時(shí)間：2023-10-20 10:34:43
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇國內(nèi)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；改進(jìn)；措施
如今，我國是世界上最大的數(shù)控機(jī)床設(shè)備消費(fèi)市場，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2012年1～11月，我國數(shù)控機(jī)床進(jìn)口額為42.09億美元。但是我國的機(jī)械制造業(yè)還不先進(jìn)，數(shù)控機(jī)床設(shè)備在性能，可靠性，生產(chǎn)率和核心技術(shù)等方面與發(fā)達(dá)國家還有一段距離，特別一些數(shù)控機(jī)床的技術(shù)和零件還需要依賴于進(jìn)口。國內(nèi)數(shù)控機(jī)床存在功能部件性能差，核心技術(shù)缺乏，產(chǎn)品水平低等問題，因而我國數(shù)控機(jī)床設(shè)備亟需采取改進(jìn)措施。
1.提高功能部件自主開發(fā)能力
在與發(fā)達(dá)國家多年的技術(shù)交流、引進(jìn)和吸收，我國數(shù)控機(jī)床設(shè)備的發(fā)展有了明顯的改進(jìn)。然而，我國關(guān)鍵零部件的生產(chǎn)依然依賴于進(jìn)口，這就產(chǎn)生了數(shù)控機(jī)床設(shè)備盈利低、缺乏競爭力的問題。針對(duì)這一現(xiàn)狀，提高數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵零部件的自主開發(fā)能力是最基本的措施。為提高我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的自主開發(fā)能力，《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》設(shè)立了“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技專項(xiàng)。此專項(xiàng)以提高數(shù)控機(jī)床可靠性和產(chǎn)業(yè)化水平，提高國產(chǎn)功能部件性能為目標(biāo)，為數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2.加強(qiáng)核心技術(shù)的開發(fā)和研究
在數(shù)控機(jī)床設(shè)備改進(jìn)中，數(shù)控系統(tǒng)是關(guān)鍵部分。一直以來，我國數(shù)控機(jī)床核心技術(shù)嚴(yán)重缺乏，90%需要從國外引進(jìn)。國內(nèi)中、高端數(shù)控機(jī)床制造業(yè)，多數(shù)以組裝和制做為主，如在上海設(shè)廠的“機(jī)床巨頭”德國吉特邁機(jī)床集團(tuán)，其核心技術(shù)都依賴于發(fā)達(dá)國家。數(shù)控機(jī)床核心技術(shù)的缺乏直接影響到我國的機(jī)床設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因而加強(qiáng)核心技術(shù)研發(fā)是發(fā)展數(shù)控機(jī)床的必要條件。首先，我國要不斷進(jìn)行核心技術(shù)的研發(fā)，鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)機(jī)構(gòu)的自主開發(fā)。其次，學(xué)會(huì)在交流中吸收，在吸收中創(chuàng)造。例如，在機(jī)床零件配套和制作方面可以學(xué)習(xí)德國的先進(jìn)技術(shù)，在數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)方面可以參考美國的最新理念，并在學(xué)習(xí)交流中創(chuàng)新并研發(fā)出屬于我國自身的核心技術(shù)。
3.注重創(chuàng)新能力平臺(tái)建設(shè)
所謂創(chuàng)新是競爭中取勝的根本，是行業(yè)發(fā)展的基本推動(dòng)力。在數(shù)控機(jī)床設(shè)備的發(fā)展中，技術(shù)的創(chuàng)新性是設(shè)備滿足市場需要的關(guān)鍵。在國內(nèi)，許多企業(yè)忽略了數(shù)控機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新的重要性，盲目跟隨國際技術(shù)潮流，沒有個(gè)性化的技術(shù)，這導(dǎo)致無法滿足市場的需求。因而，在面臨數(shù)控機(jī)床市場需求逐漸增加的情況下，企業(yè)應(yīng)該重視市場動(dòng)向，提高創(chuàng)新能力。“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技專項(xiàng)提出注重“創(chuàng)新能力平臺(tái)建設(shè)”，期中包括注重核心技術(shù)與裝備的創(chuàng)新。遵循“在創(chuàng)新中求發(fā)展”的理念，數(shù)控機(jī)床技術(shù)才會(huì)有顯著的提高，才能在國際機(jī)床市場提供良好的競爭條件。
4.創(chuàng)造良好的工作環(huán)境
對(duì)于數(shù)控機(jī)床設(shè)備來說，穩(wěn)定性、可靠性是兩個(gè)重要的運(yùn)行指標(biāo)。現(xiàn)實(shí)中，數(shù)控機(jī)床多數(shù)在較惡劣的電磁環(huán)境中使用。為了保證機(jī)床的正常運(yùn)行，抗干擾度是非常必要的。解決電磁干擾的改進(jìn)措施有：
4.1.利用電源濾波器抑制電磁干擾。電源濾波器可以過濾進(jìn)入設(shè)備中的噪音，以防止機(jī)床被噪聲污染，從而抑制電磁干擾。
4.2.利用隔離變壓器來供電。隔離變壓器實(shí)現(xiàn)電路與電路間的電氣隔離，從而隔絕電流帶來的設(shè)備與設(shè)備之間的干擾，其效果良好。
4.3.利用感性負(fù)載吸收噪聲。感性負(fù)載在斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的脈沖噪聲，影響設(shè)備的正常運(yùn)行，感性負(fù)載可以采用并聯(lián)電阻、壓敏電阻、穩(wěn)壓管等吸收噪聲。
5.建立完善的管理機(jī)制
如今，許多數(shù)控機(jī)床都存在“壞的快”的問題，如何"管好、使用好、維護(hù)好"數(shù)控機(jī)床設(shè)備，是許多企業(yè)非常重視的問題之一。數(shù)控機(jī)床不能像普通機(jī)床設(shè)備工作時(shí)，可以自由的根據(jù)工作中存在的問題進(jìn)行人為的調(diào)整，數(shù)控機(jī)床技術(shù)復(fù)雜，在機(jī)床維護(hù)和編程技術(shù)方面要求較高，因而建立安全的管理機(jī)制非常重要。
建立完善的管理機(jī)制，首先，要提高對(duì)操作者、維修人員、管理人員、檢驗(yàn)人員等的管理和培訓(xùn)。例如，對(duì)于維修人員需要培養(yǎng)其專業(yè)的知識(shí)能力和分析判斷能力；檢驗(yàn)人員要求能夠通過數(shù)控機(jī)床的組裝，參數(shù)調(diào)整等信息預(yù)測數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)質(zhì)量；操作者要求對(duì)機(jī)床的調(diào)整和在線操作熟練掌握；管理人員要具備專業(yè)的知識(shí)積累，了解數(shù)控機(jī)床設(shè)備的特點(diǎn)和過程控制。其次，要防止設(shè)備的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，合理分散設(shè)備的工作量，達(dá)到設(shè)備的合理工作。 另外，科學(xué)組織生產(chǎn)，解決生產(chǎn)力不平衡問題。這主要從生產(chǎn)組織管理的角度入手，提高數(shù)控機(jī)床設(shè)備的工作率，合理安排設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍，合理分配設(shè)備的生產(chǎn)任務(wù)。最后，及時(shí)維修設(shè)備的故障和處理問題。在數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，設(shè)備出現(xiàn)故障是正常現(xiàn)象，那么及時(shí)處理才能避免問題越來越嚴(yán)重。
6.結(jié)語
數(shù)控機(jī)床是一門技術(shù)性強(qiáng)的應(yīng)用性工程，在工業(yè)制造方面有著舉足輕重的地位。隨著社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)的不斷進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床在逐步改進(jìn)的同時(shí)還存在許多的問題。為解決這一現(xiàn)象，在數(shù)控機(jī)床的改進(jìn)中，要注重功能部件、核心技術(shù)、創(chuàng)新能力、工作環(huán)境和管理機(jī)制建設(shè)，才能真正實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床進(jìn)一步的改進(jìn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳虎；于德海；；數(shù)控技術(shù)全面支持高速復(fù)合機(jī)床精度的提升[J]；世界制造技術(shù)與裝備市場；2010
關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；自主技術(shù)；現(xiàn)況；技術(shù)發(fā)展策略
前言：近些年來，網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍越來越廣，數(shù)字化的應(yīng)用更是給人們的生活帶來便利。而將網(wǎng)絡(luò)及數(shù)字化與機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展結(jié)合在一起，則從最大程度上能夠提升生產(chǎn)的進(jìn)步，促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展。就機(jī)械制造領(lǐng)域來說，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前的社會(huì)生產(chǎn)需要，其同樣需要計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，需要通過數(shù)字化的控制，達(dá)到改善機(jī)械制造生產(chǎn)效率和質(zhì)量的現(xiàn)狀。因此，立足于數(shù)控機(jī)床當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，探究數(shù)控機(jī)床技術(shù)提升的措施，探究其未來發(fā)展的策略就顯得非常重要，只有這樣，才能夠最大化促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，才能夠讓數(shù)控機(jī)床更好地促進(jìn)國家基礎(chǔ)建設(shè)。
一、數(shù)控機(jī)床現(xiàn)況
數(shù)控機(jī)床是我國工業(yè)、國防、科技等領(lǐng)域必不可少的加工工具，為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國防力量提升做出了巨大的貢獻(xiàn)。數(shù)控機(jī)床具有柔性自動(dòng)化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能，它代表著先進(jìn)制造技術(shù)的核心。近幾年來我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量逐年爬升，持續(xù)快速發(fā)展。但是由于市場越來越多的對(duì)加工精度和高性能大型數(shù)控機(jī)床的需求增加，使得國內(nèi)市場消費(fèi)份額比重下降。雖然我國的數(shù)控機(jī)床發(fā)展時(shí)間落后于西方發(fā)達(dá)國家，但是我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展已經(jīng)取到了不錯(cuò)的成績，已經(jīng)掌握了數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)等基礎(chǔ)技術(shù)，其中一些技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。但是在一些加工技術(shù)上，我國機(jī)床技術(shù)仍存在很多問題。比如，在數(shù)控機(jī)床加工過程中一旦出現(xiàn)故障后，沒有依據(jù)來修理機(jī)床，導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降；數(shù)控機(jī)床整體的生產(chǎn)效率不高；機(jī)床在控制方面缺乏人性化的設(shè)計(jì)。所以我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)仍有很長的路要走，未來數(shù)控機(jī)床應(yīng)該具有的特點(diǎn)：高速化與高精度化、驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等等。綜上，我們必須看到，我國當(dāng)前的數(shù)控機(jī)床應(yīng)用現(xiàn)狀并沒有達(dá)到十分令人滿意的程度，市場的需求和社會(huì)的發(fā)展都對(duì)數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用提出了新的要求，都需要全新的數(shù)控技術(shù)提升來給予更大的支持。
二、數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展策略
1.以高速化為先導(dǎo)，提高數(shù)控機(jī)床的綜合性能
數(shù)控機(jī)床的高速化發(fā)展，首先高速化要與機(jī)床的結(jié)構(gòu)和控制性能相匹配，因?yàn)橹鬏S轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的提高，使機(jī)床結(jié)構(gòu)和測量系統(tǒng)的熱變形和位置控制的跟蹤誤差隨之增大。數(shù)控機(jī)床的高速化是提高效柔性和高精化重要方法，在過去的數(shù)控機(jī)床高速化發(fā)展歷史中，數(shù)控機(jī)床的主軸運(yùn)轉(zhuǎn)速率正以沒10年增長一倍的速率增加。因?yàn)橹鬏S轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的提高會(huì)引起一些負(fù)面影響，所以高速化要與機(jī)床的結(jié)構(gòu)和控制性能相匹配，應(yīng)用熱誤差補(bǔ)償、進(jìn)給速度前瞻控制、位置環(huán)前饋控制和加減速平穩(wěn)控制、抑制顫振的多點(diǎn)自動(dòng)跟蹤濾波器等等一系列先進(jìn)控制信息技術(shù)，促使在高速控制條件下改進(jìn)加工精度，有效率的提高生產(chǎn)能力。所以高速化發(fā)展，提高數(shù)控機(jī)床的綜合性能是數(shù)控機(jī)床發(fā)展歷程中的必經(jīng)之路。
2.發(fā)展復(fù)合加工數(shù)控機(jī)床、縮短制造過程鏈
單一功能的數(shù)控機(jī)床由于生產(chǎn)效率低，時(shí)常要進(jìn)行換刀調(diào)動(dòng)工件等麻煩，所以加快加快復(fù)合數(shù)控機(jī)床的發(fā)展速度，提高工序的集中度，使加工過程鏈集約化，可以提高多品種單件和中小批量加工的工效，也利于加工精度的穩(wěn)定。復(fù)合數(shù)控機(jī)床可以減少生產(chǎn)工序，降低下料時(shí)間。因此，復(fù)合數(shù)控機(jī)床具有明顯的技術(shù)效果。對(duì)于大重型數(shù)控機(jī)床應(yīng)用復(fù)合加工技術(shù)更有其重要作用。所以通過創(chuàng)新技術(shù)擴(kuò)大功能部件的適用面來簡化結(jié)構(gòu)，發(fā)展模塊化和可重構(gòu)化的數(shù)控機(jī)床，可以避免復(fù)合機(jī)床因功能的擴(kuò)展而過多地引起結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和成本的增加。因此，復(fù)合數(shù)控機(jī)床具有明顯的技術(shù)效果。對(duì)于大重型數(shù)控機(jī)床應(yīng)用復(fù)合加工技術(shù)更有其重要作用。
3.加快高性能數(shù)控功能部件的研發(fā)，提升數(shù)控機(jī)床品質(zhì)
加快高性能數(shù)控功能部件的研發(fā)是提高數(shù)控機(jī)床品質(zhì)的主要手段。目前國內(nèi)常用的數(shù)控機(jī)床在其制造裝備的功能上儲(chǔ)備通常比較多，但是當(dāng)數(shù)控機(jī)床需要加工的產(chǎn)品根據(jù)市場需求的變化，需要作出很大的更改時(shí)，這樣就耗費(fèi)大量資金還有精力。所以，國內(nèi)主要是借鑒國際上的做法，獲得了不小得成就。國際上于1995年開始研究的在可重構(gòu)制造技術(shù)支持下，構(gòu)建具有適應(yīng)大批量高效柔性化生產(chǎn)的快速重組制造系統(tǒng)是一個(gè)值得注意的發(fā)展動(dòng)向。其核心為制造系統(tǒng)能物理組態(tài)，即根據(jù)加工對(duì)象的變化方便地進(jìn)行布局和設(shè)備配置的調(diào)整。高性能的功能部件將具有智能化接口，能與整機(jī)協(xié)調(diào)匹配，并與數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成分布式控制，因此加強(qiáng)為主機(jī)廠的核心高性能數(shù)控部件研發(fā)，來提供滿足主機(jī)的個(gè)性化需求，以便于提高其競爭力。發(fā)展能對(duì)多變的市場需求作出合理的配置規(guī)劃和易于調(diào)整的布局方式、適應(yīng)重構(gòu)的控制軟件、開放式控制系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)化接口以及能快速提升系統(tǒng)重組后制造質(zhì)量的診斷系統(tǒng)等技術(shù)，使其具有專用生產(chǎn)線的高效性能和適用的柔性以取得更佳的經(jīng)濟(jì)性。目前看來，國內(nèi)已在數(shù)控加工中取得了初步成功。功能部件向功能多樣化、運(yùn)行高可靠性化和結(jié)構(gòu)緊湊化的發(fā)展也將促進(jìn)數(shù)控機(jī)床復(fù)合化加工的擴(kuò)展并推動(dòng)新一代可重構(gòu)機(jī)床的出現(xiàn)。
4.發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造單元，推進(jìn)企業(yè)制造能力的高效柔性化
隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，工業(yè)領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)不足為奇，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化的制造單元，能夠推進(jìn)企業(yè)制造能力的高效柔性化，實(shí)現(xiàn)高效的柔性化生產(chǎn)。數(shù)控機(jī)床多發(fā)的故障率一直是影響我國數(shù)控機(jī)床品質(zhì)的一個(gè)重要問題，因此發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化制造單元可以提高故障修復(fù)的時(shí)間，在最短的時(shí)間內(nèi)更換網(wǎng)絡(luò)制造單元，以降低生產(chǎn)成本，加快生產(chǎn)節(jié)奏。目前國際上普遍都采用先進(jìn)的企業(yè)管理系統(tǒng)如ERP、PDM、CRM、SCM等與數(shù)控機(jī)床技術(shù)向集成管理，解決其中出現(xiàn)的矛盾和問題，提高機(jī)床的利用率，從而實(shí)現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)。
結(jié)語：
綜上所述，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用依然存在很多問題，其提升的空間依然非常廣泛。相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)積極探索數(shù)控技術(shù)發(fā)展的方式，探究其提升的路徑，并注重與先進(jìn)國家或者技術(shù)的溝通和交流，才能夠真正提升數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍，才能夠讓數(shù)控技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展，才能夠讓數(shù)控技術(shù)日益完善，從而為國家機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展增磚添瓦。
參考文獻(xiàn)：
[1]孔慶濤. 數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展策略分析[J]. 中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2014，12：306.
[2]萬軍，呂值敏，楊代強(qiáng). 無線通信在機(jī)器人及數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用研究[J]. 科技風(fēng)，2016，15：47.
[3]蔡雪松，石爍宇. 淺談數(shù)控機(jī)床的高效應(yīng)用[J]. 中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2016，03：231.
關(guān)鍵詞： 數(shù)控車床； 技術(shù)發(fā)展； 現(xiàn)狀
中圖分類號(hào)： TG51文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1009-8631（2011）02-0037-02
從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。今后如何加強(qiáng)機(jī)床工業(yè)實(shí)力、加速數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)是緊迫而又艱巨的任務(wù)。
一、數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及問題
1.發(fā)展現(xiàn)狀
我國的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過“六五”、“七五”、“八五”到現(xiàn)在“九五”的近20年的發(fā)展，基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù)，建立了數(shù)控開發(fā)、生產(chǎn)基地，培養(yǎng)了一批數(shù)控人才，初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)。“八五”攻關(guān)開發(fā)的成果：華中Ⅰ號(hào)、中華Ⅰ號(hào)、航天Ⅰ號(hào)和藍(lán)天Ⅰ號(hào)4種基本系統(tǒng)建立了具有中國自主版權(quán)的數(shù)控技術(shù)平臺(tái)。具有中國特色的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過這些年的發(fā)展，有了較大的改觀。產(chǎn)品的性能和可靠性有了較大的提高，它們逐漸被用戶認(rèn)可，在市場上站住了腳。如上海開通數(shù)控有限公司的KT系列數(shù)控系統(tǒng)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、廣州數(shù)控設(shè)備廠的GSK系列數(shù)控系統(tǒng)等。這些產(chǎn)品的共同特點(diǎn)是數(shù)控功能較齊全，價(jià)格低，可靠性較好。中國若大的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的市場，吸引了國外廠商。近幾年，Siemens公司推出802S數(shù)控系統(tǒng)，大連大森公司用OEM方式引進(jìn)了日本OHM公司的ONC 2102數(shù)控系統(tǒng)。盡管這些系統(tǒng)的技術(shù)性能一般，但由于其產(chǎn)品質(zhì)量可靠加上品牌和龐大的宣傳銷售網(wǎng)絡(luò)，打開了銷路，贏得了市場。
在重型、超重型數(shù)控機(jī)床研發(fā)方面，重型龍門五軸聯(lián)動(dòng)復(fù)合機(jī)床、超重型數(shù)控臥式鏜車床等一批達(dá)到國際先進(jìn)水平的高檔數(shù)控機(jī)床的研制成功，滿足了航空航天、發(fā)電設(shè)備、汽車等重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)τ诔罅慵闹攸c(diǎn)加工需求；高速精密數(shù)控車床、加工中心等產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、電子、軍工等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，并帶動(dòng)了眾多中小企業(yè)設(shè)備更新改造和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司壓力機(jī)類產(chǎn)品已全面進(jìn)入美國通用汽車公司，被國外客戶譽(yù)為“世界三大沖壓裝備制造商”之一；北京第一機(jī)床廠的龍門鏜銑等產(chǎn)品已出口到韓國；武漢重型機(jī)床有限公司的重型機(jī)床類產(chǎn)品已出口到英國、日本、法國、韓國等。
2.存在問題
縱觀這些年來我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程，盡管我們?nèi)〉昧瞬簧俪煽儯c國外發(fā)展的速度和水平相比，差距還是很大。主要表現(xiàn)在產(chǎn)品水平低、品種少、質(zhì)量不穩(wěn)定。隨著國外經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)入，國產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)一統(tǒng)天下的局面已被打破，國產(chǎn)系統(tǒng)的市場占有率正在逐漸減小。中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)總干事長吳柏林曾經(jīng)說到：“我國數(shù)控機(jī)床大部分依賴進(jìn)口的局面沒有得到改變，近年來機(jī)床零部件進(jìn)口持續(xù)增長，顯示出國產(chǎn)機(jī)床零部件還不能滿足主機(jī)行業(yè)的要求。盡管目前國產(chǎn)機(jī)床的國內(nèi)市場占有率顯著提升，但高檔數(shù)控機(jī)床、核心功能部件在國內(nèi)市場占有率還很低，國外公司大約占有我國高檔機(jī)床85%的市場份額。”如果這些深層次的技術(shù)問題如果不解決，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的成本、價(jià)格就下不來，而且產(chǎn)品的精度、可靠性和技術(shù)先進(jìn)性就上不去。至今許多重要功能部件、自動(dòng)化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨(dú)立發(fā)展，基本上處於從仿制走向自行開發(fā)階段，與國外數(shù)控機(jī)床的水平差距很大。
二、借鑒外國經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)我國機(jī)床技術(shù)的又快又好發(fā)展
我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識(shí)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之間的差距。這里筆者對(duì)我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提出幾點(diǎn)不成熟的想法。
1.加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新是提高國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床水平的關(guān)鍵
國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床缺乏核心技術(shù)，從高性能數(shù)控系統(tǒng)到關(guān)鍵功能部件基本都依賴進(jìn)口，即使近幾年有些國內(nèi)制造商艱難地創(chuàng)出了自己的品牌。對(duì)此，數(shù)控機(jī)床企業(yè)的重點(diǎn)任務(wù)是加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，大力實(shí)施技術(shù)創(chuàng)新，推進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，避免盲目擴(kuò)大低檔、普通產(chǎn)品生產(chǎn)，加快經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床升級(jí)換代步伐，著力發(fā)展中高檔數(shù)控機(jī)床及生產(chǎn)線。企業(yè)要加快研發(fā)速度，掌握若干個(gè)高檔數(shù)控系統(tǒng)和關(guān)鍵功能部件的核心技術(shù)。企業(yè)要提高產(chǎn)業(yè)化水平，不僅要形成足夠先進(jìn)的生產(chǎn)水平，還要有一定批量的制造能力。
2.加大數(shù)控專業(yè)人才的培養(yǎng)力度
必須狠抓根本，堅(jiān)持“以人為本”，加速提高人員素質(zhì)、培養(yǎng)各種專家人才，從根本上改變目前低效、落后的狀態(tài)。人是一切事業(yè)成敗的根本，層層都要重視“培才、選才、用才”，建立學(xué)習(xí)型企業(yè)，樹立企業(yè)文化，加速培育新人，培訓(xùn)在職人員，建立師徒相傳制度，舉辦各種技術(shù)講座、訓(xùn)練班和專題討論會(huì)，甚至聘請(qǐng)外國專家、顧問等，盡力提高數(shù)控。從我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展形式來看需要三種層次的數(shù)控技術(shù)人才：第一種是熟悉數(shù)控機(jī)床的操作及加工工藝、懂得簡單的機(jī)床維護(hù)、能夠進(jìn)行手工或自動(dòng)編程的車間技術(shù)操作人員；第二種是熟悉數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)及數(shù)控系統(tǒng)軟硬件知識(shí)的中級(jí)人才，要掌握復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)和制造知識(shí)，能夠熟練應(yīng)用UG、PRO/E等CAD/CAM軟件，同時(shí)有扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)、較高的英語水平并積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；第三種是精通數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及數(shù)控系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)、能夠進(jìn)行數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品開發(fā)及技術(shù)創(chuàng)新的數(shù)控技術(shù)高級(jí)人才。我國應(yīng)根據(jù)需要有目標(biāo)的加大人才培養(yǎng)力度，為我國的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)提供強(qiáng)大的技術(shù)人才支撐。
3.走聯(lián)合的道路，優(yōu)化組合，資源共享
目前應(yīng)該重點(diǎn)發(fā)展普及型數(shù)控系統(tǒng)，開發(fā)高性能低價(jià)位的PC型數(shù)控系統(tǒng)和交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，參與市場競爭。目前國內(nèi)已有華中Ⅰ型、航天Ⅰ型等PC型數(shù)控系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)進(jìn)入主機(jī)廠的還是很少，大多數(shù)用于機(jī)床改造和特殊專用機(jī)床，因而生產(chǎn)批量小，加上各自有自己的產(chǎn)品和市場，力量分散，這樣無法與國外名牌產(chǎn)品競爭。如果能挑選幾個(gè)好的產(chǎn)品，創(chuàng)造“國產(chǎn)名牌”，在開發(fā)、生產(chǎn)、配套、銷售上進(jìn)行聯(lián)合，就可把力量集中起來，從而達(dá)到擴(kuò)大生產(chǎn)批量，降低成本，擴(kuò)大市場的目的。
4.學(xué)習(xí)美、德、日經(jīng)驗(yàn)，政府高度重視、正確決策、大力扶植
【關(guān)鍵詞】教學(xué)系統(tǒng)；WEB；數(shù)控機(jī)床
1.前言
數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、高效集成生產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品研制周期的重要手段；制造裝備的大規(guī)模數(shù)控化，使企業(yè)急需一大批數(shù)控編程、數(shù)控設(shè)備操作以及維修人員，而傳統(tǒng)的機(jī)床培訓(xùn)設(shè)備存在集成度低、培訓(xùn)效率低等問題，已經(jīng)不能滿足不斷增長的數(shù)控培訓(xùn)需求，網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。
2.國內(nèi)外數(shù)控加工仿真的研究現(xiàn)狀
國際上關(guān)于數(shù)控加工仿真的研究是從七十年代開始的，其目標(biāo)都是試圖將數(shù)控加工過程以圖形方式直觀形象地表現(xiàn)出來，從而檢查加工程序中的錯(cuò)誤，即所謂的圖形仿真驗(yàn)證。
早期多數(shù)CAD/CAM采用了一種比較簡單的方法，即用線框圖來實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工仿真和驗(yàn)證。在實(shí)際驗(yàn)證時(shí)，刀具軌跡通過顯示刀位點(diǎn)之間的矢量來進(jìn)行模擬，刀具的線框圖也能顯示出來，再加上所加工的線框顯示，刀具所加工的部位和加工方式都可以比較清楚地反映出來。但是，一旦零件比較復(fù)雜，表示零件和刀具軌跡的線框圖就會(huì)互相重疊，難以辨認(rèn)工件的實(shí)際形狀和刀具的加工軌跡。使得檢查工作變得十分困難，甚至完全不可能[1]。
正因?yàn)檫@樣，后來的研究大多采用實(shí)體模型表示法。實(shí)體造型中最常用的方法有：邊界表示法（B-Rep）、體素構(gòu)造法（CSG）、混合建模法（Hybrid Model）和空間單元表示法[2]。
在實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工仿真的方法中，最基本的就是應(yīng)用實(shí)體造型中的布爾運(yùn)算。這一技術(shù)的實(shí)質(zhì)是通過執(zhí)行工件模型與代表刀具運(yùn)動(dòng)的掃描體序列模型之間的直接（物空間）布爾差操作來完成仿真加工過程[3]。這種方法最大的缺點(diǎn)是它的計(jì)算量過于復(fù)雜，幾乎不能投入實(shí)際應(yīng)用。
因此許多人開始使用離散實(shí)體模型的方法來改進(jìn)仿真執(zhí)行的速度。又根據(jù)離散方法的不同，產(chǎn)生了物空間布爾運(yùn)算（Object Space Boolean Operations）和象空間布爾運(yùn)算（Image Space Boolean Operations）兩種布爾操作手段。
但是，這種方法的運(yùn)算量還是相當(dāng)大的，依然不能保證實(shí)時(shí)的仿真效果。通過將實(shí)體離散在象空間進(jìn)行布爾操作，可以比較明顯的改進(jìn)NC仿真的效率。該方法使用z-buffer消隱思想，將實(shí)體按象空間的像素離散為z-buffer結(jié)構(gòu)。這樣計(jì)算被簡化為視線與代表實(shí)體的圖像空間的表面的求交。沿著每一條視線，布爾運(yùn)算可以在一維空間進(jìn)行。所以具有比較快的運(yùn)算速度。
數(shù)控仿真軟件主要分成兩種，一種是集成到CAD/CAM軟件中的，如國外的Pro-E、Ideas、Mastercam等軟件和國內(nèi)的北航海爾軟件公司的CAXA、天津大學(xué)[4]的“回轉(zhuǎn)體零件的CAD＼CAM系統(tǒng)”等都集成了加工軌跡仿真的功能；另外一種是獨(dú)立的數(shù)控加工仿真軟件，如華中理工大學(xué)數(shù)控技術(shù)研究所[5]的“NC銑削加工切削過程仿真系統(tǒng)”；哈爾濱工業(yè)大學(xué)[6]的“基于微機(jī)的三軸數(shù)控銑削仿真系統(tǒng)”等。這些軟件借助于強(qiáng)大的三維造型功能，采用實(shí)體造型的方法實(shí)現(xiàn)了數(shù)控加工過程的仿真。
總體來講，以上仿真軟件的共同特點(diǎn)是專業(yè)技術(shù)性強(qiáng)，集成化程度高，集CAD/CAM于一體，但價(jià)格昂貴；雖然融合了刀具軌跡的三維、二維仿真技術(shù)，但并不適用于數(shù)控編程和機(jī)床操作人員的培訓(xùn)。
3.數(shù)控教育與培訓(xùn)的發(fā)展現(xiàn)狀
目前，數(shù)控技術(shù)人才來自兩種渠道，其一是由高等院校、中職學(xué)校的數(shù)控專業(yè)培養(yǎng)具有一定學(xué)歷的人才；其二是社會(huì)上有關(guān)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)及院校開辦的各種中短期的數(shù)控培訓(xùn)班培訓(xùn)的人才。然而，雖然我國各高校、高職、中職加大了培養(yǎng)數(shù)控人才的力度，但始終不能滿足我國數(shù)控人才的需求，主要原因如下：
（1）我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，逐步成為世界制造中心
進(jìn)入新的世紀(jì)以后，隨著我國綜合國力的進(jìn)一步增強(qiáng)，我國經(jīng)濟(jì)全面與國際接軌，并正在成為全球制造業(yè)的中心，這必然對(duì)掌握現(xiàn)代信息化制造技術(shù)的技術(shù)人才、特別是對(duì)大量的一線技術(shù)工人形成了巨大的需求。
（2）教學(xué)體系結(jié)構(gòu)不能滿足數(shù)控用人單位的需求
很多學(xué)校把實(shí)訓(xùn)重點(diǎn)放在數(shù)控機(jī)床操作方面。事實(shí)上，數(shù)控機(jī)床是一種先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備，其操作非常簡單。用人單位真正需要的人才應(yīng)該具備精通數(shù)控加工工藝（如工藝路線選擇、刀具選擇、切削用量設(shè)置等）、模具設(shè)計(jì)、CAD/CAM與數(shù)控自動(dòng)編程、數(shù)控機(jī)床機(jī)電設(shè)計(jì)與聯(lián)調(diào)技術(shù)、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)、維修技術(shù)等工程素質(zhì)。
（3）數(shù)控教材更新緩慢，數(shù)控師資力量有待進(jìn)一步提高
目前，可供數(shù)控系統(tǒng)原理、數(shù)控機(jī)床機(jī)電控制技術(shù)、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)和數(shù)控人才實(shí)訓(xùn)等課程選用的教材還有限。而且，許多現(xiàn)有數(shù)控教材內(nèi)容比較陳舊，結(jié)構(gòu)上也存在一定的缺陷，根本不適合用于培訓(xùn)企業(yè)急需的高水平實(shí)用人才。現(xiàn)在各學(xué)校的數(shù)控教師主要是從事各高校機(jī)械或機(jī)電專業(yè)畢業(yè)的本科生或碩士研究生。這些教師具有一定的基本理論知識(shí)，但數(shù)控實(shí)踐能力欠缺。
（4）數(shù)控實(shí)訓(xùn)設(shè)備的數(shù)量不足，設(shè)備種類少
受數(shù)控人才需求增長的拉動(dòng)，各職業(yè)院校均建有不同規(guī)模的數(shù)控培訓(xùn)基地。各院校為了與企業(yè)盡可能保持一致，以達(dá)到培訓(xùn)效果，在培訓(xùn)硬件選型方面逐步趨向全部采用工業(yè)用數(shù)控機(jī)床和加工中心，而且培訓(xùn)基地往往以加工設(shè)備配備進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)為主，由于數(shù)控設(shè)備昂貴，學(xué)校購置數(shù)量有限，沒有實(shí)踐體驗(yàn)很難獲得良好的教學(xué)效果。因此，對(duì)于數(shù)控培訓(xùn)我們要用專門的數(shù)控培訓(xùn)設(shè)備。這樣既可以減少經(jīng)費(fèi)開支又能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)員數(shù)控機(jī)床操作和維護(hù)能力的培養(yǎng)。
“說不定哪天我就離開機(jī)床行業(yè)，再也不干這行了。”4月11日，在第十二屆中國國際機(jī)床展覽會(huì)上，大連機(jī)床集團(tuán)的技術(shù)工程師張成(化名)與記者探討行業(yè)發(fā)展問題時(shí)，很無奈地發(fā)出如此感慨。
機(jī)床是裝備制造業(yè)中的基礎(chǔ)性產(chǎn)品。我國機(jī)床業(yè)技術(shù)附加值較低，尤其自主研發(fā)的高端數(shù)控機(jī)床成果寥寥，這與“中國制造”以往在國際分工中的低端定位有關(guān)。而近年來，中國產(chǎn)業(yè)升級(jí)步伐加快，高端數(shù)控機(jī)床需求大增，但市場卻主要被進(jìn)口貨占據(jù)，國產(chǎn)高端數(shù)控機(jī)床發(fā)展仍步履艱難。
種種跡象顯示，這與國內(nèi)該領(lǐng)域高端技術(shù)人才缺失有關(guān)。數(shù)控機(jī)床市場規(guī)模發(fā)展越快，人才短缺的瓶頸效應(yīng)越凸顯。對(duì)國內(nèi)數(shù)控機(jī)床行業(yè)而言，這仿佛是個(gè)難以自拔的尷尬境地。
發(fā)展陷入怪圈
在此次展會(huì)上，當(dāng)各展臺(tái)的業(yè)務(wù)人員都在熱切期待自己的客戶時(shí)，記者卻在大連機(jī)床集團(tuán)展臺(tái)旁，看到一個(gè)小伙子和一位白發(fā)蒼蒼的老人為了機(jī)床行業(yè)人才缺失的問題展開熱烈的討論。小伙子就是張成，老者是中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)高級(jí)工程師、原高級(jí)顧問陳循介。
“我國機(jī)床行業(yè)之所以會(huì)出現(xiàn)今天這個(gè)現(xiàn)狀，很重要的原因是人才缺失。”作為老一輩機(jī)床專家，陳循介憂慮地對(duì)記者說，國內(nèi)機(jī)床行業(yè)的高端技術(shù)人才中，比他年輕一點(diǎn)的有不少，可再年輕點(diǎn)的就很少見了。機(jī)床行業(yè)在人才上出現(xiàn)了斷代。
張成也認(rèn)為，我國大量高端機(jī)床領(lǐng)域的技術(shù)人才流失，關(guān)鍵是用什么來吸引人才的問題。國內(nèi)機(jī)床企業(yè)還不能給高精尖人才提供一個(gè)良好的環(huán)境。
記者注意到，和其他裝備制造業(yè)一樣，目前我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)處于難得的戰(zhàn)略機(jī)遇期。傳統(tǒng)工業(yè)，如汽車、機(jī)械、家電、紡織、農(nóng)機(jī)、環(huán)保等行業(yè)的技術(shù)改造，對(duì)數(shù)控機(jī)床的需求繼續(xù)攀升；電子信息、生物工程、新能源新材料等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又為精密、高效、專用數(shù)控機(jī)床開辟了新的需求市場。
另一方面，我國東部產(chǎn)業(yè)的升級(jí)、東北等老工業(yè)基地的振興和中西部開發(fā)步伐的加快，為數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了潛力巨大的國內(nèi)市場；國際金融危機(jī)以來，國際資本和產(chǎn)業(yè)向中國的轉(zhuǎn)移、國際技術(shù)和人才的交流，又為我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了外部環(huán)境。
有數(shù)據(jù)顯示，10年前國內(nèi)數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量只有2萬臺(tái)左右，如今已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)量20多萬臺(tái)；國產(chǎn)機(jī)床數(shù)控化率由“十五”末的35.5％，提高到“十一五”末的51.9％。然而，這些數(shù)據(jù)卻不能反映目前機(jī)床行業(yè)發(fā)展面臨的諸多深層次矛盾。
“大而不強(qiáng)、廣而不精是國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的通病，重點(diǎn)行業(yè)需要的高檔機(jī)床日前仍需靠進(jìn)口。”齊齊哈爾二機(jī)床總工程師程鳳蘭說。
武漢重型機(jī)床集團(tuán)有限公司(下稱武重機(jī)床)總工藝師、副總工程師張文橋也指出：“我們采取的是先做大、再做強(qiáng)的策略。目前，機(jī)床的功能是達(dá)到了，可精度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”
“從某種程度上說，機(jī)床業(yè)的發(fā)展陷入了一個(gè)怪圈。”湖南杰克數(shù)控有限公司董事長、湖南大學(xué)隨動(dòng)磨削研究所所長胡惜時(shí)對(duì)記者說，機(jī)床業(yè)相當(dāng)于制造業(yè)中的“農(nóng)業(yè)”，利潤低導(dǎo)致技術(shù)人才待遇低，待遇低又導(dǎo)致機(jī)床業(yè)人才缺失，人才缺失又影響產(chǎn)品的創(chuàng)新，這又進(jìn)一步制約了企業(yè)的利潤空間。
人才待遇不高
杰克機(jī)床是杰克控股集團(tuán)旗下的第二大企業(yè)，現(xiàn)在在浙江、江西和湖南擁有3家機(jī)床制造工廠=其在湖南工廠的高級(jí)技術(shù)員自加入企業(yè)第二年后就基本上能拿到3000多塊錢。雖然也有年薪十幾萬的工程師，但公司對(duì)用人成本有嚴(yán)格控制，基本上不會(huì)超過總成本的15％。
胡惜時(shí)告訴記者，技術(shù)人才流失，跟這個(gè)行業(yè)的工資待遇不高確實(shí)有很大關(guān)系。“現(xiàn)在哪怕一個(gè)洗腳妹也能拿到3000塊錢工資。一個(gè)技術(shù)員才拿3000塊錢，他就感覺吃虧了。”
加拿大的ICAM公司是數(shù)控機(jī)床行業(yè)的國際知名公司。該公司工程師李榮華向本刊記者介紹，跟中國比，該公司給技術(shù)人才的待遇確實(shí)要高出一大截，盡管中國一些機(jī)床企業(yè)已經(jīng)在給員工漲薪水。
然而，國內(nèi)機(jī)床企業(yè)目前還是無法滿足工程師們的迫切愿望。這其中的一個(gè)很重要原因是國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床賣不出好價(jià)錢。同樣型號(hào)的產(chǎn)品，國產(chǎn)的價(jià)錢要比國外企業(yè)的產(chǎn)品便宜很多，以至于業(yè)內(nèi)人士不看產(chǎn)品參數(shù)，只看價(jià)錢就能判斷出是國產(chǎn)貨還是進(jìn)口貨。
另一方面，國內(nèi)企業(yè)管理層似乎沒有深刻意識(shí)到高端技術(shù)工程人員的重要性。工程師做銷售
張成在大連機(jī)床搞技術(shù)研發(fā)已經(jīng)5年。不過，從今年開始，他要開始跑銷售。記者注意到，在CIMT2011展會(huì)上，很多“銷售經(jīng)理”名片的頭銜后面都跟著三個(gè)字――工程師。
對(duì)此現(xiàn)象，浙江天通吉成機(jī)器技術(shù)有限公司銷售二部部長張亞寧解釋說：“我們國家的機(jī)床行業(yè)是市場導(dǎo)向性非常突出的行業(yè)，只有市場需要的，機(jī)床企業(yè)才去研發(fā)生產(chǎn)，市場不需要的就一定不會(huì)有哪家企業(yè)會(huì)去研發(fā)生產(chǎn)。”
武重機(jī)床是國內(nèi)生產(chǎn)重型、超重型機(jī)床規(guī)格最大、品種最全的大型骨干企業(yè)。該公司總工藝師、副總工程師張文橋表示，從他們機(jī)床廠家來說，也想用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，但這最終還是取決于用戶的選擇，一般用戶不愿意使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。沈陽機(jī)床黨委宣傳部的一位楊姓副部長也曾向記者表示，如果企業(yè)一心研發(fā)新產(chǎn)品，到頭來卻賣不出去，那企業(yè)怎么生存?
來自中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示：2010年我國機(jī)床工具產(chǎn)品進(jìn)口總額為157.2億美元，同比增長62.0％，超過歷史最高的2008年的27.8％。其中，普通機(jī)床超過90億美元，數(shù)控機(jī)床接近80億美元。
對(duì)此，有機(jī)床行業(yè)專家分析指出，進(jìn)口大幅增長的原因，一方面是國家鼓勵(lì)先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)裝備進(jìn)口，進(jìn)一步擴(kuò)大高檔機(jī)床工具產(chǎn)品的進(jìn)口，另一方面也說明，國產(chǎn)中、高檔機(jī)床工具與國外還有較明顯差距，還不能完全滿足國內(nèi)市場需求。
“在國內(nèi)高端數(shù)控機(jī)床受制于高端人才短缺的情況下，市場發(fā)展越快，進(jìn)口產(chǎn)品就越多，國內(nèi)自主研發(fā)的高端數(shù)控機(jī)床所占市場份額就越小，仿佛跌入了一個(gè)越來越深的陷阱，前景堪憂。”業(yè)內(nèi)分析人士說。
關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床；誤差；補(bǔ)償技術(shù)
中圖分類號(hào) TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）89-0047-02
0引言
誤差對(duì)于數(shù)控領(lǐng)域而言，是客觀上必然存在的。任何數(shù)控機(jī)床設(shè)備在操作過程中，由于客觀事實(shí)存在的各種因素影響，不可能有百分百的精確度。在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，人們不斷致力于提高數(shù)控機(jī)床加工生產(chǎn)的精確度。
1數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)研究現(xiàn)狀
國內(nèi)外對(duì)于數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)的歷史和研究上有較大差距。其中，國外最早發(fā)現(xiàn)機(jī)床的熱變并且進(jìn)行相關(guān)研究的國家是的瑞士。該國在1933年就發(fā)現(xiàn)機(jī)床的熱變形是影響數(shù)控機(jī)床定位精度的重要原因，并由此開始了數(shù)控機(jī)床誤差檢測、建模和補(bǔ)償技術(shù)等方面的研究。現(xiàn)時(shí)國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)處于高速發(fā)展階段，數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)有望盡早從實(shí)驗(yàn)室搬到工業(yè)中去實(shí)踐和應(yīng)用。
2關(guān)于數(shù)控機(jī)床的誤差
數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)過程中的誤差主要有幾何誤差、熱誤差及切削力誤差三種，幾何誤差一般是指加工原理、工件裝夾、調(diào)整、機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向、機(jī)床傳動(dòng)、刀具、機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)等方面，由機(jī)床裝置的制造、裝配缺陷等造成的誤差；熱誤差是指數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)過程中，由于溫度的變化，導(dǎo)致工藝系統(tǒng)中諸如刀具等部件出現(xiàn)變形，使工件和機(jī)床部件之間的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系發(fā)生變化（熱變形），從而造成的誤差；切削力誤差是指由于刀具磨損、工藝系統(tǒng)的受力變形、工件殘余應(yīng)力引起的變形等各種改變?cè)瓌?dòng)力因素影響下所發(fā)生的動(dòng)力誤差。在總加工誤差當(dāng)中，這三項(xiàng)誤差占總誤差的80%左右，是影響加工精度的主要因素。
2.1機(jī)床的幾何誤差
每一臺(tái)數(shù)控機(jī)床都必定存在幾何誤差數(shù)值，產(chǎn)生誤差數(shù)值的范疇包括了加工原理誤差（在生產(chǎn)中最為常見，往往出現(xiàn)在刀具結(jié)構(gòu)簡單的機(jī)床上，是由于采用成形運(yùn)動(dòng)或以刃口輪廓進(jìn)行工件加工過程中所產(chǎn)生的誤差。）由于夾具的安裝、定位、松緊所造成的工件裝夾誤差、關(guān)于加工尺寸的調(diào)整誤差，還有機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差、機(jī)床傳動(dòng)、刀具結(jié)構(gòu)變化、機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)誤差等等方面，都屬于工件生產(chǎn)過程中的幾何誤差。數(shù)控機(jī)床的幾何誤差多屬于硬件誤差，因此只要誤差值沒有超出相關(guān)的精度要求，機(jī)床設(shè)備依然被廣泛應(yīng)用于各工廠企業(yè)的生產(chǎn)和加工中。
2.2熱誤差
數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)工件的過程中，每個(gè)工序環(huán)節(jié)中涉及的工序要求不一樣，工藝系統(tǒng)的運(yùn)行中，車床部件或工件會(huì)在溫度上產(chǎn)生較大的差異和變化，忽冷忽熱。在溫度變化的過程中，熱脹冷縮的物理原理對(duì)工件和刀具均會(huì)造成一定影響，進(jìn)而改變工件和刀具之間既定的運(yùn)行路線和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度，造成對(duì)精確度的影響，這個(gè)過程中所產(chǎn)生的誤差就是機(jī)床的熱誤差。熱誤差從某種意義上說是可以完全避免的，但以現(xiàn)階段數(shù)控機(jī)床的硬件條件而言，還沒可能完全解決過程中不出現(xiàn)溫差這個(gè)問題。而對(duì)于一些精密度要求較高或者體積較大的工件而言，由于熱變形所引起的誤差甚至是總加工誤差的40%～70%之高。
2.3切削力誤差
由于刀具的磨損、機(jī)床導(dǎo)軌的制造誤差，熱變形、工件裝夾的誤差等原因，會(huì)直接導(dǎo)致生產(chǎn)流程中的傳動(dòng)力、慣性、夾緊力度和重力等發(fā)生不同程度的變化，從而致使機(jī)床的切削力出現(xiàn)誤差，從而導(dǎo)致整個(gè)工藝系統(tǒng)的受力變形，這就是切削力的誤差。切削力的誤差是可以通過對(duì)機(jī)床設(shè)備的數(shù)據(jù)監(jiān)控、刀具的及時(shí)更換和各部件的人為調(diào)控等管理手段進(jìn)行降低，但是無法完全消除。切削力的誤差，在工件生產(chǎn)過程中，是普遍性現(xiàn)象。在這里舉個(gè)例子，某工件的加工流程中，由于切削力發(fā)生了改變，致使設(shè)定好的工藝系統(tǒng)產(chǎn)生了一定的變形或者振動(dòng)，刀具和工件之間的基本運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生變化，從而造成加工誤差，其影響從工件表面的粗糙度上能夠直接得到反映。
3誤差補(bǔ)償技術(shù)
在對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生誤差的問題所在有一定了解之后，就是如何針對(duì)這些問題所在，完善誤差補(bǔ)償方面的技術(shù)，從而達(dá)到提高數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工的精密度這一目的。由于誤差預(yù)防法的局限性和經(jīng)濟(jì)成本過高等原因，利用軟件技術(shù)進(jìn)行的誤差補(bǔ)償技術(shù)因其既有效又經(jīng)濟(jì)的特性而更受關(guān)注，這一種“精度進(jìn)化”的概念更具探索性和可行性。數(shù)控機(jī)床的誤差補(bǔ)償技術(shù)，是通過掌握原始誤差值前提下，從硬件上或軟件上造出與原始誤差反方向相等數(shù)值的人為性誤差，以達(dá)到將誤差抵消和降低的效果。
3.1合成補(bǔ)償法
合成補(bǔ)償法，是指針對(duì)造成誤差的單項(xiàng)因素，通過測量得出其原始誤差值，再以誤差合成公式計(jì)算出補(bǔ)償點(diǎn)的誤差反向數(shù)值，從而對(duì)誤差進(jìn)行相互抵消的辦法。現(xiàn)時(shí)在行業(yè)內(nèi)通用的機(jī)床幾何誤差模型，是基于SchulLschik教授運(yùn)用矢量圖得出的“機(jī)床各部件誤差及其對(duì)幾何精度的影響”這一理論下，F(xiàn)erreire與合作者們通過更深入的研究所得出的，該模型對(duì)單項(xiàng)誤差合成補(bǔ)償法具有突出的貢獻(xiàn)。
3.2直接補(bǔ)償法
直接補(bǔ)償法就是對(duì)整個(gè)加工生產(chǎn)過程進(jìn)行全面細(xì)致的測量，找出產(chǎn)生誤差的每個(gè)點(diǎn)位的矢量誤差，并利用差值的方法計(jì)算出每個(gè)補(bǔ)償點(diǎn)的誤差數(shù)，然后對(duì)其進(jìn)行誤差修正，直接補(bǔ)償法要求誤差點(diǎn)的確立和誤差補(bǔ)償之間的坐標(biāo)系必須保持一致，簡單而言，其要點(diǎn)在于“精確”二字，如果補(bǔ)償精度要求越高，那么只能找到整過生產(chǎn)過程中盡可能多的誤差點(diǎn)位所在。
3.3相對(duì)誤差分解、合成補(bǔ)償法
相對(duì)誤差分解、合成補(bǔ)償法，可以通過數(shù)據(jù)的分析得到大部分的誤差補(bǔ)償數(shù)據(jù)，然后從中得出數(shù)控機(jī)床中的每個(gè)單項(xiàng)誤差，再通過誤差合成的方法，對(duì)機(jī)床中的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。測量方式較為簡單，通過單一次的測量就可以獲得整個(gè)圓周內(nèi)的基本數(shù)據(jù)和信息，并對(duì)機(jī)床的精度和總體評(píng)價(jià)，相對(duì)地有一個(gè)基本而全面的了解，是誤差分解、合成補(bǔ)償法的優(yōu)勢所在。
4結(jié)論
關(guān)于數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)的探索和研究，經(jīng)過國內(nèi)外數(shù)十年的研究，對(duì)誤差的產(chǎn)生和控制已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)較為理想的階段，但要將研究應(yīng)用于大規(guī)模的實(shí)踐和生產(chǎn)中去，還需要依賴有關(guān)人員的進(jìn)一步努力，特別對(duì)于我國而言，探尋更先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)，對(duì)于增加國產(chǎn)機(jī)床的市場份額，提高我國機(jī)床設(shè)備的技術(shù)水平，有著深遠(yuǎn)的影響和意義。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床；熱誤差；補(bǔ)償建模；加工精度；研究綜述
所謂熱誤差，是因數(shù)控機(jī)床設(shè)備主體部分溫度參數(shù)水平升高導(dǎo)致的機(jī)床內(nèi)部技術(shù)工件熱變形現(xiàn)象，繼而因待加工技術(shù)工件與刀具技術(shù)部件之間發(fā)生相對(duì)性空間位置關(guān)系變化，而具體導(dǎo)致生產(chǎn)加工技術(shù)誤差現(xiàn)象，研究數(shù)據(jù)顯示，熱誤差現(xiàn)象的發(fā)生，大約占據(jù)數(shù)控機(jī)床設(shè)備總體性生產(chǎn)加工技術(shù)誤差的40.00%～70.00%。本文將會(huì)圍繞數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償建模綜述展開簡要闡釋。
1.數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償技術(shù)問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
通過針對(duì)數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償技術(shù)問題國內(nèi)外學(xué)者研究論述的系統(tǒng)性歸納總結(jié)分析，不難發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備熱誤差技術(shù)現(xiàn)象建模補(bǔ)償問題的研究，最早是在分析數(shù)控機(jī)床設(shè)備運(yùn)行使用過程中的熱效應(yīng)技術(shù)行為基礎(chǔ)上逐步成型的。
1980年，德國西柏林工業(yè)大學(xué)的UHeise以“數(shù)控機(jī)床設(shè)備的熱變形補(bǔ)償”為中心，撰寫并發(fā)表了博士論文，其在撰寫博士論文過程中開展的實(shí)驗(yàn)探究工作環(huán)節(jié)，獲取了針對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備熱變形技術(shù)現(xiàn)象幅度為65.00%的熱變形補(bǔ)償技術(shù)收益效果。與此同時(shí)，我國國內(nèi)部分研究機(jī)構(gòu)在針對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的熱誤差研究過程中也逐步取得了一系列重要研究進(jìn)展。1984年，中國北京機(jī)床研究所與德國西柏林工業(yè)大學(xué)機(jī)床和制造工藝研究所通過技術(shù)合作，共同建構(gòu)形成數(shù)控機(jī)床設(shè)備的熱誤差技術(shù)現(xiàn)象描述與處置模型，并在一立數(shù)控機(jī)床設(shè)備之上完成了技術(shù)檢驗(yàn)過程。在此基礎(chǔ)上，中國北京機(jī)床研究所獨(dú)立研究創(chuàng)建了針對(duì)型號(hào)為DM7732數(shù)控線切割機(jī)床的熱誤差補(bǔ)償應(yīng)用技術(shù)，并且在具體的實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用技術(shù)檢驗(yàn)過程中順利獲取了表現(xiàn)幅度在75.00%以上的熱誤差檢驗(yàn)效果。我國浙江大學(xué)借助熱彈性理論，運(yùn)用數(shù)學(xué)分析處置方法推導(dǎo)獲取了數(shù)控機(jī)床設(shè)備刀具技術(shù)部分的熱變形技術(shù)現(xiàn)象計(jì)算分析公式，同時(shí)還還建構(gòu)形成了指向數(shù)控機(jī)床設(shè)備中精密機(jī)械技術(shù)組件部分的熱模態(tài)技術(shù)理論。
20世紀(jì)90年代之后，數(shù)控機(jī)床設(shè)備的熱誤差補(bǔ)償技術(shù)研究工作進(jìn)入了快速繁榮的歷史發(fā)展階段，來自美國、德國、日本以及中國等多個(gè)國家的研究人員，在針對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備運(yùn)行過程中的技術(shù)形態(tài)和技術(shù)參數(shù)表現(xiàn)特征展開系統(tǒng)全面分析基礎(chǔ)上，接連創(chuàng)立了數(shù)量充足且形態(tài)各異的建模技術(shù)思路，創(chuàng)建和構(gòu)筑了數(shù)量眾多的熱誤差處理模型。學(xué)者Jedrzejewki等人基于數(shù)控機(jī)床設(shè)備能量損失現(xiàn)象年代研究分析角度，基于有限元分析方法建構(gòu)了數(shù)控機(jī)床設(shè)備的熱誤差補(bǔ)償模型；學(xué)者Chem等人在原本已經(jīng)研究獲取的21項(xiàng)數(shù)控機(jī)床設(shè)備技術(shù)誤差項(xiàng)目基礎(chǔ)上，系統(tǒng)化創(chuàng)立并且歸納了包含熱誤差以及幾何誤差項(xiàng)目在在內(nèi)的32項(xiàng)數(shù)控機(jī)床設(shè)備運(yùn)行技術(shù)誤差組成結(jié)構(gòu)成分；Srivastava等學(xué)者運(yùn)用HTM技術(shù)處理方法，創(chuàng)立并順利形成了指向數(shù)控機(jī)床設(shè)備五軸加工中心技術(shù)結(jié)構(gòu)的誤差處置模型，同時(shí)也有部分日不研究人員在針對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的運(yùn)行技術(shù)問題展開系統(tǒng)化研究分析基礎(chǔ)上，初步創(chuàng)立提出了關(guān)于“熱剛度”的技術(shù)概念。
美國密歇根理工大學(xué)YidingWang教授等人，在針對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的運(yùn)行熱誤差纖細(xì)展開系統(tǒng)分析條件下，創(chuàng)構(gòu)和提出了基于灰色系統(tǒng)理論的離線式熱誤差補(bǔ)償模型，以及在線式熱誤差補(bǔ)償模型。德國學(xué)者HermleHanrld研制創(chuàng)立應(yīng)用的數(shù)控機(jī)床設(shè)備熱膨脹技術(shù)現(xiàn)象補(bǔ)償技術(shù)模型，和AchjmidRoben研制創(chuàng)立應(yīng)用的數(shù)控機(jī)床設(shè)備熱變形補(bǔ)償奇偶數(shù)系統(tǒng)，均接連獲取德國國家級(jí)專利部門的認(rèn)可和授權(quán)。
在此基礎(chǔ)上，浙江大學(xué)陳子辰教授。于1992年召開的全國數(shù)控機(jī)床熱誤差控制與補(bǔ)償研究學(xué)術(shù)研討會(huì)上，明確闡釋了關(guān)于“熱敏感度”和“熱耦合度”等全新技術(shù)研究理念。上海復(fù)旦大學(xué)的楊建國教授在CNC車削技術(shù)中心基礎(chǔ)性設(shè)備技術(shù)條件基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性引入運(yùn)用了數(shù)控機(jī)床設(shè)備的熱誤差技術(shù)現(xiàn)象的魯棒建技術(shù)處理方法。1998年，楊建國教授和潘志宏教授還合作倉U立了針對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備車削加工技術(shù)中心模塊幾何誤差技術(shù)現(xiàn)象，以及熱誤差技術(shù)現(xiàn)象的綜合性數(shù)學(xué)處置技術(shù)模型。天津大學(xué)張奕群教授等人，在具體開展的數(shù)控機(jī)床設(shè)備熱誤差技術(shù)現(xiàn)象建模處置過程中引入了Kalman濾波器技術(shù)組件，促進(jìn)了辨識(shí)精度技術(shù)參數(shù)表現(xiàn)水平的顯著改善提升，上述技術(shù)研究人員以，某立運(yùn)行的JCS 018A型數(shù)控機(jī)床設(shè)備加工中心系統(tǒng)作為對(duì)象展開了系統(tǒng)的技術(shù)研究過程，在切實(shí)引入運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)處理基礎(chǔ)上，確保了實(shí)際補(bǔ)償技術(shù)效果獲取幅度水平達(dá)到了60.00%以上。與此同時(shí)，我國還有一定數(shù)量的高等院校和企業(yè)性生產(chǎn)單位，也相繼圍繞數(shù)控機(jī)床設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行過程中任務(wù)差技術(shù)問題展開了系統(tǒng)的研究分析，取得了一定的研究成果，為有效解決數(shù)控機(jī)床設(shè)備在具體生產(chǎn)運(yùn)行過程中的熱誤差技術(shù)問題作出了重要貢獻(xiàn)。
2.數(shù)控機(jī)床設(shè)備熱誤差補(bǔ)償?shù)某Ｒ娊Ｌ幹盟悸?/p>
在現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床設(shè)備熱誤差技術(shù)補(bǔ)償活動(dòng)開展過程中，通常應(yīng)用補(bǔ)償技術(shù)處置方法主要集中展現(xiàn)在如下2個(gè)基本方面：第一，直接針對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備在生產(chǎn)技術(shù)運(yùn)行過程中發(fā)生的熱誤差位移技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目展開補(bǔ)償處置。第二，針對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備在具體技術(shù)運(yùn)行過程中形成的溫度場技術(shù)結(jié)果實(shí)施重新平衡建構(gòu)處置。
源于平衡溫度場技術(shù)處置方法在針對(duì)某一技術(shù)矢量方向的熱誤差技術(shù)現(xiàn)象實(shí)施補(bǔ)償加熱處置過程中，源于本身對(duì)導(dǎo)致在其他矢量技術(shù)方向之中發(fā)生附加性的熱變形現(xiàn)象，繼而顯著增加了實(shí)際發(fā)生熱誤差技術(shù)參數(shù)量，所以在某些特定的技術(shù)情境之下，極有可能難以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備運(yùn)行技術(shù)空間之內(nèi)各類矢量技術(shù)方向的熱誤差技術(shù)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)有效充分的技術(shù)補(bǔ)償支出狀態(tài)。因此，在具體運(yùn)行數(shù)控機(jī)床設(shè)備開展技術(shù)工件的生存加工空手實(shí)踐過程中，往往推薦采用第一種熱誤差處置策略完成熱誤差技術(shù)現(xiàn)象的處置過程，并且在該種技術(shù)處置策略的具體應(yīng)用過程中，往往能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)熱誤差技術(shù)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)組件點(diǎn)位溫度參數(shù)，以及變形量參數(shù)的試動(dòng)態(tài)監(jiān)測，切實(shí)建構(gòu)熱誤差技術(shù)參數(shù)水平，與溫度技術(shù)參數(shù)或者是熱變形技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目之間的數(shù)量關(guān)系模型，之后結(jié)合數(shù)控機(jī)床設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)采集的動(dòng)態(tài)技術(shù)數(shù)，實(shí)時(shí)預(yù)測數(shù)控機(jī)床設(shè)備在未來具體運(yùn)行過程中可能發(fā)生的熱誤差技術(shù)數(shù)據(jù)項(xiàng)目，在此基礎(chǔ)上選取和運(yùn)用恰當(dāng)?shù)募继幹梅椒ㄍ瓿蔁嵴`差技術(shù)現(xiàn)象的補(bǔ)償處理工作。
【關(guān)鍵詞】 機(jī)床工業(yè)；現(xiàn)狀；發(fā)展規(guī)律；驅(qū)動(dòng)因素
中國作為全球的制造業(yè)大國，裝備制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有很大的比重。伴隨中國的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程，裝備工業(yè)有了迅猛發(fā)展，作為裝備制造業(yè)的核心和基礎(chǔ)，機(jī)床行業(yè)備受重視，機(jī)床工業(yè)無論地位、產(chǎn)值、技術(shù)、市場等各個(gè)方面均有了飛速發(fā)展，但和國際機(jī)床行業(yè)強(qiáng)國德國、日本比較還有一定差距，伴隨我國科學(xué)、技術(shù)進(jìn)步和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的發(fā)展，機(jī)床行業(yè)具有光輝的發(fā)展前景。本文主要從中國機(jī)床工業(yè)的發(fā)展規(guī)律及驅(qū)動(dòng)因素上分析機(jī)床工業(yè)的發(fā)展前景。
一、國際機(jī)床行業(yè)的發(fā)展規(guī)律和現(xiàn)狀
1、機(jī)床工業(yè)的生產(chǎn)狀況
全球28個(gè)主要機(jī)床生產(chǎn)國家和地區(qū)2012年產(chǎn)值為932億美元，中國約占30%，位居第一位。機(jī)床生產(chǎn)前8位國家和地區(qū)依次是中國、日本、德國、意大利、瑞士、美國、韓國和中國臺(tái)灣。進(jìn)入世界機(jī)床產(chǎn)值最大20家企業(yè)中，日本和德國最多，分別達(dá)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(jī)床生產(chǎn)強(qiáng)國。
2、全球機(jī)床行業(yè)的消費(fèi)情況
中、德、日、美、意是世界機(jī)床重點(diǎn)消費(fèi)大國，占全球消費(fèi)總量的73%。2013年中國機(jī)床消費(fèi)381億美元，漲幅近12%，占全球消費(fèi)量的30%，仍然居世界第一，其中中國金屬加工機(jī)床消費(fèi)則占據(jù)全球市場的45%。美國、德國、日本機(jī)床消費(fèi)增長已成定勢，而且以中高檔數(shù)控機(jī)床為消費(fèi)主流。以歐元計(jì)算，各地區(qū)占比基本未變，亞洲占全球機(jī)床產(chǎn)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(jī)床消費(fèi)國占全球市場80%。
3、全球機(jī)床行業(yè)的特點(diǎn)和分布格局
歐美機(jī)床企業(yè)集團(tuán)化趨勢加強(qiáng)，控制著機(jī)床行業(yè)高端技術(shù)。美國企業(yè)重點(diǎn)發(fā)展高精尖機(jī)床技術(shù)，生產(chǎn)飛機(jī)、宇航、汽車工業(yè)所需高精度、高效、高自動(dòng)化、高性能機(jī)床。德國企業(yè)對(duì)加工工藝研究投資不遺余力，尤以重型機(jī)床、大型精密機(jī)床著稱，精度及使用壽命最好。瑞士機(jī)床企業(yè)以中小精密機(jī)床技術(shù)著稱于世，擅長將現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床系統(tǒng)。意大利機(jī)床企業(yè)擅長生產(chǎn)單臺(tái)定制，個(gè)性化顯著的機(jī)床，機(jī)床的柔性化程度高。韓國、日本、臺(tái)灣擅長生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)實(shí)用性較強(qiáng)的中高檔機(jī)床，其中日本企業(yè)對(duì)機(jī)床壽命設(shè)計(jì)有特別的獨(dú)到技術(shù)。
4、機(jī)床行業(yè)在全球進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)移
產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重要理論依據(jù)是比較優(yōu)勢，由于各個(gè)國家的勞動(dòng)力成本、產(chǎn)業(yè)配套、法律法規(guī)、教育體系等各個(gè)方面的不同，同樣的產(chǎn)品在各個(gè)國家中成本有明顯差異，而發(fā)展中國家在制造業(yè)和一些低端產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢，成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的理想目的地。發(fā)達(dá)國家將傳統(tǒng)成熟產(chǎn)業(yè)有計(jì)劃、有步驟地向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。造船行業(yè)、港口機(jī)械、工程機(jī)械等勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)由于技術(shù)含量較低、運(yùn)輸成本高、環(huán)保壓力大等因素成為發(fā)達(dá)國家的主要轉(zhuǎn)移領(lǐng)域。中國機(jī)床行業(yè)由于中國的第一消費(fèi)大國地位和生產(chǎn)成本、人員工資、工業(yè)配套等因素成為機(jī)床產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的第一大國。高端制造主要集中在發(fā)達(dá)國家，高端裝備制造不但體現(xiàn)在技術(shù)檔次高、系統(tǒng)復(fù)雜成套、大型重型化、高速精密等科技水平和技術(shù)參數(shù)，更體現(xiàn)在售后服務(wù)復(fù)雜和更新?lián)Q代快。總體表現(xiàn)為：投入巨大、成套復(fù)雜，規(guī)模龐大、研發(fā)周期長等方面。所以國內(nèi)在重型設(shè)備等方面進(jìn)步明顯，比如港口機(jī)械、船舶、發(fā)電設(shè)備等，而精密機(jī)械等方面突破較慢。
二、我國機(jī)床行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
在國家經(jīng)濟(jì)增長的拉動(dòng)和國內(nèi)市場國際化促動(dòng)下，中國機(jī)床行業(yè)從2002年（入關(guān)后）起，機(jī)床消費(fèi)總量呈加速增長趨勢，“十五”以來，我國市場機(jī)床消費(fèi)總額、進(jìn)口額已連續(xù)居世界第一，數(shù)控機(jī)床更是以兩位數(shù)以上的增長速度快速發(fā)展，成為排名第一的機(jī)床消費(fèi)大國。2012年機(jī)床全行業(yè)總產(chǎn)值為8000億元。預(yù)計(jì)2015年年消費(fèi)額將近8500億元左右。國內(nèi)機(jī)床消費(fèi)市場競爭國際化，世界機(jī)床制造基地移地中國化成為大趨勢，國家建立裝備制造業(yè)基地如上海、沈陽、大連、浙江等。目前我國機(jī)床行業(yè)產(chǎn)品覆蓋國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，滿足各個(gè)行業(yè)的基本需求，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中需要的裝備制造業(yè)機(jī)床，我國均能自行生產(chǎn)，基本沒有空白。
1、我國機(jī)床工業(yè)的歷史發(fā)展規(guī)律
中國機(jī)床消費(fèi)總量呈加速增長趨勢，消費(fèi)的增長導(dǎo)致了進(jìn)口的快速增長，消費(fèi)增長主要是受到固定資產(chǎn)投資增長、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和跨國公司加大對(duì)中國投資建廠和合資生產(chǎn)的影響。這也是我國裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)的路線圖和升級(jí)進(jìn)化過程，作為制造業(yè)核心的機(jī)床也經(jīng)歷了同樣的發(fā)展歷程，隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，機(jī)床行業(yè)形成了低端到高端的歷史發(fā)展進(jìn)程。
2、我國機(jī)床產(chǎn)業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀及存在問題
國內(nèi)機(jī)床行業(yè)面臨的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理問題突出。首先是粗加工機(jī)床占總產(chǎn)量的40%以上，機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率低（32.7%），其次，數(shù)控機(jī)床低檔產(chǎn)品所占比例高（75%），數(shù)控化水平與國際差距較大。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床高、中、低檔比例為3：22：75。國產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床基本滿足了國內(nèi)需求，中檔數(shù)控機(jī)床具備了一定的生產(chǎn)能力，小批量的國產(chǎn)高端數(shù)控機(jī)床已投入使用。
國內(nèi)機(jī)床行業(yè)存在的問題是：機(jī)床精度普遍較低，缺少剛度實(shí)驗(yàn)，很少采用軟件補(bǔ)償、溫度變形補(bǔ)償、高速主軸系統(tǒng)動(dòng)平衡技術(shù)等保證定位精度，僅有少數(shù)幾種產(chǎn)品可達(dá)歐洲標(biāo)準(zhǔn)定位精度；基礎(chǔ)材料性能弱，很少普及高強(qiáng)度密烘鑄鐵（樹脂砂技術(shù)），無重大新材料開發(fā)；機(jī)床結(jié)構(gòu)開發(fā)性能差，高速機(jī)床需要強(qiáng)化結(jié)構(gòu)剛性，減輕移動(dòng)件重量，機(jī)床整體結(jié)構(gòu)突破傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的能力差；技術(shù)差距大，國外普及的遠(yuǎn)程服務(wù)技術(shù)、交鑰匙工程、高速機(jī)床硬切削、干切削及其機(jī)理研究空白，基本無切削軟件包供應(yīng)；關(guān)鍵配套件性能不足，電主軸、高速滾珠絲杠副、直線電機(jī)、高速高精度數(shù)控系統(tǒng)，高精度位置檢測系統(tǒng)等普遍處于低水平狀態(tài)。
3、機(jī)床行業(yè)的市場分析
（1） 普通制造業(yè)。普通機(jī)械加工業(yè)中五金、電力設(shè)備、模具加工、礦山機(jī)械、冶金設(shè)備、建材設(shè)備、石油化工設(shè)備是帶動(dòng)機(jī)床消費(fèi)增長的主要因素。
（2）汽車行業(yè)。汽車工業(yè)對(duì)機(jī)床裝備的需求具有多層次、寬領(lǐng)域、快節(jié)奏、高質(zhì)量、數(shù)量大的特點(diǎn)，柔性加工生產(chǎn)線、各種數(shù)控專用機(jī)床將是日后國內(nèi)機(jī)床工業(yè)向汽車工業(yè)領(lǐng)域滲透的重點(diǎn)。中國汽車零部件配套行業(yè)的實(shí)力與主機(jī)廠的需求差距還相當(dāng)大，汽車配套企業(yè)必須擴(kuò)充、提高裝備能力，才能謀求其未來的生存發(fā)展。
（3）航空、航天、船舶、軍工行業(yè)。航空、航天、船舶、軍工產(chǎn)業(yè)是高端機(jī)床市場需求的大戶。隨著國家綜合國力的增強(qiáng)和國防現(xiàn)代化的升級(jí)，國家將會(huì)加大對(duì)國防裝備的投入（預(yù)計(jì)由目前占國內(nèi)生產(chǎn)總值的2.5%提高到2025年的5%）。
（4）電子信息產(chǎn)業(yè)。電子信息產(chǎn)業(yè)是精密機(jī)床的主要市場。電子信息技術(shù)水平是國家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。我國電子信息行業(yè)近幾年固定資產(chǎn)投資規(guī)模以年均16%速度增長。
4、數(shù)控機(jī)床是機(jī)床發(fā)展的主流
國內(nèi)數(shù)控機(jī)床可供品種超過1500余種，特別是五軸（及以上）聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成功開發(fā)，包括最關(guān)鍵的萬能自動(dòng)鏜銑頭在內(nèi)，只是精度、性能與國際水平還有差距。技術(shù)差距主要體現(xiàn)在整體加工精度、高速運(yùn)行穩(wěn)定性、持續(xù)無故障運(yùn)行時(shí)間、后勤遠(yuǎn)程維護(hù)等與國外產(chǎn)品有較大差距。核心部件數(shù)控化率不高，自動(dòng)化程度低。數(shù)控機(jī)床的性能主要由關(guān)鍵功能件所決定，數(shù)控機(jī)床價(jià)值的60%由關(guān)鍵功能件所決定，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床功能件產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，集中度小，產(chǎn)品性能水平與國外差距較大。國內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口，中高檔機(jī)床用的數(shù)控系統(tǒng)、滾珠絲杠、高速電主軸、刀庫機(jī)械手、全功能數(shù)控刀架、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和高速防護(hù)裝置等，很多是以進(jìn)口為主。
三、機(jī)床行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素
1、國家的產(chǎn)業(yè)政策支持
機(jī)床工業(yè)是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)和核心，2010年10月，國務(wù)院出臺(tái)的《加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》也明確指出，要積極發(fā)展以數(shù)字化、柔性化及系統(tǒng)集成技術(shù)為核心的智能制造裝備，其中高檔數(shù)控機(jī)床成為了發(fā)展的重中之重。在“十二五”規(guī)劃中，明確提出要重點(diǎn)發(fā)展四大主機(jī)（金屬切削機(jī)床、金屬成型機(jī)床、鑄造機(jī)械、木工機(jī)床）。高端裝備制造業(yè)升級(jí)換代，和工業(yè)化、重工化的歷史發(fā)展機(jī)遇將在很大程度上推動(dòng)機(jī)床行業(yè)快速增長。到2020年，航空航天、船舶、汽車、發(fā)電設(shè)備制造等相關(guān)行業(yè)所需要的高檔數(shù)控機(jī)床的大部分供應(yīng)將立足國內(nèi)，未來我國機(jī)床行業(yè)發(fā)展空間十分廣闊。
2、隨著裝備制造業(yè)和工業(yè)化、信息化的興起，機(jī)床行業(yè)發(fā)展后勁十足，前景廣闊
經(jīng)過多年的積累和技術(shù)進(jìn)步，我國工業(yè)特備是裝備制造業(yè)獲得快速發(fā)展，中國目前已經(jīng)成為世界主要的機(jī)械裝備生產(chǎn)國和消費(fèi)國家，技術(shù)含量和工藝水平大大提高，產(chǎn)品質(zhì)量僅次于美國、日本和德國，領(lǐng)先于意大利和英國。我國裝備制造業(yè)的快速發(fā)展和國家崛起，必然導(dǎo)致基礎(chǔ)工業(yè)機(jī)床行業(yè)的快速發(fā)展。
3、機(jī)床行業(yè)高速發(fā)展具有一定穩(wěn)定性
隨著高速、高效、高精度機(jī)床的技術(shù)成熟和大批量生產(chǎn)，歐美、日本、韓國等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)機(jī)床更新?lián)Q代加速，中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展和世界制造業(yè)向中國的轉(zhuǎn)移，未來國內(nèi)產(chǎn)品方向重點(diǎn)是高度數(shù)控化、高效、精密、大型化、功能復(fù)合化。預(yù)計(jì)十二五期間，國內(nèi)數(shù)控機(jī)床增長率保持在30%以上，國內(nèi)市場占有率達(dá)到70%以上。中高檔數(shù)控機(jī)床將成為市場消費(fèi)的主流。機(jī)床行業(yè)的重點(diǎn)用戶分布在電力工業(yè)、航空、航天工業(yè)、造船工業(yè)、鐵路機(jī)車工業(yè)、國防工業(yè)、機(jī)械工業(yè)和汽車工業(yè)七大行業(yè)領(lǐng)域，隨著中高檔數(shù)控產(chǎn)量提高，該行業(yè)收益水平將進(jìn)一步提高。同時(shí)隨著機(jī)床行業(yè)體制改革和國家政策支持力度加大，行業(yè)贏利水平必將大幅度提高。同相關(guān)行業(yè)比較，機(jī)床行業(yè)的毛利率較高，尤其高于普通機(jī)械加工行業(yè)水平。隨著機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率的提高，該行業(yè)收益水平將進(jìn)一步提高，機(jī)床用戶分布廣泛，各個(gè)國家工業(yè)發(fā)展的差異化、各個(gè)行業(yè)發(fā)展的差異性、機(jī)床產(chǎn)品的差異性和技術(shù)更新的快速性，使得機(jī)床行業(yè)的發(fā)展保持較高的穩(wěn)定性。中國機(jī)床不會(huì)出現(xiàn)明顯的行業(yè)跟隨周期。目前約有30%機(jī)床提供給汽車、工程機(jī)械等相關(guān)行業(yè)，20%供給軍工、輪船、IT等行業(yè)，50%供給通用機(jī)械加工行業(yè)。機(jī)床用戶分布廣泛，各個(gè)行業(yè)發(fā)展的差異性和不均衡性將使得中國機(jī)床行業(yè)發(fā)展保持較高的穩(wěn)定性。
4、大規(guī)模的基本建設(shè)是機(jī)床工業(yè)高速發(fā)展的保證
中國大規(guī)模的港口建設(shè)，特別是集裝箱港口建設(shè)推動(dòng)中國的集裝箱、集裝箱起重機(jī)行業(yè)快速崛起，并一舉奠定了全球行業(yè)的主導(dǎo)地位。目前國內(nèi)集裝箱港口吞吐量躍居全球首位。在十二五期間，中國國內(nèi)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(jī)場、港口、場館、住宅建設(shè)仍將是全球最活躍的區(qū)域，工程項(xiàng)目難度大，相應(yīng)的消耗施工機(jī)械強(qiáng)度將保持穩(wěn)定。超高壓輸變電項(xiàng)目、鐵路提速、國油國運(yùn)、航空航天領(lǐng)域國家采購等使得國內(nèi)需求仍構(gòu)成了全球需求中舉足輕重的部分。固定資產(chǎn)投資和汽車、航空航天、模具等工業(yè)的發(fā)展是刺激機(jī)床行業(yè)起飛的主要因素。我國固定資產(chǎn)每投入100億元，將會(huì)帶動(dòng)0.8―1.1億元的機(jī)床市場消費(fèi)額，轎車產(chǎn)量每增減1%，數(shù)控機(jī)床消費(fèi)量就變動(dòng)0.54%。發(fā)電設(shè)備、船舶、冶金等大型和重型工業(yè)也是機(jī)床的主要消費(fèi)者。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 中國機(jī)床商務(wù)網(wǎng)[OL].2010-2013.http：//.
[2] 中國統(tǒng)計(jì)年鑒網(wǎng)[OB/OL].2010-2013.
[3] 工業(yè)統(tǒng)計(jì)年報(bào).2010-2013.
