国产数控机床发展现状

20 世纪80年代初，国内先后从日本、美国等国引进了一些CNC 装置及主轴、伺服系统的生产技术，并陆续投入了批量生产，从而结束了数控机床发展徘徊不前的局面，推动了数控机床的发展。

到20世纪90年代初，国内的数控机床及数控系统的生产具有了一定的规模，但前进中的数控机床产业正面临十分严峻的形势。

进入WTO后，中国将进入日趋完善的国内外相统一的大市场，大量数控机床及数控系统进口，将对发展中的数控产业造成巨大的冲击。

2003年开始，中国已成为全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。

随着数字制造这一新理念被引入中国制造业，有必要对国内数控机床产业的现状及趋势做些探讨。

数控机床被称为“工作母机”，是一个国家一切生产制造工作的基础。

多年来，国外发达国家在这一领域一直对中国严密封锁，牢牢掌控所有核心技术。

数控机床就是在数字控制下，能在尺寸精度和几何精度两方面完成金属毛坯零件加工成所需要形状的工作母机的总称。

数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。

数控机床是现代机械制造业中不可缺少的加工设备，在机械制造业中发挥着重要的作用，能解决机械制造中结构复杂、精密、批量小、零件多变的加工问题，且产品加工质量稳定，生产效率较高长期以来，国产机床数控技术始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。

究其原因，国内本土机床数控系统开发企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。

同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的机床数控系统还没有形成品牌效应。

同时，中国的机床数控产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。

更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。

国外公司在中国数控系统销量中的80％以上是普及型数控系统。

如果我们能在普及型数控系统产品快速产业化上取得突破，中国数控系统产业就有望从根本上实现战略反击。

同时，还要建立起比较完备的高档数控系统的自主创新体系，提高中国的自主设计、开发和成套生产能力，创建国产自主品牌产品，提高中国高档数控系统总体技术水平。

由于中国技术水平和工业基础还比较落后，数控机床的性能、水平和可靠性与工业发达国家相比，差距还是很大，尤其是数控系统的控制可靠性还较差，数控产业尚未真正形成。

因此加速进行数控系统的工程化、商品化攻关，尽快建成与完善数控机床和数控产业成为当前的主要任务。

目前主要问题有：一、核心技术严重缺乏统计数据表明，数控机床的核心技术—数控系统，由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成，中国90%需要国外进口。

如在上海设厂的德国吉特迈集团和意大利利雅路机床集团，在烟台建厂的韩国大宇综合机械株式会社，所有的核心技术都被外方掌握。

国内能做的中、高端数控机床，更多处于组装和制造环节，普遍未掌握核心技术。

国产数控机床的关键零部件和关键技术主要依赖进口，国内真正大而强的企业并不多。

目前世界最大的3 家厂商是：日本发那客、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。

国内有华中数控、航天数控等。

国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。

高档次的系统全都是进口。

华中数控近几年发展迅速，软件水平相当不错，但在电器硬件方面还需进一步提高。

目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。

二、数控功能部件是一个薄弱环节机床是由各种功能部件（主轴单元及主轴头、滚珠丝杠副、回转工作台和数控伺服系统等）在床身、立柱等基础机架上集装而成的，功能部件是数控机床的重要组成部分。

数控机床整体技术与数控机床功能部件的发展是相互依赖、共同发展的，所以功能部件的创新也深深地影响着数控机床的发展。

我国数控机床功能部件已有一定规模，电主轴、主轴单元、数控系统等也有专门的制造厂家，其中个别产品的制造水平接近国际先进水平。

某种意义上说，功能部件将构筑21世纪现代数控机床。

功能部件的性能和价格决定了数控机床的性能和价格。

功能部件不是机床附件，它是数控机床的核心代表。

国产数控机床的主要故障大多出在功能部件上，它是影响国产数控机床使用的主要根源。

但整体上，我国机床功能部件发展缓慢、品种少、产业化程度低，精度指标和性能指标的综合情况还不过硬。

目前，滚珠丝杠、数控刀架、电主轴等功能部件仅能满足中低档数控机床的配套需要。

从国产数控机床的开发和使用来看，功能部件急需技术攻关。

衡量数控机床水平的高档数控系统、高速精密电主轴、高速滚动功能部件等还依赖进口。

特别在数控刀具滞后现象反映相当强烈。

国产数控刀具在寿命、可靠性等方面差距明显，无论在品种、性能和质量上都远远不能满足用户要求。

由于国产刀具品种少、寿命低，严重影响数控机床效率的发挥。

调研企业进口的数控机床，配用大量进口数控刀具，由于价格昂贵，用户不堪负担。

数控立、卧回转工作台，数控分度盘和数控电动刀架等数控功能部件市场中海外商家也稍胜一筹。

三、自主创新能力不足、技术创新和成果转化与市场脱节长期以来，我国机床制造业的基础、共性技术研究工作主要在行业性的研究院所进行。

能力薄弱，技术创新投入不足，引进消化吸收能力差，低水平生产能力过剩，自主创新能力不高，缺乏优秀技术人才。

虽然国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进数控技术，但缺乏对基础共性技术的研究，忽视了自主开发能力的培育，企业的市场响应速度慢。

适销对路的产品是企业在市场竞争中取胜的根本。

技术创新是产品满足市场需要的关键。

多数企业在确定数控技术创新项目上没有突出重点，市场定位不明确，不能集中力量，突破重点，带动整体，项目安排带有盲目性。

首先，盲目跟随国际技术潮流增加生产能力。

数控机床产业本身的水平关键要看创新能力、人员素质和企业素质的提高。

近年来的改制、改组已有一些初步成效，来之不易。

在面对市场需求增加的同时，还是要清醒看市场，稳妥求发展，还是要抓前、抓后(即抓开发、抓销售、抓质量、抓服务)，慎重抓能力。

中国要成为制造市场，而不是加工市场，机床行业也应正确看待这个问题。

否则就造成科技攻关的新产品差距仍然很大，浪费了有限的人力物力；其次技术创新取得成果后，缺乏市场化的全面安排，质量保证体系的不健全，尚未制定相应的规范和标准，制造工艺研究严重滞后。

造成数控机床市场占有率逐年下降；再次，不重视质量和服务。

机床行业是第 1 个提出质量承诺声明的行业，在市场好转的时候，企业对质量和服务更要重视，对用户更加周到和热情，一个企业的品牌往往是在市场好的时候树立的，也往往是在市场好的时期丢掉的。

四、缺乏先进的管理机制多数企业都受到生产经营缺乏动力、自我约束机制不健全、劳动生产率低下等问题的严重困扰。

适应市场经济需求的以企业为主体、产学研相结合的技术创新体系尚未形成，缺乏吸引高层次、高素质人才创新创业的环境，无法有效整合相关技术、产业和资源优势，形成合力开展联合攻关，共同打造技术创新平台。

所以必须按照经济发展的客观要求，建立以公司法人为主要内容的现代企业制度。

真正确立以用户为中心的市场经济观念，认真调整产品结构和组织结构。

真正让市场在资源配置中起基础作用。

五、产品质量、可靠性及服务等能力不强国产机床数控系统在稳定性、通用性、交货期和服务等方面与国外著名品牌相比存在较大的差距。

在质量方面，国产数控系统的可靠性指标MTBF与国际先进数控系统相差较大。

国产数控车床、加工中心的MTBF与国际上先进水平也有较大差距。

在交货期方面，绝大多数企业由于任务重拖期交货。

服务体系不健全，在市场开拓、成套技术服务、快速反应能力等方面不能满足市场快节奏和个性化的要求。

六、高档数控机床的国内供应能力不足尽管我国数控行业近年来取得了长足的发展，机床数控化率稳步提高，但机床消费和生产的结构性矛盾仍然比较突出。

目前，国内对数控中高档机床的需求量逐渐超过低档手工操作机床。

但国产数控机床以低档为主，高档数控机床绝大部分依赖进口。

综上所述，数控技术的发展是与现代计算机技术、电子技术发展同步的，同时也是根据生产发展的需要而发展的。

现在数控技术已经成熟，发展将更深、更广、更快。

未来的CNC 系统将会使机械更好用，更便宜。

面对国外超前的机床数控系统的设计理念、及时的交货周期、完善的销售体系、无微不至的人文元素，国内机床数控系统提供商能做的就只有广泛的征求用户的需求，并且根据本土机械加工布局特色、常用原材料加工特性等因素，在尽可能短的设计周期内开发满足特定客户需求的机床数控系统。

而不应该再跟随国外生产商的步伐，进行简单的拷贝、复制、制造过程，继续生产被国外生产商摒弃的低端落后的产品。

盲目跟随眼前的脚窝赶路，换来的只能是别人脚后跟扬起的一滩烂泥。

我认为，企业想要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展，就必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本，制造出合乎市场需要的、性能合适的产品，而产品质量的优劣，制造周期的快慢，生产成本的高低，又往往受工厂现有加工设备的直接影响。

目前，采用先进的数控机床，已成为我国制造技术发展的总趋势。

购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径，但是成本太高，很多企业在短时间内都无法有那么多的资金，这严重阻碍企业的设备更新和设备改造的步伐；同时目前大多数企业还有数量众多，而且还具有较长使用寿命的普通机床，由于普通机床加工精度相对较低、不能批量生产，生产的自动化程度不高，生产自适应性差，但考虑投资成本，产业的连续性和转型周期，又不能马上淘汰。

而改造现有旧机床、配备与之相适应的数控系统，把普通机床改装成数控机床，是当前许多企业对现有设备改造换代的首选办法，也是提高机床数控化率的一条有效途径，不失为一条投资少、提升产品加工精度及质量，提高生产效率的捷径，使企业提升竞争力，在我国成为世界制造业中心及制造强国的进程中，占有一席之地。

对于本课题，既可以达到完成毕业设计的目的，又可以达到研制新成果，开阔科研门路的目的。

普通车床自动控制系统研制，是利用传统普通车床，结合计算机、电子科技知识，变动手为自动，由粗加工变精加工，实现“变废为宝”的最终目的，成品的主要用处为：既可以作为成品机型加工小批量精度高的零配件，又可以作为直观、实效的机电演示设备，结合理论教学最直接的实现由单一机械产品，经电子化改造变为以机电为动力最终实现精密机械加工的数控机床。