全球数控机床产业发展历程回顾

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全球数控机床产业发展历程回顾

　　机床工业是一个国家制造业的基础，其发展水平在一定意义上代表了一个国家的工业现代化程度，同时也是衡量一个国家工业综合竞争力的指标之一。数控机床的全称是数字指令控制机床，是一种由程序控制的自动化机床系统。20世纪50年代，由于军事工业的需求，推动了数控机床的发展，而随着冷战的结束，巨大的民用市场促使数控机床向高精度、高效率和柔性化的方向发展。

　　三阶段发展造就全球数控机床产业

　　全球数控机床产业的发展大致可以分为起步、产业应用和深入推广三个阶段。数控机床的起步阶段开始于20世纪50年代。1952年，为满足军方需求，美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床。其后，日本、德国、英国相继开始研发，但由于电子和计算机技术的限制，当时的数控系统体积庞大、昂贵，整个行业发展缓慢，一直延续到70年代末。

　　20世纪80年代，随着集成电路和计算机技术的广泛应用，数控机床才有了新突破，整个产业也随之进入了产业应用新阶段。除了数控系统运算速度和可靠性提高，机床刀具和外围设备品种全面增加，机床品种也迅速增加。进入21世纪，数控机床产业进入深入推广阶段，此阶段以CAD/CAM与数控系统的综合集成为主要标志，而且，2010年以后，随着智能控制技术和网络化技术的深度融合，全球数控机床产业呈现出新的发展态势。

　　产业发展呈现技术多样化和区域集聚态势

　　数控机床已成为争夺装备工业技术优势的制高点。从20世纪60年代开始，发达国家就竞相投入巨资进行研发，技术水平在国际上遥遥领先。目前，工业发达国家机床产业的数控化率至少超过50%，日本和德国超过70%，在航空航天、汽车、机械工具制造等高端制造技术密集的行业，更是高达80%以上。由于数控机床产业专业化程度高、技术集成度高和产品种类繁多，即使是发达国家，一个国家的机床工业也不可能供应所有的数控机床零部件。因此行业内部分工高度细化，且国际化程度高。由于关键功能部件，如数控系统、进给系统等，技术含量高，各国在技术方面的竞争愈加激烈。而且，随着电子技术的迅猛发展，开发周期加快，数控机床技术不断创新，新产品陆续问世。

　　由于数控机床涉及机械、电子、材料等多个学科领域，技术高度集成，目前国际数控机床市场被少数大型集团所垄断，并呈现出向欧洲和东亚两个区域高度集聚的发展态势。

　　高速、精密、集成、绿色化成为数控机床发展方向

　　高速化一直是数控机床追求的目标。1990年以来，欧美各国应用新的机床运动学理论和先进的驱动技术，优化机床结构，提高功能部件性能，轻量化移动型部件，减少运动摩擦。高速加工技术的应用缩短了切削时间和辅助时间，实现了加工制造的高质量和高效率。

　　精密化已成为数控机床的重要性能参数。通过优化机床的结构，提高了制造和装配的精度，减少了数控和伺服系统的反应时间。

　　采用温度、振动误差补偿等技术，提高了数控机床的几何精度、运动精度等。目前，普通数控机床的加工精度可达5到10微米，精密级加工中心可达1到1.5微米；超精密加工中心的精度可达纳米级。

　　集成化也是数控机床技术最重要的发展趋势之一。2010年以后，数控机床与智能技术和网络技术紧密结合，并可通过互联网进行远程控制与诊断，为数控机床融入物联网时代奠定了基础。

　　绿色化成为数控机床设计、制造和使用的新方向。各国逐渐将绿色化纳入研发范畴，如设计过程中大量使用可再生材料；工作过程中，采用变频技术降低怠速及能耗；使数控机床使用过程中减少废物排放50%以上等。

　　高速化、精密化、集成化和绿色化已经成为数控机床产业技术发展方向。在装备水平、加工范围、加工质量和生产效率方面，全球数控机床产业获得了革命性的进展，对高端制造业水平的提高起到了关键性的作用。