国产高档数控机床发展现状及对策

国产高档数控机床的发展现状及对策李冰学号：1001100122 机械工程学院机械工程及自动化2010级1班

摘要：近几年来，国产的低端数控系统基本把国外竞争对手挤出了中国市场；而高端市场则正好相反，国产只占不到十分之一。高端数控系统市场基本上在法那科和西门子等厂家的掌握中。国外高档数控系统，在高速和高精度表现上，以及在五轴加工和智能化方面比国内产品表现都好，而且其平均无故障时间是国内产品的4倍。除了数控系统水平的差距，关键零部件领域的薄弱也限制了国产机床的高度。

关键字：高档数控机床；现状；对策；数控系统

The development present situation and countermeasures of domestic high-grade CNC machine tool

Abstract: in recent years, domestic low-end numerical control system the basic foreign competitors out of the China market; While the high-end market, by contrast, domestic only accounts for less than one over ten. High-end CNC system market largely in the hands and Siemens, etc. Foreign high-grade CNC system, performance in high speed and high precision, and in terms of five axis machining and intelligent than domestic products performance is good, and the MTBF is four times that of domestic products. In addition to the numerical control system level of gap, the key parts in the field of weak also limits the height of the domestic machine tool.

Key words: high-grade CNC machine tools; The status quo; Countermeasures; Numerical control system

0引言

先进制造技术的基础和核心是数控技术, 它是一项共性技术, 反映了一个

国家制造技术的水平和工业水平。数控机床经历了高速高精加工、复杂曲面多轴

联动加工、开放式数控系统几个阶段。为了提高制造能力和水平，提高对动态多

变市场的适应能力和竞争能力，当今世界各国制造业广泛采用数控技术。各工业

发达国家还将数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数

控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和

限制政策。[1]目前，我国已经将高档数控机床与基础制造技术列入《国家中长期

科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》所确定的十六个重大专项。

2. 中国数控机床发展过程

我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，发展过程大致可分为两大阶段。在1958~1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中,对数控机床特点、发展条件缺乏认识，由于人员素质差、基础薄弱、配套件不过关，无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从国外引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。除了2008和2009经济危机外，其他的年份中国数控机床产量持续增长。如图1为2005～2011年中国数控机床产量及增速趋势图。

单位：万台

图1

尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国。如图2所示为2010年世界机床消费前十名排名份额图。

单位：亿美元

图2

3. 国产高档数控机床发展现状

在机床行业，一般以数控机床所控制的轴数为标准来划分档次，三轴以下的为低档，三至五轴为中高档，五轴以上为高档。[2]数控机床是机床工业的方向，其高精、高细、高速、柔性、智能，是现代机床工业的标志，现代装备制造业正向极端制造方向发展，一是越来越高大，二是越来越细小，三是越来越复杂，生产工艺高度集成。在世界机床行业界，欧洲和日本的机床工业凭借其高度创新、多元化规模和精密级制造等产品优势，在世界高档机床市场中多年来保持垄断领先地位。那么我国高档数控机床的发展状况如何呢？

3.1 国产高档数控机床的应用

航空航天制造技术杂志期刊2009年曾经针对数控机床及高档数控机床进行应用调查，调查显示，国产数控装置的配套满足率可达 70%，但是国产数控系统几乎有 80% 以上是用于中低端数控机床上，高端数控系统产品的差距仍然较大，虽然在核心技术上取得了突破，但总体技术与国外相比仍有较大差距，国外品牌占据我国高端数控系统 95% 以上的市场份额，中国机床工具工业协会执行副理事长王黎明日前指出，目前中国高档数控系统和功能部件仍然主要依靠进口，国内高档系统的自给率不到5%，约有95%依赖进口，其中日本成为主要的进口国，约占1/3；国产中高档数控系统总和不到20%，因此发展国产高端数控系统势在

必行。

3.2 与国际先进水平的差距

高性能数控系统、电主轴、纳米精度光栅等功能部件及整机设计制造的核心技术，是发展高端数控机床最关键的因素。近几年来，国产的低端数控系统基本把国外竞争对手挤出了中国市场；而高端市场则正好相反，国产只占不到十分之一。高端数控系统市场基本上在法那科和西门子等厂家的掌握中。国外高档数控系统，在高速和高精度表现上，以及在五轴加工和智能化方面比国内产品表现都好，而且其平均无故障时间是国内产品的4倍。除了数控系统水平的差距，关键零部件领域的薄弱也限制了国产机床的高度。在一些机床展会上，也能看到应用法那科或西门子数控系统的国产高端机床，与国外装配同样“大脑”的机床相比，转速只有国外的三分之一，误差范围是别人的5倍。

3.2.1 各类数控机床主要技术性能的差距

龙门式加工中心是一类产品规格大而且技术和利润的附加值大的产品，工作台移动式和龙门框架移动式或床身高架横梁移动式，都是有技术实力和能力的厂家主要比拼的对象。此类机床技术含量较高，国内龙门式加工中心的规格大多在工作台宽度1200~5000毫米，X、Y坐标轴的快移速度保持在20000毫米/分钟左右，定位精度和重复定位精度保持在各坐标轴全行程上0.015~0.035毫米和

0.008~0.025毫米。国外一般工作台规格都在5000毫米以上，定位精度和重复定位精度比我们的值减少20%~50%，体现了他们的技术独树一帜。 [1]卧式铣镗床是另一类高附加值的产品，这类机床已向数控化、大型、重型化迅速发展，产品的结构和功能也发生了质的变化。在设计细节和制造上与国外还存在一定的差距，以至于精度和性能稍逊于国外产品。立式加工中心是国内数控机床竞争异常激烈的一类产品，国内中低档次的市场需求较旺盛，众多生产数控机床厂家的只看眼前利益竟相生产低档产品，能生产第四、第五轴产品的厂家可谓寥寥无几，出国内大多数厂家宁可在低品质低价格上相互竞争，两败俱伤，也不愿意投入资金研究创新技术和品质制造，以至于95%的高档数控机床都得进口。

3.2.2 国产数控系统与国外的差距