子時代，數控技術會發揮它的重要價值和社會影響力。

參考文獻：

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從20世紀中葉數控技術出現以來，數控機床給機械制造業帶來了革命性的變化。數控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產管理的現代化以及經濟效益的提高。數控機床是一種高度機電一體化的產品，

適用于加工多品種小批量零件、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經濟和國防建設發展的重要裝備。

1.我國數控機床的現狀

我國數控技術的發展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數控技術，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數控技術和數控產業取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數控產業發展迅速，1998--2004年國產數控機床產量和消費量的年平均增長率分別為39.3% 34.9%。盡管如此，進口機床的發展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，但進出口逆差嚴重，國產機床市場占有率連年下降，1999年是33.6%，2003年僅占27.7%。1999年機床進口額為8.78億美元（7624臺），2003年達27.1億美元（23320臺），相當于同年國內數控機床產值的2.7倍。國內數控機床制造企業在中高檔與大型數控機床的研究開發方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數的功能部件均依賴進口。由此可以看出國產數控機床特別是中高檔數控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產數控機床的研究開發深度不夠、制造水平依然落后、服務意識與能力欠缺、數控系統生產應用推廣不力及數控人才缺乏等。

2.數控機床發展趨勢

2.1智能、高速、高精度化

新一代數控機床為提高生產效率，向超高速方向發展，采用新型功能部件（如電主軸、直線電機、LM直線滾動系統等）主軸轉速達15，000r/min以上。計算機技術及其軟件控制技術在機床產品技術中占的比重越來越大，計算機系統及其應用軟件的復雜化，帶來了機床系統及其硬件結構的簡化，數控機床的智能化度日趨提高。一臺機床的重復定位精度如果能達到0.005 mm（ISO 標準、統計法），就是一臺高精度機床，在0.005mm（ISO 標準、統計法）以下，就是超高精度機床。高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。隨著電腦輔助制造（CAM）系統的發展，精密度已達到微米級。

2.2 功能復合化

復合機床的含義是指在一臺機床上實現或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據其結構特點可分為工藝復合型和工序復合型兩類。工藝復合型機床如鏜銑鉆復合――加工中心、車銑復合――車削中心、銑鏜鉆車復合――復合加工中心等；工序復合型機床如多面多軸聯動加工的復合機床和雙主軸車削中心等。采用復合機床進行加工，減少了工件裝卸、更換和調整刀具的輔助時間以及中間過程中產生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產品制造周期，提高了生產效率和制造商的市場反應能力，相對于傳統的工序分散的生產方法具有明顯的優勢。加工過程的復合化也導致了機床向模塊化、多軸化發展。德國Index公司最新推出的車削加工中心是模塊化結構，該加工中心能夠完成車削、銑削、鉆削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序，可完成復雜零件的全部加工。隨著現代機械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯動數控機床越來越受到各大企業的歡迎。

2.3設計、制造綠色化

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隨著我國制造業的迅速發展，數控裝備被大量的使用，涉及數控機床、柔性制造系統（FMS）、計算機集成制造系統（CIMS）等一大批高科技的產品。數控裝備給企業提供了強大的加工手段和技術支持，提高了生產效率和加工精度。在使用數控設備的過程中，由于使用不恰當、維護不好而造成故障頻頻發生，且維修又不及時很容易造成設備停機，損失巨大。另一方面，大量企業對數控設備的維護和維修能力偏低，缺乏專業數控維修人員。因此，加強數控設備的維修和管理直接關系到發揮數控設備優勢，關系到企業的經濟效益。因此數控維修人員培養問題迫在眉睫，完備的數控維修人才培養模式應該具備有數控維修經驗的教師團隊，有配套的教材、教學方法、教學手段、考核方法和政策支持，有配套的數控維修實訓設備和校內外實訓基地。但是，目前用于數控維修人員學習、培訓的專業實訓設備不多。即使有，也價格也是非常昂貴的，而且也并不一定適合現階段各個企業和職業院校的需要。

2、數控維修實驗臺的基本組成

數控維修實驗臺是以數控機床為基礎，并能充分揭示數控機床各部分功能的實驗設備。

3、國內外現狀

現代企業隨著社會的發展，數控設備以及數控設備的工作狀態都直接關系到企業的進步和發展。由此數控設備的維護和修理工作就顯得尤為重要了。所以說在現代企業中不公需要會操作數控設備的高科技人員，同時維修數控設備的操作工作也是同樣需要。而傳統企業維修人員的培養模式都是師傅帶徒弟的模式，這樣都是遠遠不能滿足現代企業發展的需求的。為了適應企業需要，現在有很多職業院校，都開設〈數控機床維修〉這門課程，注入大量的師資力量，來培養專業人才。盡管目前各個學校級別上還存在一定的差距，但是要想培養出合格的數控設備操作和維修人員，必須理論結合實際。

通過對于市場的調查顯示，用于數據維修的國外系統的實驗臺比較少，這種國外系統價格較貴，并且這些系統也不符合我國現階段的發展要求；而國內有華中數控模擬實驗臺、廣數數控原理機、成都天川教學儀器、南京巨森自動化設備等實驗臺。據調查研究分析，證實這些實驗數控臺在用于培養維修人才時有以下缺點：

1）現有數控設備維修實驗臺， 價格卻比數控機床還要貴， 且故障模式相對固定，只適合簡單的出廠檢測，與真正意義的綜合維修測試水平還有比較大的差距。

2）沒有設備故障的講解和展示，一些常見的機械和電器故障發生的原因、位置、處理都沒有讓培訓人員了解透徹。

3）無總線配置故障診斷功能。

4）在計算機技術使用上存在不足，只起到簡單的輔助功能，未發揮計算機技術的優勢。

4、發展趨勢

隨著數控機床的高速發展，網絡化、智能化、綜合性等功能的不斷增強，這些都影響了數控維修技術的發展，受這些因素影響，數控機床故障診斷維修實驗臺走向網絡化、集成化就成為一種趨勢，且在不久的將來，數控機床故障維修實驗臺將會出現出以下特點：

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（1）高速化近年來，隨著我國機械制造業的飛速發展，需求也在不斷增強，而作為工業制造的必備的設備，我國機床行業每年以兩位數的速度增長，迎來快速發展時期，數控機床已成為我國機床消費的主流。不同行業對于數控機床有著不同的需求，航空領域需要的是高速、精密以及多軸聯動的產品；電力行業需要的是高剛性、大扭矩的數控產品；而汽車工業需要的是大量生產線的專用機床。（2）高精度化隨著國內制造業轉型升級步伐的加快，數控化加工是機械加工行業朝高質量，高精度，高成品率，高效率發展的趨勢。我國對高端精密加工設備的需求與日俱增，用戶對于高端機床產品的需求也越來越大。數控機床的高精度化發展，現在更專注于運動精度、熱變形以及對振動的監測和補償研究，以求能夠達到數控機床最佳精度狀態。總的來看，市場對機床工具產品的需求已經過渡到中高端領域，普通機床產品的市場空間將越來越小。（3）控制智能化當今的市場充分證明，現在數控機床的智能化已經成為市場的熱門需求和話題，智能化是機床行業發展趨勢，個性化定制、系統解決方案，以技術為依托為客戶提供智能輸送整體解決方案，正在逐步變成現實。數控技術的智能化主要包括加工過程自適應控制技術、加工參數的智能優化與選擇、智能故障自診斷與自修復技術、智能故障回放和故障仿真技術、智能化交流伺服驅動裝置、智能4M數控系統等。（4）極端化(大型化和微型化)隨著我國高精密產業的發展，數控機床越來越凸顯出其自身優勢，其能夠適應我國大型機械化發展趨勢，不僅可以滿足大型裝備的功能性要求，還滿足了其精度要求。目前，航空航天、半導體、光學部件、超精密軸承等零件加工，引入了超精密加工技術、納米級技術，該技術要求發展能適應微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，而數控機床與傳統機床球體磨床相比，增加了數控系統和相應的監控裝置等，應用了大量的電氣、液壓和機電裝置，使失效的概率大幅度降低。（5）網絡化數控機床主要著眼于以數字化和網絡化為支持的智能化生產，網絡化是其必然的發展趨勢。數控機床的網絡化發展，能夠實現數據參數的有效流通、共享，便于對數控機床的遠程監控。（6）加工過程綠色化環境問題是全球性問題，特別是對于我國來說，環境問題目前已經成為中國社會經濟發展面臨的嚴重挑戰之一，這一問題的日益突出和擴大，已經影響到區域的生態安全和可持續發展。數控機床的生產過程中需要大量資源，隨著人們環保意識的增強，資源和環境問題得到了廣泛的重視，近年來環保車床不斷涌現，環保節能已成為工程機械產品升級的基本特征，綠色制造代表了未來全球發展的方向，環保節能機床的加速發展會使企業在市場上保持競爭優勢和領先地位。

3本零件的設計分析

3.1加工難點及處理方案

分析圖紙可知，此零件表面由圓柱、順圓弧、逆圓弧、圓錐、槽、螺紋等組成，對平面度的要求很高，為提高零件的質量，需要根據零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求選擇合理的加工方案：（1）結合加工零件的形狀和材料等條件，選用CJK6032數控機床。（2）對圖樣上給定的幾個精度要求較高的尺寸，編程時采用中間值。（3）加工工序為：預備加工—車端面—粗車右端輪廓—精車右端輪廓—切槽—工件調頭—車端面—粗車左端輪廓—精車左端輪廓—切退刀槽—粗車螺紋—精車螺紋。

3.2零件設備的選擇

根據軸類零件的特點，既有切槽尺寸精度又有圓弧數值精度，該零件的加工對于技術要求更為嚴格，而普通車床加工設備很明顯不具備該優勢。而數控車床加工精度高，能做直線和圓弧插補，且剛性良好，能方便和精確地進行人工補償和自動補償，可以保障其加工的尺寸精度和表面質量。根據零件的工藝要求，可以選擇經濟型數控車床，本文選用CJK6032數控機床加工該零件。該機床采用的是步進電動機形式半閉環伺服系統，設置三爪自定心卡盤、普通尾座或數控液壓尾座，適合車削較長的軸類零件，且機構簡單，價格相對較低。

3.3刀具與切削用量的選擇

影響數控車床切削效率的因素有很多，主要有人為因素、環境因素及刀具和切削用量的選擇，這些都制約著數控車床的工作狀態，尤其是對于刀具的合理選擇，能夠加快數控車床的工作效率，保證零件加工質量。刀具的選擇標準是刀具復雜程度、制造和磨刀成本。相對于普通機床而言，數控加工對刀具在剛性、精度、耐用度上有著更為嚴格的要求，同時，還要求所選擇的道具尺寸穩定、便于安裝調試。工件材料的切削加工性能是很復雜的，強度、硬度、塑性、提供冷切削加工、機械性能都跟工件的材料有關。經過研究圖紙發現，該軸零件加工中，刀具與工件之間的切削力較大，所以選擇45鋼為該軸類零件的材料。

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二、我國數控系統產業市場的現狀

（一）數控系統產業的市場細分

我國數控系統分為三種型級，即經濟型、普及型和高級型。這是根據我國當前市場需求的實際情況，按技術應用不同領域和復雜程度進行的階段性標準來劃分的。

在經濟型數控系統中，國產經濟型數控系統由于適應我國用戶的實際使用水平和機床制造企業數控技術配套要求，得到了廣大用戶的認同，已形成了規模優勢，目前約占到我國整個數控系統市場的60%左右。

國產普及型數控系統市場占有率不斷提高，但外國品牌依然占領國內市場。進入20世紀90年代以來，我國逐步形成了以航天數控集團、機電集團、華中數控、藍天數控等以生產普及型數控系統為主的國有企業，以及北京-法那科、西門子數控（南京）有限公司等合資企業的基本力量。從技術水平上比較，國產普及型數控系統的功能、性能并不差，價格和服務方面還有較大優勢，可靠性與國外系統的差距也已顯著縮小，但依然是國產數控系統最難開拓的市場領域。

在高檔數控系統領域，國產數控系統與國外相比，確實還存在比較大的差距。雖然國產五軸聯動數控系統技術上已經取得了一定突破，但功能還不夠完善，在實際應用中驗證還不全面。國產高檔數控系統的差距，還表現在產品的系列化不全，如伺服電機、伺服驅動從小到大各種規格，國外都有，而我們的規格有限；在高速（快速進給速度40米/分以上）、高精（分辨率0.1微米以下）、多通道數控系統的功能、性能上，國產系統與國外系統有較大差距。我國進口的數控系統基本為德國西門子（SIMENS）和日本法那科（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%。在國內尚無自主知識產權高端數控系統替代的前提下，西門子和發那科擁有絕對的價格優勢。加上高性能數控系統具有超越經濟價值的戰略意義，發達國家對出口我國的數控系統始終有所限制，甚至像五軸聯動以上的高性能數控系統產品絕對禁止向我國出口。

（二）我國數控系統產業的發展目標

國家“十二五”期間的目標是：建立起比較完備的數控系統自主創新體系，具有自主設計、開發和成套生產能力，使我國高檔數控系統總體技術達到國際先進水平。創建國產自主品牌產品，普及型數控系統市場占有率達70%以上，具有較強的國際競爭能力；國產高檔系統市場占有率達到50%以上，主要品種基本實現自給，推動裝備制造業現代化。

結合我國數控系統市場與數控系統產業的發展目標，不難看出，經濟型數控系統市場已趨于飽和，且競爭相當激烈，由于技術水平相差不大，因此多為價格競爭。在普及型數控系統市場已逐步形成幾家大企業的壟斷現象，并且國外數控系統已在市場上占統治地位，很難進入。而在國內，高檔數控系統目前只占整個數控系統的約2%，市場前景相當廣闊，雖然目前大部分的高檔數控系統是國外產品，但依然有大片市場等待開發。競爭機會是平等的，并且有國家政策的支持與鼓勵，數控系統廠商只有抓住這一契機，才能不斷發展自己的技術，擴大市場，為國家高檔數控系統的發展做出貢獻。

三、高檔數控系統市場需求分析

（一）高檔數控系統的市場應用

高檔數控系統可以應用于數控機床的生產，也可以對原有的數控機床或非數控機床進行系統升級、改造。其具體的應用市場為機電行業，包括機械、電子、汽車、航空、航天、輕工、紡織、冶金、煤炭、郵電、船舶等。另外，航空航天、船舶制造、大型電站設備、石化和冶金設備、汽車制造等都是我國機床業的下游產業，都離不開高檔機床，為機床業的發展提供了廣闊的空間。

（二）數控機床市場的現狀

數控機床是利用硬件和軟件相結合，是以電子控制為主的機電一體化機床，充分利用了微電子、計算機技術等高端技術。我國數控機床生產廠共有100多家，其中能批量生產的企業有42家(國有企業30家，民營企業5家，合資、獨資企業7家)，平均年產量40-50臺，幾家重點企業年產量可達400-700臺。

1、國內市場需求。我國數控機床20世紀80年代以來有了迅速發展，平均年產量增長20%以上；數控機床市場消費量從1990年的2588臺增長至1996年的18000臺；目前已是世界數控機床第三進口大國。進入90年代以來，我國數控機床生產企業都經歷了結構調整、轉變機制的艱苦磨礪過程。由于市場結構的變化，使得1997年數控機床市場消費量下降到14329臺。同時由于進口減少，國產數控機床市場占有率上升到45.9%；正是由于結構的變化，才有可能形成產量下降、市場占有率提高的局面。近期，國家為擴大內需，通過加大技改投資和基礎設施建設投資的措施來拉動國內市場消費。在各個主要市場看，轎車、重型汽車等重要車型的銷售量從東向西逐步擴展，轎車個人購買已成為主流。這些行業的發展帶動了機床工具的需求。其次是軍工等需求穩步上升，在航空、兵器等領域，改造將繼續增加，設備需求將進一步深化和擴大。民營企業將進一步滲透到制造業和輕工業，其技術水平和加工能力的提高依賴于裝備的改善。處于“十一五”執行期的高峰，國家重點項目、重點工程、重點任務全面鋪開，市場需求呈現出較高的增長，進一步拉動企業的技術改造和設備更新。近年啟動和續建的重大工程有：三峽右岸的發電機組的制造，西氣東輸中段的全面開工及沿線各省、市的引進工程，南水北調工程，北京、上海、武漢、天津、重慶、長沙等大、中城市的地鐵、輕軌工程、大化肥、大空分、西電東送等工程都會對相關產業帶來市場的需求，而這些產業直接或間接都會使機床工具行業的市場增加份額和力度，為我國數控產業發展帶來新的市場機遇。

2、國際市場需求。從近幾年我國機床出口統計數據來看，數控機床的出口量和出口平均單價逐年上升，國際機床市場的消費主流是數控機床，目前世界數控機床消費趨勢已從初期以數控電加工機床、數控車床、數控銑床為主轉向以加工中心、專用數控機床、成套設備為主，這正是我國機床行業的弱項。“八五”期間，我國機床工具產品出口開始向全方位、多元化發展。近幾年機床出口多元化發展趨勢更加明顯，由于受東南亞金融危機的影響，1998年我國東南亞出口額大幅降低，但同時開始向南美、中東、荷蘭擴展，對英國、加拿大出口額也較1996年大幅度提高。美、歐、亞是目前我國機床產品出口的主要市場，占我國出口份額依次為1/4、1/5、1/6。在2005年的世界十大機床消費國（地區）中，只有我國臺灣和意大利的機床消費額是負增長和零增長，其余都是正增長。2005年我國的機床消費額高達109億美元，高出第2位的日本33.7億美元，連續四年名列世界首位。世界機床市場整體消費的增加同時預示了數控機床市場的市場容量不斷增加，為高檔數控系統提供了廣闊的市場投放空間。

四、市場規模預算

由于機床下游行業固定資產投資連續幾年快速增長，國內機電產品市場需求年均增長30％，根據數控機床市場的預計，未來5年我國數控機床需求的年均增速在30％以上。

雖然國內市場對數控機床的需求很大，但對高檔數控機床的生產和消費需求依然處于低水平，從2004年的數據看，高檔數控系統占整個數控系統的產量比例為1.5%，比2002年上升了1個百分點。

另外，由于技術等方面的原因，國產高檔數控系統的市場占有率非常小，2006年，國外公司在我國銷售高檔數控系統約占市場份額的99.5％。這就要求國產高檔數控系統廠商必須生產質量可靠，價格適中的高檔數控系統，才能與強勁的外國企業競爭.根據市場分析，可以做出未來五年我國高檔數控系統市場規模預測如表1所示。

五、結論與建議

隨著市場需求的不斷擴大，科學技術的迅猛發展，21世紀將成為我國發展數控系統產業的絕佳時期，提高我國數控系統的技術性和競爭力將大力推動我國制造業的發展，這將是政府與企業共同努力的結果。

在政府政策方面，應充分利用國防軍工行業與機床制造行業的合作平臺，率先在軍工行業推廣使用自主化的高檔數控系統。優先立項支持選用國產數控系統的首臺首套高端數控機床裝備的研制，并在項目中分配專門經費支持所配套的高檔數控系統的研發，推動自主研發的高檔數控系統的應用驗證和市場推廣。在使用財政性資金采購數控機床的項目中，標書中不要指定國外系統，給國產數控系統產品建立公平的市場競爭機制。在滿足同等的條件下，應優先選用國產數控系統產品。同時，支持數控系統廠、數控機床廠和職業院校建立“數控技術培訓與服務中心”，為數控機床生產者培訓操作使用、工藝編程、維護維修人員。另外，政府也可以在技術改革、稅收和金融政策等方面給予扶持，增強高檔數控系統企業綜合實力。

在企業自身方面，應加大在高檔數控系統、全數字交流伺服驅動等核心關鍵技術領域的研發，走產學研相結合的道路，集我國家的財力支持建立由研究機構、大學、系統廠組成的技術聯盟和研發平臺，共同開展數控系統共性與關鍵技術的研發，加速制訂下一代高檔數控系統標準體系結構的規范和協議及相關的技術標準，并在國產數控系統行業內推廣和共享，實現我國數控廠商的共同發展。

總之，國產高檔數控系統的發展關系到我國的產業安全和國防安全，加速產業化步伐，增強自主創新能力，加快高檔數控機床及其功能部件的研發和市場開拓，提高產品質量和服務質量，提高競爭力是我國高檔數控系統產品的努力方向，我們相信在國家的政策和措施的支持下，在全行業自身的不斷努力下，高檔數控系統一定會有更好的發展。

參考文獻：

1、孫斌,楊汝清.基于PC的數控系統的研究現狀和發展趨勢[J].機床與液壓,2001(4).

2、楊學桐.我國數控產業的現狀與發展舉措[J].機電產品開發與創新,2002(3).

篇8

1.1　數控機床的產生

隨著社會生產和科學技術的不斷進步，各類工業新產品層出不窮，機械制造業作為國民工業的基礎，其產品更是日趨精密復雜，特別是在航天、航海、軍事等領域，所需的機械零件精度要求更高、形狀也更為復雜、多品種，并且往往批量較小，加工這類產品需要經常改裝或調整設備，普通機床或專業化精度高的自動化機床顯然無法適應這些要求。同時隨著市場競爭的日益加劇，企業生產也迫切需要進一步提高其生產效率、提高產品質量及降低生產成本。一種新的生產設備――數控機床就誕生了。

1.2　數控機床的發展

1952年美國麻省理工學院成功地研制出一套三坐標聯動，利用脈沖乘法器原理的試驗性數控系統，并把它裝在一臺立式銑床上，當時用的電子元件是電子管，這就是第一代世界上的第一臺數控機床。

我國是從1958年開始研究數控技術，一直到60年代中期處于研制、開發時期，一些高等院校、科研院所研制出試驗樣機，開發也是從電子管開始的，1965年國內開始研制晶體管數控系統。從70年代開始，數控技術在車、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工等領域全面展開。數控加工中心在北京研制成功。在這一時期，數控線切割機床由于結構簡單、使用方便、價格低廉，在模具加工中得到了推廣。

到20世紀80年代，總體發展趨勢是：

數控系統的可靠性不斷提高；增強通信功能；采用新型的自動編程系統；驅動裝置向交流、數字化方向發展；為便于裁剪、擴展和功能升級，滿足不同類型數控機床的需求，提高系統的集成度、縮小體積，采用模塊化結構；廣泛采用32位CPU組成多微處理器系統；數控裝置由NC向CNC發展。總之，數控機床技術不斷發展，性能價格比也越來越高，可靠性越來越高，功能越來越完善，使用越來越方便。

1.3　數控機床的組成及工作原理

數控機床一般由機床本體、輔助裝置、伺服驅動系統、計算機數控裝置、控制介質等部分組成。

1.3.1　控制介質

要對數控機床進行控制，就必須在人與數控機床之間建立某種聯系，這種聯系的中間媒介物就是控制介質，又稱為信息載體。在使用數控機床之前，先要根據零件圖上規定的尺寸、形狀和技術條件，編出工件的加工程序，將加工工件時刀具相對于工件的位置和機床的全部動作順序，按照規定的格式和代碼記錄在信息載體上。需要在數控機床上加工該工件時，把信息即工件加工程序輸入計算機控制裝置。常用的控制介質有穿孔帶、穿孔卡、磁盤和磁帶等。

1.3.2　伺服驅動系統

為使工作臺按規定軌跡移動或精確定位，加工出符合圖樣要求的工件，把來自數控裝置的運動指令轉變成機床移動部件的運動，需要進行伺服驅動。

伺服系統由伺服控制電路、功率放大電路和伺服電機組成，常用的伺服電機有步進電機、直流伺服電機和交流伺服電機。伺服系統的性能是決定數控機床加工精度和生產效率的因素之一。

1.3.3　計算機數控裝置

數控裝置是數控機床的中樞。其作用是：從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數控加工程序，輸出幾種控制信息和指令，控制機床各部分的工作，經過數控裝置的邏輯電路或軟件進行編譯運算處理后，使其進行規定的有序運動。

1.3.4　輔助控制裝置

輔助控制裝置的作用是把計算機送來的輔助控制指令經機床接口電路轉換成強電信號，用來控制主軸電機的起動、停止，主軸轉速調整，冷卻及泵起停，轉位換刀，工件和機床部件的松開和夾緊，分度工作臺的轉位分度等開關輔助動作。當今數控機床已廣泛采用可編程控制器作為輔助控制裝置。

1.3.5　機床本體

數控機床是高精度和高生產率的自動化加工機床，它與傳統的普通機床似，但數控機床在整體布局、外觀造型、傳動機構及操作機構等方面都發生了很大的變化。數控機床應具有更好的抗振性和剛度，要求相對運動面的摩擦系數要小，進給傳動部分之間的間隙要小。所以其設計要求比通用機床更嚴格，加工制造要求精密，并采用加強剛性、減小熱變形、提高精度的設計措施。

1.4　數控機床的特點

數控機床有以下的特點：

1.4.1　適應性強，適合加工單件或小批量復雜工件

在數控機床上改變加工工件時，只需要重新編制新工件的加工程序，就能實現新工件加工。數控機床加工工件時，只需要簡單的夾具，所以改變加工工件后，也不需要制作特別的工裝夾具，更不需要重新調整機床。因此數控機床特別適合單件、小批量及試制新產品的工件加工。

1.4.2　加工精度高

數控機床的脈沖當量普遍可達0.001mm/脈沖，傳動系統和機床結構都具有很高的剛度和熱穩性，工件加工精度高，進給系統采用消除間隙措施，并對反向間隙與絲杠螺距誤差等由計算機實現自動補償，所以加工精度高。由于數控機床是自動進行加工的，所以同一批工件的尺寸一致性好，加工質量十分穩定。

1.4.3　生產率高

工件加工所需時間包括機動時間和輔助時間。數控機床能有效地減少這兩部分時間。

數控機床剛性好，快速移動和停止采用了加速、減速措施，因此既能提高空行程運動速度，又能保證定位精度，有效地降低了加工時間。

數控機床更換工件時，不需要調整機床，同一批工件加工質量穩定，無需停機檢驗，故輔助時間大大縮短，生產效率有了更明顯的提高。

1.4.4　減輕勞動強度、改善勞動條件

數控機床加工是自動進行的，工件加工過程不需要人的干預，加工完畢后自動停車，這就使工人的勞動條件大為改善。

1.4.5　良好的經濟效益

雖然數控機床很貴，分攤到每個工件上的設備費用較大，但是使用數控機床可節省許多其它費用。特別是不要設計專用工裝夾具，加工精度穩定，減少了調度環節等，所以總體成本下降，可獲得良好的經濟效益。

2　國產數控機床的發展現狀及發展趨勢

2.1　國產數控機床與國際先進水平差距逐漸減小

數控機床是當代機械制造業的主流裝備，國產數控機床的發展經歷了由成長期進入了成熟期，可提供市場各種數控機床，覆蓋超重型機床、高精度機床、特種加工機床、鍛壓設備、前沿高技術機床等領域，產品可與日、美、德、意等國齊駕齊驅。

2.2　國內數控機床的發展趨勢

2.2.1　智能、高速、高精度化

新一代數控機床為提高生產率，向超高速方向發展，精密度已達微米級。

2.2.2　設計、制造綠色化

在不犧牲產品功能、質量和成本的前提下，系統考慮產品開發、制造及其活動對環境的影響，對環境的負面影響最小，資源利用率最高。

2.2.3　復合化與系統化

由于產品開發周期越來越短，對制造速度的要求也相應提高，機床也朝高效能發展。

3　CNC裝置的工作原理

CNC裝置在其硬件環境支持下，按照系統監控軟件的控制邏輯，對輸入、譯碼、刀具補償、速度規劃、插補運算、位置控制、I／O接口處理、顯示和診斷等方面進行控制。

CNC裝置的主要工作包括以下內容：

3.1　輸入

輸入CNC裝置的有零件程序、控制參數和補償量等數據。

3.2　譯碼

在譯碼的過程中還完成對程序段的語法檢查。

3.3　插補

插補的任務是在一條給定起點和終點的曲線上進行“數據點的密化”。

3.4　進給速度處理

編程所給的刀具移動速度，是在各坐標的合成方向上的速度。

3.5　刀具補償

刀具補償包括刀具長度補償和刀具半徑補償。

3.6　位置控制

位置控制處在伺服回路的位置環上。

3.7　顯示

CNC裝置的顯示主要是為操作者提供方便。

3.8　I，O處理

主要處理CNC裝置面板開關信號、機床電氣信號的輸入、輸出和控制。

3.9　診斷

現代CNC裝置都具有聯機和脫機診斷的能力，對CNC裝置進行診斷、故障定位和修復。

4　結束語

為提高在市場的適應能力和競爭能力，現在各國制造業大都采用數控技術來提高制造能力和水平。另外世界各發達國家還將數控技術和裝備列為國家的戰略物資，所以用盡措施來發展自己的數控技術及產業。目前，當前研究的核心是數控系統功能軟件開發、開放式數控系統結構及配置。大力發展以數控技術為核心的先進制造技術，為我國數控技術和產業走向世界的前列，使我國經濟保持強勁的發展勢頭而共同努力奮斗！

參考文獻：

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1 MQK1800的技術參數

2 MQK1800的數控系統

改革開放以來，許多國際著名數控系統制造商，例日本法納克、德國西門子、，在中國建立生產、銷售機機構，占領了中國的大部分市場。近年來，也有不少自主研制的國產數控系統也取得了迅速發展，其功能，質量和可靠性不斷地完善，在國內機械行業享有一定的知名度，例如華中數控、KND數控、廣州數控等等，對于中國的數控機床市場來說，更高的性價比已成為市場的競爭焦點。因此MQK1800采用了國產的KND-1000T系統。在日常使用中基本可以與進口的系統媲美。

KND-1000T數控系統是一種通用的數控系統。具有同法納克相同功能的自發研制的系統，其零件加工的編程和機床的調試與法納克系統基本相同，系統的特點如下：（1）KND-1000T系統的操作屏幕分辨率高，640×480的彩色8.4寸液晶顯示器；（2）主板采用六度線路板，表貼元件，定制式FPGA集成度高，工藝結構合理，抗干擾能力強，可靠性高；（3）全中文操作界面，完整的幫助信息，操作方便；（4）采用電子盤技術，數據多個位置保存，出錯后可快速恢復；（5）超強的程度處理能力，達到10000條/18秒，可實現高速小線段加工；（6）具有絲桿螺距誤差補償功能；（7）海量程序存儲器。

3 MQK1800的工作過程及方式

機床工作過程如圖1所示。

砂輪電機及砂輪直接安裝在X向工作臺上，由X伺服電機帶動絲桿驅動砂輪在X向移動。

X伺服電機軸器絲桿絲杠螺母使工作臺移動。

由于Z向工作臺上安放了頭架（包括頭架電機），尾座和加工的工件，重達幾噸，要推動它需要用大功率伺服電機，這樣機床的占地面積就會很大。如果考慮采用變速器裝置，要損失一定的精度。為此我們考慮了采用類似靜壓導軌的方式，用油壓力將Z向拖板浮起，這樣與導軌間的摩擦力就小了，這樣推動Z向移動的伺服電機的驅動力可以大大減小。在磨削時，Z向軸是不移動的，一般來說要鎖住它，這時我們只要降下油壓，利用自重使拖板下沉，從而保證了Z向的穩定性。

Z軸伺服電機航軸器絲桿絲桿螺母使工作臺移動。

液壓系統實現的主要功能是：（1）當Z向工作臺移動和停止時，它分別供給油壓，使拖板上浮或下沉；（2）由液壓控制尾架頂尖前進或后退。這些動作在機床操作面板上有相應的按鈕。

在執行此程序前必須使機床返回原點，這樣機床有了基準點，而程序中加工的位置都以這個點為基準計算出來的。另外還需事先把球面的中心與砂輪中主對準，這就是我們所說的找中心，中心找到了才可以執行程序運行，零件加工。

通常是通過人工方式來確定中心位置，經過操作人員不斷地移動Z軸球面兩邊磨削，當判斷兩邊火花一致時，認為中心已對準，這樣不僅浪費了大量時間，當判斷產生誤差，會影響加工工件的質量。

KND-1000T系統具有宏程序編程，利用它可以很方便地找出工件球面的中心。具體方式，將砂輪移到夠磨削的位置后保持不動，之后只需將球面的左邊和右邊分別接近砂輪，產生火花時，記下它們三個位置值，輸入系統中變量表就可以了。

4 結束語

數控球磨機床MQK1800，采用KND-1000T系統，二年來使用中，工作狀況良好，性能穩定。如果要進一步提高機床工作效率和工件加工精度，還可以給機床安裝自動檢測裝置。

參考文獻

[1]王太勇，喬治鋒，等.高檔數控裝備的發展趨勢[J].中國機械工程，2011

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1.適用于柔性自動化生產的設備

包括數控機床、輔機、傳輸裝置、機器人、存儲裝置、柔性自動裝夾具、檢具、交換裝置及更換裝置、接口等。

2.自動化控制和管理技術

包括分布式數字控制技術、質量統計和管理信息集成技術、生產規則和動態調度控制技術、計算機技術、網絡技術、通訊技術、生產系統仿真技術等。

3.聯線技術

根據工藝設計，將各種設備聯線，形成一個自動化生產的有機整體，既具有一定范圍的適用性，又具有較好的可變性。包括FMC、FMS、FML、FA等。

二、選擇依據

柔性自動化生產技術的高效性、靈活性和縮短投產準備時間等特性使其成為實施靈捷制造、并行工程、精益生產和智能制造等先進制造系統的基礎。

柔性自動化生產技術起源于切削加工，至今已遍及到機械制造業的各個領域，包括：電火花加工、激光加工、板材剪切和折彎、沖壓加工、水噴射加工、焊接及自動化裝配等，甚至還應用到測量、熱處理和噴漆涂覆等領域。

柔性自動化生產技術是當前機械制造業適應市場動態需求及產品不斷迅速更新的主要手段，是先進制造技術的基礎技術。實踐證明，應用由不同柔性自動化水平構成的制造系統可提高生產率1-4倍，新產品試制周期和費用減少1/3-1/2。從而可縮短制造周期和交貨期，加快產品更新換代，大幅度降低成本，提高企業對市場變化的應變能力和競爭能力，給企業帶來明顯的經濟效益。

為了提高我國在國際市場上的競爭能力和振興機械制造業，采用先進制造技術勢在必行，但FMC、FMS、FML、FA……等是附加值高的高科技產品，依靠進口則費用高昂，而且制造系統包含著技術、管理和人文意識，故必須我國自行研制，才能結合國情，達到先進而適用，且能節約大量外匯，取得巨大的經濟效益。

三、現狀及國內外發展趨勢

美、日、德三國分別于68年、70年和71年開發了首套FMS。到90年代全世界擁有1200套左右FMS，其中日本擁有400套，美國150套，德國100套。自85年到90年FMS的年平均增長率為28.7%。而同期FMC的年平均增長率為72.8%，即FMC的增長率是FMS的2.54倍。

這是由于FMS是根據加工的零件族的工藝選用合適數控機床的品種和數量組成的制造系統，因而系統較復雜，雖然生產效率高，但投資較大，資金回收期長，也就承擔較大的風險。而FMC由于是采用模塊化設計，數控機床品種單一，系統結構比較穩定，可靠性高，且可根據需要擴展組成FMS，有更好的柔性，較少的投資，調整周期短，見較快，經濟效益高些，故自80年代中期以來FMC已成為柔性制造系統中主要發展的工程產品。

1990年全球FMS的銷售額超過了20億美元，FMC銷售額逾40億美元，兩者約占當年世界機床總銷售額的15%，約占數控機床銷售額的30%以上。包括各類數控機床在內的柔性制造機床和系統的產值約占90年世界機床總產值465億美元的55%，其中日本和聯邦德國分別高達75%和70%，并呈逐年增加的趨勢。因而適用于柔性自動化生產的機床和系統已成為機床工業的主導產品。

1958年清華大學與北京第一機床廠合作研制了我國第一臺數控銑床，雖與日本研制數控車床和數控銑床的時間接近，但由于數控系統和相關的電、液元件未得到相應的發展，所以并沒有能形成數控機床產業。直到“六五”期間由北京機床研究所引進日本FANUC數控和伺服系統技術，并經“七五”、“八五”在引進數控技術的基礎上消化吸收，才從80年代起逐步形成了我國完整的數控機床產業；同時開發了在CNC單機基礎上配置工件自動輸送和托盤交換裝置的FMC，自主研制了以國產設備為主組成的箱體加工FMS和板材沖壓成型FMS等，并為國內汽車行業和摩托車行業研制了柔性自動化生產線，發展了基于DNC的獨立制造島和車間集成信息管理系統等。

但總體而言，無論在柔性自動化生產設備的應用廣泛性方面，還是滿足國內市場需要方面，與工業發達國家相比有明顯不足，至于作為工程系統的FMC、FMS和FML等更還處于初步發展階段。國內機械制造業使用的為數不多的FMC、FMS和FML也大多自國外引進。

從目前來看，國外柔性自動化生產技術總的發展趨勢可歸為3F和3S。

所謂3F為：柔性化（Flexibility）、聯盟化(Federalization)、新穎化(Fashion)。

所謂3S為：系統化（System）、軟件化（Software）、特效化（Speciality）。

具體來說，大致有下列四個方面：

1)創制新一代數控機床，根據應用場合，既有適合自動化的簡約型高速數控機床，又有用于模具加工的超高速精密加工中心，復雜零件加工的多功能復合機床以及新穎的并聯機構機床（虛擬軸機床）等。

2)發展適用于大批量、短節拍的由數控機床組成的自動生產線，達到具有年產量超過30萬件、多品種分批生產的經濟性。

3)進一步提高制造系統的生產規劃和控制軟件的面向對象的特性，以增強其柔性和信息集成性，適應構建CIMS等更高層次柔性自動化生產系統的需要。

4)研制靈捷制造單元，使其具有高度的自律性和良好的重組性，成為分布式網絡集成的智能體，作為實現動態聯盟企業實施異地遠程協調制造的基礎。

國內柔性自動化生產技術的發展總趨勢仍是遵循著3F和3S的方向，但又有其特點：

1)發展適用、可靠和有價格競爭力的數控機床，開發市場急需的高效、精密和缺門產品，不斷地提高其功能、性能，更好地適應柔性自動化生產的需求。

篇11

一、國際機床行業的發展規律和現狀

1、機床工業的生產狀況

全球28個主要機床生產國家和地區2012年產值為932億美元，中國約占30%，位居第一位。機床生產前8位國家和地區依次是中國、日本、德國、意大利、瑞士、美國、韓國和中國臺灣。進入世界機床產值最大20家企業中，日本和德國最多，分別達6家，中國、美國和韓國排在其后，分別有2家，瑞士1家排在第6位。美、德 、日仍然是美、歐、亞三洲機床生產強國。

2、全球機床行業的消費情況

中、德、日、美、意是世界機床重點消費大國，占全球消費總量的73%。2013年中國機床消費381億美元，漲幅近12%，占全球消費量的30%，仍然居世界第一，其中中國金屬加工機床消費則占據全球市場的45%。美國、德國、日本機床消費增長已成定勢，而且以中高檔數控機床為消費主流。以歐元計算，各地區占比基本未變，亞洲占全球機床產值的57.7%，歐洲占比為34.7%，美洲占比為7.6%。其中2012年前十位機床消費國占全球市場80%。

3、全球機床行業的特點和分布格局

歐美機床企業集團化趨勢加強，控制著機床行業高端技術。美國企業重點發展高精尖機床技術，生產飛機、宇航、汽車工業所需高精度、高效、高自動化、高性能機床。德國企業對加工工藝研究投資不遺余力，尤以重型機床、大型精密機床著稱，精度及使用壽命最好。瑞士機床企業以中小精密機床技術著稱于世，擅長將現代電子技術應用于機床系統。意大利機床企業擅長生產單臺定制，個性化顯著的機床，機床的柔性化程度高。韓國、日本、臺灣擅長生產經濟實用性較強的中高檔機床，其中日本企業對機床壽命設計有特別的獨到技術。

4、機床行業在全球進行技術轉移

產業轉移的重要理論依據是比較優勢，由于各個國家的勞動力成本、產業配套、法律法規、教育體系等各個方面的不同，同樣的產品在各個國家中成本有明顯差異，而發展中國家在制造業和一些低端產品具有明顯優勢，成為產業轉移的理想目的地。發達國家將傳統成熟產業有計劃、有步驟地向發展中國家轉移。造船行業、港口機械、工程機械等勞動密集型產業由于技術含量較低、運輸成本高、環保壓力大等因素成為發達國家的主要轉移領域。中國機床行業由于中國的第一消費大國地位和生產成本、人員工資、工業配套等因素成為機床產業轉移的第一大國。高端制造主要集中在發達國家，高端裝備制造不但體現在技術檔次高、系統復雜成套、大型重型化、高速精密等科技水平和技術參數，更體現在售后服務復雜和更新換代快。總體表現為：投入巨大、成套復雜，規模龐大、研發周期長等方面。所以國內在重型設備等方面進步明顯，比如港口機械、船舶、發電設備等，而精密機械等方面突破較慢。

二、我國機床行業的現狀和發展趨勢

在國家經濟增長的拉動和國內市場國際化促動下，中國機床行業從2002年（入關后）起，機床消費總量呈加速增長趨勢，“十五”以來，我國市場機床消費總額、進口額已連續居世界第一，數控機床更是以兩位數以上的增長速度快速發展，成為排名第一的機床消費大國。2012年機床全行業總產值為8000億元。預計2015年年消費額將近8500億元左右。國內機床消費市場競爭國際化，世界機床制造基地移地中國化成為大趨勢，國家建立裝備制造業基地如上海、沈陽、大連、浙江等。目前我國機床行業產品覆蓋國民經濟的各個領域，滿足各個行業的基本需求，在我國經濟發展中需要的裝備制造業機床，我國均能自行生產，基本沒有空白。

1、我國機床工業的歷史發展規律

中國機床消費總量呈加速增長趨勢，消費的增長導致了進口的快速增長，消費增長主要是受到固定資產投資增長、產業升級和跨國公司加大對中國投資建廠和合資生產的影響。這也是我國裝備制造業的產業升級的路線圖和升級進化過程，作為制造業核心的機床也經歷了同樣的發展歷程，隨著經濟和科技的發展，機床行業形成了低端到高端的歷史發展進程。

2、我國機床產業的技術現狀及存在問題

國內機床行業面臨的產品結構不合理問題突出。首先是粗加工機床占總產量的40%以上，機床產值數控化率低（32.7%），其次，數控機床低檔產品所占比例高（75%），數控化水平與國際差距較大。國產數控機床高、中、低檔比例為3：22：75。國產經濟型數控機床基本滿足了國內需求，中檔數控機床具備了一定的生產能力，小批量的國產高端數控機床已投入使用。

國內機床行業存在的問題是：機床精度普遍較低，缺少剛度實驗，很少采用軟件補償、溫度變形補償、高速主軸系統動平衡技術等保證定位精度，僅有少數幾種產品可達歐洲標準定位精度；基礎材料性能弱，很少普及高強度密烘鑄鐵（樹脂砂技術），無重大新材料開發；機床結構開發性能差，高速機床需要強化結構剛性，減輕移動件重量，機床整體結構突破傳統結構的能力差；技術差距大，國外普及的遠程服務技術、交鑰匙工程、高速機床硬切削、干切削及其機理研究空白，基本無切削軟件包供應；關鍵配套件性能不足，電主軸、高速滾珠絲杠副、直線電機、高速高精度數控系統，高精度位置檢測系統等普遍處于低水平狀態。

3、機床行業的市場分析

（1） 普通制造業。普通機械加工業中五金、電力設備、模具加工、礦山機械、冶金設備、建材設備、石油化工設備是帶動機床消費增長的主要因素。

（2）汽車行業。汽車工業對機床裝備的需求具有多層次、寬領域、快節奏、高質量、數量大的特點，柔性加工生產線、各種數控專用機床將是日后國內機床工業向汽車工業領域滲透的重點。中國汽車零部件配套行業的實力與主機廠的需求差距還相當大，汽車配套企業必須擴充、提高裝備能力，才能謀求其未來的生存發展。

（3）航空、航天、船舶、軍工行業。航空、航天、船舶、軍工產業是高端機床市場需求的大戶。隨著國家綜合國力的增強和國防現代化的升級，國家將會加大對國防裝備的投入（預計由目前占國內生產總值的2.5%提高到2025年的5%）。

（4）電子信息產業。電子信息產業是精密機床的主要市場。電子信息技術水平是國家現代化程度的重要標志。我國電子信息行業近幾年固定資產投資規模以年均16%速度增長。

4、數控機床是機床發展的主流

國內數控機床可供品種超過1500余種，特別是五軸（及以上）聯動數控機床已經成功開發，包括最關鍵的萬能自動鏜銑頭在內，只是精度、性能與國際水平還有差距。技術差距主要體現在整體加工精度、高速運行穩定性、持續無故障運行時間、后勤遠程維護等與國外產品有較大差距。核心部件數控化率不高，自動化程度低。數控機床的性能主要由關鍵功能件所決定，數控機床價值的60%由關鍵功能件所決定，國內數控機床功能件產業規模小，集中度小，產品性能水平與國外差距較大。國內數控機床產品剛開始產業化、水平質量一般。高檔次的系統全都是進口，中高檔機床用的數控系統、滾珠絲杠、高速電主軸、刀庫機械手、全功能數控刀架、數控回轉工作臺和高速防護裝置等，很多是以進口為主。

三、機床行業發展的驅動因素

1、國家的產業政策支持

機床工業是裝備制造業的基礎和核心，2010年10月，國務院出臺的《加快培育和發展戰略性新興產業的決定》也明確指出，要積極發展以數字化、柔性化及系統集成技術為核心的智能制造裝備，其中高檔數控機床成為了發展的重中之重。在“十二五”規劃中，明確提出要重點發展四大主機（金屬切削機床、金屬成型機床、鑄造機械、木工機床）。高端裝備制造業升級換代，和工業化、重工化的歷史發展機遇將在很大程度上推動機床行業快速增長。到2020年，航空航天、船舶、汽車、發電設備制造等相關行業所需要的高檔數控機床的大部分供應將立足國內，未來我國機床行業發展空間十分廣闊。

2、隨著裝備制造業和工業化、信息化的興起，機床行業發展后勁十足，前景廣闊

經過多年的積累和技術進步，我國工業特備是裝備制造業獲得快速發展，中國目前已經成為世界主要的機械裝備生產國和消費國家，技術含量和工藝水平大大提高，產品質量僅次于美國、日本和德國，領先于意大利和英國。我國裝備制造業的快速發展和國家崛起，必然導致基礎工業機床行業的快速發展。

3、機床行業高速發展具有一定穩定性

隨著高速、高效、高精度機床的技術成熟和大批量生產，歐美、日本、韓國等發達國家和地區機床更新換代加速，中國經濟的持續高速發展和世界制造業向中國的轉移，未來國內產品方向重點是高度數控化、高效、精密、大型化、功能復合化。預計十二五期間，國內數控機床增長率保持在30%以上，國內市場占有率達到70%以上。中高檔數控機床將成為市場消費的主流。機床行業的重點用戶分布在電力工業、航空、航天工業、造船工業、鐵路機車工業、國防工業、機械工業和汽車工業七大行業領域，隨著中高檔數控產量提高，該行業收益水平將進一步提高。同時隨著機床行業體制改革和國家政策支持力度加大，行業贏利水平必將大幅度提高。同相關行業比較，機床行業的毛利率較高，尤其高于普通機械加工行業水平。隨著機床產品數控化率的提高，該行業收益水平將進一步提高，機床用戶分布廣泛，各個國家工業發展的差異化、各個行業發展的差異性、機床產品的差異性和技術更新的快速性，使得機床行業的發展保持較高的穩定性。中國機床不會出現明顯的行業跟隨周期。目前約有30%機床提供給汽車、工程機械等相關行業，20%供給軍工、輪船、IT等行業，50%供給通用機械加工行業。機床用戶分布廣泛，各個行業發展的差異性和不均衡性將使得中國機床行業發展保持較高的穩定性。

4、大規模的基本建設是機床工業高速發展的保證

中國大規模的港口建設，特別是集裝箱港口建設推動中國的集裝箱、集裝箱起重機行業快速崛起，并一舉奠定了全球行業的主導地位。目前國內集裝箱港口吞吐量躍居全球首位。在十二五期間，中國國內投資仍然非常旺盛，主要包括：高速公路、高速鐵路、城市軌道交通、機場、港口、場館、住宅建設仍將是全球最活躍的區域，工程項目難度大，相應的消耗施工機械強度將保持穩定。超高壓輸變電項目、鐵路提速、國油國運、航空航天領域國家采購等使得國內需求仍構成了全球需求中舉足輕重的部分。固定資產投資和汽車、航空航天、模具等工業的發展是刺激機床行業起飛的主要因素。我國固定資產每投入100億元，將會帶動0.8―1.1億元的機床市場消費額，轎車產量每增減1%，數控機床消費量就變動0.54%。發電設備、船舶、冶金等大型和重型工業也是機床的主要消費者。

【參考文獻】

[1] 中國機床商務網[OL].2010-2013.http：//.

[2] 中國統計年鑒網[OB/OL].2010-2013.

篇12

隨著時代的發展，制造業已經轉變了傳統的制造模式，投入巨資研發先進的制造技術，數控技術就是其中之一。目前，數控技術的應用已經越來越廣泛，在不斷應用的過程中也順應時代的發展發生了相應的變革，向著更高端的技術水平邁進。

1 數控技術的發展歷程與重要性

數控技術的歷史是從1952年開始的，美國研制出了第一臺試驗性的數控系統，標志著數控技術的產生。數控系統從產生到現在經歷了四個主要的發展階段，分別是研究開發階段、推廣應用階段、系統化階段、高性能集成化階段。經過這四個階段的發展，數控技術逐漸走向成熟，并向新的發展階段邁進。

數控技術的廣泛使用為制造業提供了全新的生產制造模式，數控技術是利用數字信息對機械和工作的活動進行控制的一項技術[1]。現代的數控技術包括傳統的機械制造、計算機和網絡通信等技術，具有高效率、高精度和柔性自動化等顯著特點。數控技術是國家工業現代化的關鍵技術，與國家的戰略地位緊密相連，體現一個國家的綜合國力，所以數控技術往往成為衡量一個國家工業現代化程度的標志。

2 我國數控技術的發展現狀

數控技術在我國發展的時間較短，從上個世紀五十年代末開始發展至今，基本掌握了現代化的數控技術，建立了一批具有我國自身特色的數控研發和生產的基地，培育了大批專業的數控人才，數控技術產業初具規模。特別是近幾年，我國加大了對數控技術的研發力度，在諸多方面取得突破性進展，如可以供應集成化和網絡化的制造裝備；五軸聯動技術逐步成熟；進入了世界高速、高精度、精密數控機床的生產國的行列等等，并且擁有自主知識產權[2]。

雖然我國數控技術發展較快，在一些先進領域取得了長足的進步，但同時我們也應該看到，我國的數控技術水平與國際先進水平相比還存在一定的差距，在發展中還存在著一定的問題。首先，我國數控技術的基礎薄弱，對于許多先進的數控信息化技術主要依賴于對國外技術的引進，自主研發和創新能力較弱，缺乏生產高精度、高效率的數控機床的能力，大多采取進口，信息化的應用程度和水平偏低；其次是數控產品的穩定性和可靠性較低，還不是很成熟，與國外的數控系統的平均無故障時間相比相差很遠；最后，國內的數控技術缺乏創新能力，雖然擁有眾多的數控機床的生產企業，但許多企業的規模有限，信息化技術的應用程度低，缺乏技術創新的能力，生產出來的產品缺乏市場競爭力。

3 數控技術未來的發展趨勢

3.1 功能方面的發展趨勢

界面圖形化功能。用戶界面的圖形化是未來數控技術的發展趨勢，用戶界面是使用者與數控系統之間的連接紐帶，因此用戶界面的開發工作十分重要。根據用戶對界面的不同需求，可以將用戶界面圖形化，這樣便于用戶的操作，使用戶界面清晰明了。

科學計算可視化功能。可視化技術可以將數據的處理和解釋變得更加有效率，利用圖形、動畫等多樣化的可視手段進行信息交流，使其不再局限在文字的抽象表達之上[3]。科學計算的可視化可以減少產品設計時間、降低生產成本、提高產品的質量。

多媒體技術功能。多媒體技術可以使計算機綜合處理各類文字、聲音、視頻等信息，在數控技術之中應用多媒體技術，可以使信息的處理更加全面和智能，可以實時監控生產過程，促進數控技術水平的提高。

3.2 結構體系方面的發展趨勢

數控機床的種類繁多但批量很小，為了適應其這一特點，在數控技術的結構體系方面的發展趨勢是機床結構的模塊化、數控功能的專門化。這樣更有利于數控技術的生產和加工，形成不同層次的數控系統。

未來數控技術的發展趨勢是智能化。隨著科技的發展，數控技術智能化是大勢所趨，并且可以存在于數控系統的各個部分。數控系統中可以應用自適應的控制系統，系統自動檢測和調整相關的數據，使系統保持最佳的運行狀態[4]。還可以建立人工智能的系統進行數控加工，采用加工規律形成人工智能系統控制生產加工；也可以開發智能的故障診斷和監控系統，更加快速、有效的對故障進行監控、診斷及維修。

網絡化和集成化的結構發展趨勢。為了適應市場對于產品的動態需求，數控技術的網絡化和集成化是其主要手段，一方面要將數控技術從點和線的狀態向面和體的狀態轉變，同時也要重視數控技術的實用性以及經濟性。

3.3 產品性能方面的發展趨勢

未來數控技術的發展趨勢必定追求產品的高性能，數控機床要具有高速、高效的性能，縮短切割時間，提高生產效率。數控技術要具有高精度，從高精密加工的狀態過渡到超精密加工的狀態，提高產品的精密度，完善數控的加工工藝。由于數控機床要在相對復雜的環境中完成工作，所以要求數控產品具有較高的穩定性和可靠性，性能要比一般的產品水平高，并且具有預警和保護措施。

4 結語

數控技術對制造業的發展具有重要的作用，是制造技術的關鍵，同時也是工業實現現代化的技術基礎。我國數控技術現在的發展還相對比較落后，要結合我國自身的實際，加大對數控技術的研發和投入，提高自主研發和創新能力，沿著數控技術未來的發展方向大踏步的邁進。

參考文獻

[1]吳義榮，林雨.我國數控技術與產業的現狀、發展趨勢及對策[J].鍛壓裝備與制造技術，2005（2）：22-25.

篇13

我國的數控機床產業主要通過設備和技術的引進發展起來的。從20世紀80年代開始，從發達國家引進了一些數控系統和伺服技術，結束了我國數控機床發展長期徘徊不前的局面。2007年，國內企業終于占有了國內機床市場的半壁江山。2009年，國產機床市場繼續占有率顯著提升，國產金屬加工機床產值市場占有率由上年的61％提高到70％，其中國產數控機床由51.6％提高到62％。

近年來，我國機床行業保持高速增長，增速超過美國、日本。2009年，當世界主要機床生產國和地區產值均大幅下降，而我國產值逆勢增長。在拉動內需政策帶動下，金屬加工機床總產值同比上升了7.6％，以153億美元的產值超越了日本和德國，躍居世界第一，2009年世界機床總消費512.1億美元，其中，我國消費機床197.86億美元，占當年世界機床產值的35.7％。同時，我國人均機床消費排位，首次超過了美國和西班牙。

中高端機床，還要進口

目前，在中高端數控機床領域，尤其是高端數控機床領域，國產機床市場占有率還是偏低。我國高端機床的市場需求很大，機床進口單價總體保持增長趨勢。不僅在數控機床及加工中心等中高端大型機床上需要依賴進口，而且國內機床行業的數控系統和機床關鍵零部件也有不少仍然依靠進口，加大了貿易逆差。而出口產品以中低檔機床為主，產品附加值低。

與發達國家相比，國產中高端機床仍然落后，在加工精度、穩定性、無故障時間上與國外產品有較大差距，而且數控化率偏低。我國企業在中高端數控機床領域的專利水平是非常有限。據統計，我國數控機床領域中70％以上的專利屬于國外機床企業。而發達國家嚴格限制出口數控機床技術，因此在數控機床領域，我國很難引進國外核心技術和關鍵部件。

盡管我國企業雖然加大了科研投入的資本投入力度，但企業對數控機床領域的技術控制力仍很薄弱。這導致在中高檔機床領域，尤其是在高端數控機床領域，國產機床市場占有率偏低。盡管內資企業專利、技術實力以及自有品牌占有率近年來均有所提高，但與發達國家相比仍存在很大差距，我國不得不在中高端數控機床產品方面依賴進口。

差距仍較明顯

目前，我國數控機床行業發展的最大瓶頸是技術能力低下，對國外尖端技術的依存度很高。國內數控機床企業生產的中、高端數控機床，更多處于組裝和制造環節，普遍未掌握核心技術。

據統計，數控機床的核心技術――數控系統由顯示器、控制器伺服、伺服電機和各種開關、傳感器構成，中國有90％需要從國外進口。目前70％的數控專利仍為國外企業所把持。我國在數控機床研發基礎薄弱，投入力度不夠，導致國產數控系統在性能與功能上與國外的差距較大。

例如，在高端數控機床領域，由于在高速高效性、精度等問題未能解決，國產機床在高端數控機床領域的市場份額不高。如國外滾珠絲杠副驅動的高速加工中心快速進給速度大多在40m／min以上，最高已達到90m／min，直線電機驅動的加工中心最高達到120m／min；而國內加工中心快速進給大多在30m／min左右，直線電機驅動的加工中心也僅試制出樣品。

德國13％的機床都是作為生產設備出售給全世界其他國家的機床生產企業。顯示德國機床全球領先的技術優勢。德國機床企業將年銷售額的6％用于研發，大部分企業可自主開發和生產數控機床，在數控機床主機以及功能部件開發方面位于世界前列。目前，數控機床占德產值近80％，占出口額3／4以上。機床制造業占德工業產值比例雖然不足1％，但已經成為德國制造業長盛不衰、競爭力突出的重要保障。

大勢所趨

目前，世界機床生產國集中度偏高。進入世界機床產值最大的20家企業中，日本有6家為最多，其次為德國有5家，就集中度而言，日本、德國、美國入圍企業的合計產值均已占其本國產值的48％以上，而中國的2家入圍企業僅占全國產值的22.2％。為最低。

與發達國家相比，我國機床業的產業集中度較低。中國機床亟待產業升級和自主創新。隨著全球數控機床向大型化、精密化方向發展，對資本投入、研發投入的要求將不斷加大。在此背景下，國外機床企業紛紛進行重組和整合，提升行業集中度。

在我國，中小機床企業在技術上和市場銷售上將難以與大企業相競爭，將面臨被淘汰的境地；而以沈陽機床、大連機床、秦川集團為代表的行業龍頭，自身競爭力不斷提高，在政府的支持下，將加快并購整合的步伐。例如，大連機床實現整合，成立了大連機床集團并且兼并了英格索爾生產系統公司等國外企業，銷售額位居世界機床行業第九；沈陽機床通過改制整合，市場占有率明顯提高，銷售額位居世界機床行業第七；北京第一機床廠并購了德國科寶公司，技術水平大幅提升。

我國企業已從單純的“技術引進”轉變為“技術引進與自主研發”相結合的模式。例如，沈陽機床把研發的“觸角”擴展到德國、意大利，其在世界機床的排位也由名不見經傳躍升到了2009年的第7位。目前，沈陽機床的研發費用約占其銷售額的4％左右。

在未來，我國還應繼續扶植較大型企業，形成幾家有國際競爭力的大型機床企業，加快促進我國數控機床產業的發展。而這幾年興起的民營企業，在市場競爭大潮中還將經歷考驗，集中度增大是個趨勢。他們要生存，也要搞“專、精、特”上下功夫。

如何更好地走出去

如何提升我國數控機床產業競爭力呢?我們對此提出如下建議：

關注國家投資重點，加快產業結構調整

金融危機爆發以來，國際機床市場不斷下滑，但全行業中高檔數控機床以及大型數控機床的產值比例穩步上升，這反映了市場需求結構正在發生重大變化。即：中高檔數控機床的比例會大幅增加，經濟型數控機床的比例不會有太大變化，而非數控的普通機床需求將會大幅度減少。

目前，國家對航空、汽車、鐵路、綠色能源、船舶、電子信息等行業的巨大的投

資拉動了市場需求結構向高端發展。國家著眼于結構調整這一長遠發展目標。我國在很多關鍵領域還受到國外的技術封鎖，有的甚至對我國禁售。因此結構調整必將以自主創新為基礎。這將給機床工具行業帶來產業升級和結構調整的機遇。

數控機床企業應關注重點投資領域，深入了解用戶工藝，加大研發適用產品的力度。盡快淘汰落后產品和產能。避免惡性競爭。應大膽嘗試向“專、精、特”產品轉移。一些企業開發出高速鐵路軌道板磨床就是向“專機”發展的成功例子。這種需要我們填補空白的領域還有很多。

提高數控機床產業的自主創新能力

快速提高我國數控機床企業的自主開發能力，加快引進吸收，形成緊密的產學研相結合體系成為當務之急。

為此，要積極支持建立國家數控機床工程研究中心，完善企業技術開發體系，利用國家科技經費，支持提升行業技術水平和產業化水平的機床功能部件及數控系統，抓緊實施數控產業關鍵技術及基礎共性技術的研究開發項目，支持機床行業和骨干企業提高技術創新能力，促進數控新產品的開發；要大力提升企業制造的專業化水平，增強行業配套能力，鼓勵采取產學研相結合等多種形式，依托重點工程，多方面籌集研發資金，發展具有自主知識產權的高檔數控機床、功能部件及數控系統，尤其要提高重點企業的技術開發能力、裝備數控化率和管理信息化水平。

積極擴大出口，調整出口結構

根據目前全球經濟形勢，行業要保持傳統機床、工具、重型機床和成形機床等優勢產品的出口。針對當前增長較快的亞洲市場，通過擴大宣傳、提供完善的售后服務，實現批量出口中高檔機床的目標。有海外并購的企業應通過海外渠道突破高檔機床的出口。此外，還可以利用政府的援外項目以及政府貸款擴大我行業產品及技術出口。