数控机床发展现状及发展趋势《金属加工世界》2012年第1期

数控机床发展现状及发展趋势《金属加工世界》2012年第1期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。

德马吉为客户推出“绿灯”预检计划如今，机床早已成为一国综合竞争实力的重要标志，工业发达国家对数控机床的发展高度重视，竞相发展高精、高效、高自动化的高档数控机床，以加速工业和国民经济的发展。

世界数控机床发展概况从产值来看。

2010年，世界28个机床生产国的产值预计超过660亿美元，同比增长21%。

其中，中国、日本、德国位列全球机床生产的前三位，分别占全球市场份额的32%、18%和15%。

日本机床工业在经历了2009年的严重衰退之后全面反弹，重返机床第二大生产国的位置。

德国机床制造业产值2010年继续下滑，但仍位列第三。

美国机床制造业产值也持续下滑，已跌至全球第八，位于意大利、韩国、瑞士等国之后。

表：2010年主要机床生产国家/地区产值（单位：百万美元）从需求市场来看。

2010年，全球机床消费排名前5位的分别是中国、德国、日本、韩国和意大利。

其中，韩国和日本同比均实现两位数增长。

机床产品人均消费情况差异较大，瑞士仍为全球人均消费金属加工机床最多的国家。

从技术发展水平来看，目前世界高档数控机床制造业以美国、日本、德国等工业强国为主要生产国，这些国家掌握着该制造领域的主要核心技术。

美国在数控机床的主机设计、制造和数控系统方面的基础扎实。

虽然美国生产机床比英国要晚50年，但在制造技术方面很快就超过了英国，跃居世界首位。

美国的机床主要应用于汽车工业、航空工业、建筑业和医疗设备制造业等，技术水平世界领先，几家著名机床公司如Cincinnati、G&L、Hardinge、Gleason、Ingersoll公司等长期以来均生产高精、高效、高自动化数控机床供应美国市场需求，不仅可以生产宇航领域使用的高性能数控机床，也可为中小企业生产廉价实用的数控机床。

由于拥有领先的技术和优质的产品，使美国成为全球高档数控机床的出口大国，其出口的最重要市场为中国、墨西哥等国家和地区，2010年美国累计出口数控机床9.33亿美元，同比增长40%。

德国政府一贯重视机械工业，特别是机床工业的发展。

德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、出口遍及世界，尤其是大型、重型、精密数控机床，主要出口地为中国、美国和俄罗斯等。

此外，德国还重视数控机床主机配套件的先进实用性，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统等各种功能部件在质量、性能上居世界前列。

德国拥有多家世界知名企业，如世界最大的数控钣金制造商――通快集团；拥有广泛影响力及世界先进高档数控机床生产技术的德马吉（DMG）公司；西门子公司的数控系统更是世界闻名。

从2009年末开始，受益于中国、韩国和印度的强劲拉动，德国机床行业快速恢复元气。

长期以来，日本政府不断加强数控机床的研发，并通过规划和制订法规，提出日本数控机床行业的发展方向，并提供充足的研发经费，鼓励科研机构和企业大力发展数控机床。

日本在机床部件配套方面学习德国，在数控技术和数控系统的开发研究方面学习美国，并改进和发展了两国的成果，取得了较好的效果。

日本在发展数控机床的过程中，特别注意发展关键技术，开发核心产品。

日本政府重点扶植发那科公司开发数控机床的数控系统，该公司生产的数控系统约占全球近一半的市场份额；其他厂家则重点研发机械加工部分，较为著名的生产企业有马扎克（Mazak）、天田（Amada）、大隈（Okuma）、森精机等。

由于来自亚洲、欧洲以及北美地区的机床订单额不断攀升，因此2010年日本机床的外需订单额达到了6711亿日元，同比增长了170%；内需订单额为3075亿日元，同比增幅为92.6%。

除上述三个国家外，意大利、瑞士等国的高档数控机床产业也位居世界前列。

其中，意大利的著名机床厂有Ficep、Fidia、JoBs、Mangoni、MCM等，产品广泛用于汽车、电子、机械等领域；瑞士的中小型精密机床长期独步世界，许多高精度车床、磨床、齿轮机床、电加工机床、加工中心、小型组合机床、刀具磨床等质量超群。

国产数控机床现状及发展趋势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。

1、数控机床的概念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。

2、国产数控机床的发展现状国产数控机床与国际先进水平差距逐渐缩小数控机床是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床的发展经历了30年跌宕起伏，已经由成长期进入了成熟期，可提供市场1,500种数控机床，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域，产品种类可与日、德、意、美等国并驾齐驱。

特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域部分技术已经达到世界先进水平。

其中，五轴(坐标)联动数控机床是数控机床技术的制高点标志之一。

它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工，是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。

五轴联动数控机床的应用，其加工效率相当于2 台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。

国产五轴联动数控机床品种日趋增多，国际强手对中国限制的五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功，改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面。

从技术发展水平来看。

随着“高档数控机床与基础制造装备重大专项”重点任务陆续完成，我国国产机床数控化率由“十五”末的35.5%提高到“十一五”末的51.9%。

我国在数控系统方面已经开发出多轴多通道、总线式高档数控装置产品。

武汉华中数控股份有限公司、沈阳高精数控技术有限公司等单位已完成50多套开放式全数字高档数控装置的生产。

国产数控机床产品覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域。

特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域，部分技术已经达到世界先进水平。

国产五轴联动数控机床品种日趋增多，五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功，改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面，加速了我国从机床生产大国走向机床制造强国的进程。

从市场需求情况来看。

目前中国是世界上最大的数控机床进口国和消费国，2010年，中国机床消费同比增长43%，达到284.8亿美元，进口约为94亿美元，中国成为世界第一大机床消费国。

虽然“十一五”期间机床行业实现了较快发展，但高档数控机床产值仅约占金属加工机床行业产值的10～15%，面对巨大的消费市场，国内机床生产企业的生产能力无法满足迅速膨胀的市场需求，多数高档数控机床产品仍需大量从国外进口。

3、国产数控机床存在的问题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：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。

数控功能部件是另外一个薄弱环节。

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。

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。

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。

民族品牌与国际品牌差距明显2004年 6月一份广东机床用户的抽查情况透露，在数控机床的各个品牌之中，用户对欧洲、日本、美国、韩国和中国台湾等数控机床品牌的关注度已占全部市场的60%以上。

品牌知名度上的差距，导致用户在选择加工设备时把更多的机会给了海外数控机床行业的一些“实力派”。

如哈尔滨某发动机(集团)有限公司的缸体生产线是一条全自动加工线，其粗加工选用韩国大宇重工的专机自动线，精加工则选用了英国CROSS HULLE公司的专机自动线，缸盖加工线是由德国Cross. Huller公司制造的高速加工中心和专机自动线、德国产的全自动在线测量机、日本产的全自动密封检测机和清洗机组成的。