数控机床和基础制造装备是装备制造业的“工作母机”,一个国家的机床行业技术水平和产品质量,是衡量其装备制造业发展水平的重要标志。

  ——《中国制造“2025”》

  机床作为当前机械加工产业的主要设备,其技术发展已经成为国内机械加工产业的发展标志。数控机床是制造装备业的工作母机,是先进的生产技术和军工现代化的战略装备。

  高档数控机床是指具有高速、精密、智能、复合、多轴联动、网络通信等功能的数字化数控机床系统。高档数控机床作为世界先进机床设备的代表,其发展象征 着国家目前的机床制造业占全世界机床产业发展的先进阶段,因此国际上把五轴联动数控机床等高档机床技术作为一个国家工业化的重要标志。

  高档数控机床在传统数控机床的基础上,能完成一个自动化生产线的工作效率,是科技速度发展的产物,而对于国家来讲这是机床制造行业本质上的一种进步。 高档数控机床集多种高端技术于一体,应用于复杂的曲面和自动化加工,在航空航天、船舶、机械制造、高精密仪器、军工、医疗器械产业等多种领域的设备制造业 有着非常紧密的关系。

  《中国制造“2025”》将数控机床和基础制造装备列为“加快突破的战略必争领域”,其中提出要加强前瞻部署和关键技术突破,积极谋划抢占未来科技和产业竞争制造点,提高国际分工层次和话语权。

  1、国内外高档数控机床发展现状

  美、德、日三国事当今世上在数控机床科研、设计、制作和应用上,技巧最先进、经验最多的国家。

  美国的特点是:政府器重机床工业,美国国防部等部门不断提出机床的发展方向、科研任务和供给充分的经费,且网罗世界人才,特别讲究“效率”和“创新”,重视基础科研。哈斯自动化公司是全球最大的数控机床制造商之一,在北美洲的市场占有率大约为40%

  ,所有机床完全在美国加州工厂生产,拥有近百个型号的CNC立式和卧式加工中心、CNC车床、转台和分度器。哈斯致力于打造精确度更高、重复性更好、经久耐用,而且价格合理的机床产品。

  德国数控机床在传统设计制造技术和先进工艺基础上,不断采用先进电子信息技术,在加强科研的基础上自行创新开发。德国数控机床主机配套件,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。代表大型龙门加工中心最高水平的是德国瓦德里希?科堡公司(WALDRICH

  COBURG)的产品,国内北一机床采用的就是德国瓦德里希?科堡的技术。

  日本政府通过规划和制订法规以及提供充足研发经费,鼓励科研机构和企业大力发展数控机床。在机床部件配套方面,日本学习德国;在数控技术和数控系统的开发研究方面,学习美国,改进和发展了两国的成果取得很大成效。日本机床也应为日本精密制造而闻名世界。

  国内产品与国外产品在结构上的差别并不大,采用的新技术也相差无几,但在先进技术应用和制造工艺水平上与世界先进国家还有一定差距。新产品开发能力和 制造周期还满足不了国内用户需要,零部件制造精度和整机精度保持性、可靠性尚需很大提高,尤其是在与大型机床配套的数控系统、功能部件,如刀库、机械手和 两坐标铣头等部件,还需要境外厂家配套满足。国内大型机床制造企业的制造能力很强,但大而不精,其主要原因还是加工设备落后,数控化率很低,尤其是缺乏高 精水平的加工设备。同时,国内企业普遍存在自主创新能力不足,因为大型机床单件小批量的市场需求特点,决定了对技术创新的要求更高。

  2、国内外数控系统发展现状

  经过持久研发和创新,德、美、日等国已基本掌握了数控系统的领先技术。目前,在数控技术研究应用领域主要有两大阵营:一个是以发那科(FANUC)、 西门子(SIEMENS)为代表的专业数控系统厂商;另一个是以山崎马扎克(MAZAK)、德玛吉(DMG)为代表,自主开发数控系统的大型机床制造商。

  2015年FANUC推出的Series oi MODEL

  F数控系统,推进了与高档机型30i系列的“无缝化”接轨,具备满足自动化需求的工件装卸控制新功能和最新的提高运转率技术,强化了循环时间缩短功能,并支持最新的I/O网络—I/OLink。

  FANUC全新的Series oi –F系列数控系统

  MAZAK提出的全新制造理念—Smooth Technology,以基于Smooth技术的第七代数控系统MAZATROL Smooth

  X为枢纽,提供高品质、高性能的智能化产品和生产管理服务。Smooth

  X数控系统搭配先进软硬件,在高进给速度下可进行多面高精度加工;图解界面和触屏操作使用户体验更佳,即使是复杂的五轴加工程序,通过简单的操作即可修改;内置的应用软件可以根据实际加工材料和加工要求快速地为操作者匹配设备参数。

  MAZATROL Smooth X

  DMG推出的CELOS系统简化和加快了从构思到成品的进程,其应用程序(CELOSAPP)使用户能够对机床数据、工艺流程以及合同订单等进行操作 显示、数字化管理和文档化,如同操作智能手机一样简便直观。CELOS系统可以将车间与公司高层组织整合在一起,为持续数字化和无纸化生产奠定基础,实现 数控系统的网络化、智能化。

  虽然国产高端数控系统与国外相比在功能、

  性能和可靠性方面仍存在一定差距,但近年来华中数控、航天数控、北京机电院、北京精雕等单位在多轴联动控制、功能复合化、网络化、智能化和开放性等领域也取得了一定成绩。