【正文】 由于 體制、機制改革不到位，企業(yè)生產(chǎn)效率、成本、質量的改善。 國產(chǎn) 高檔數(shù)控機床僅占數(shù)控機床總產(chǎn)量的 1. 5% ，占數(shù)控機床總價值量的 2. 5% ，大型專用數(shù)控機床及工藝裝備基本 依賴進口，汽車及關鍵零部件成套生產(chǎn)設備的 70% 依賴 進口 ， 非常不利于 國民經(jīng)濟 建設和國防 安全 。 合資 企業(yè)，利用其強大的技術、資金和人才優(yōu)勢，擴大在國內(nèi)的生產(chǎn)和銷售量， 市場份額逐年增加 。 3）全行業(yè)科技人才不足，特別缺乏技術帶頭人，基礎開發(fā)理論研究、基礎工藝 研究和應用軟件開發(fā)不能適應數(shù)控技術快速發(fā)展的要求。 1）產(chǎn)品開發(fā)能力不足，高級型數(shù)控機床開發(fā)還停留在引進技術或引進產(chǎn)品的 消化和吸收上，技術轉化和創(chuàng)新進展緩慢，導致高水平數(shù)控機床品種發(fā)展不快 。 62 我國 數(shù)控技術的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化進程 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 我國數(shù)控技術發(fā)展的 回顧 （ 3） 我國數(shù)控技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的 問題 3） 技術開發(fā)能力不足 國有 企業(yè)經(jīng)濟效益相對較低，對基礎研究、技術攻關和新產(chǎn)品開發(fā)的投入嚴重 不足。 我國 數(shù)控機床功能部件產(chǎn)品開發(fā)能力弱，設計 與制造技術水平不高，發(fā)展速度較慢，沒有形成適應主機產(chǎn)業(yè)化需要的開發(fā)、專業(yè)化 生產(chǎn)和社會化服務配套體系，在技術高起點、生產(chǎn)專業(yè)化、產(chǎn)量規(guī)?；矫?，與國際 功能部件 生產(chǎn)企業(yè)有較大差距 。 61 我國 數(shù)控技術的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化進程 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 我國數(shù)控技術發(fā)展的 回顧 （ 3） 我國數(shù)控技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的 問題 2） 功能部件發(fā)展 滯后 數(shù)控 機床的發(fā)展需要高水平、專業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)的功能部件做基礎 。 機床 工具行業(yè)自身技術裝備比較落后，全行業(yè)的裝備數(shù)控化率（按設備臺數(shù) 計 ） 平均值 僅為 3% 到 5% ，企業(yè)信息化管理水平不高 。 目前國產(chǎn)數(shù)控機床按價值量計算占國內(nèi)市場不足三分之一，經(jīng)濟型、普及 型數(shù)控機床品種比較齊全 ，高水平 的產(chǎn)品品種數(shù)只相當于 德、日等國的 10%左右 。 目前 經(jīng)濟型 數(shù)控機床基本自給，但高檔數(shù)控機床絕大部分依靠進口，在普及型數(shù)控機床中，進口 產(chǎn)品也占很大比重。 2023年我國 從日本、德國進口的數(shù)控機床量分別占國內(nèi)市場的 19. 7% 、 8. 6%。 直至 2023 年 進口機床 在國內(nèi) 市場占有率仍高達 60% ， 其中 汽車、航空、航天、兵器、造船、通用機械等 行業(yè)是主要進口大戶。 59 我國 數(shù)控技術的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化進程 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 我國數(shù)控技術發(fā)展的 回顧 （ 3） 我國數(shù)控技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的 問題 國產(chǎn) 數(shù)控機床總量雖然增加很快，但核心競爭力不強，市場占有率不高。 5） 數(shù)控機床的可靠性增長技術研究取得較好 效果 對 數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)的可靠性增長技術繼續(xù)進行了深入研究和應用 實踐 基 礎上開展了可靠性技術評定規(guī)范的研究，目標是使國產(chǎn)數(shù)控機床的可靠性指標 (MTBF）比 “九五 ”末期提高 15%到 20% 。 58 我國 數(shù)控技術的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化進程 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 我國數(shù)控技術發(fā)展的 回顧 4） 產(chǎn)品研發(fā)手段有較大 提高 目前 ，計算機輔助設計、計算機輔助工藝過程設計技術己在國內(nèi)主要機床制造 企業(yè) 中得到 普及 。 E） 精密和超精密加工技術的研究不斷深入 。 目前 ， 立式 加工中心主軸最高轉速已由 6000 到 8000 r/min 提高 到 10000 到 15000 r/min ，最高可達 24 000 r/min ；快速進給從 16 m/min 提高到 24 ～ 40 m/min ，最高可達 60 m/min 。 57 我國 數(shù)控技術的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化進程 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 我國數(shù)控技術發(fā)展的 回顧 3） 掌握了具有世界水平的現(xiàn)代數(shù)控 技術 研制 成功了適合 高速機床 加工的 HSK 工具系統(tǒng)，并已將其轉化成國家標準。 D） 高速加工技術（ HSM ）的研究與應用取得重要進展 。 五 軸聯(lián)動編程技術和應用技術的 突破 ，使該技術的應用進入實用化階段 。 B） 通過自主開發(fā)和引進技術，掌握了數(shù)字交流伺服驅動單元和交流主軸 控制系統(tǒng) 的部分關鍵技術，完成了系列產(chǎn)品型譜設計，設計開發(fā)了部分規(guī)格的數(shù)字交流伺 服驅動單元和交流主軸控制單元，并形成了批量生產(chǎn)能力。 55 我國 數(shù)控技術的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化進程 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 我國數(shù)控技術發(fā)展的 回顧 3） 掌握了具有世界水平的現(xiàn)代數(shù)控 技術 A） 突破 和掌握了多項數(shù)控前沿技術和共性關鍵技術，成功地開發(fā)了具有 網(wǎng)絡功能 的開放式數(shù)控系統(tǒng)，通過對開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構和規(guī)范的研究，建立了開 放式體系結構的硬件平臺和基于 Linux, Windows 等多種操作系統(tǒng)的軟件 平臺 。 D） 數(shù)控車床同樣是數(shù)控機床中占比重最大者之一，我國有近 50 家企業(yè)生產(chǎn)， 品種齊全，質量穩(wěn)定可靠 。 C） 立式、臥式加工中心類約占數(shù)控金屬加工機床需求總量的 30% 的加工 裝備 。 A） 五軸聯(lián)動數(shù)控機床產(chǎn)品已陸續(xù)推向市場，如五軸聯(lián)動數(shù)控重型落地撞鏡床、 重型復合車鏡床、龍門式鏡撞床、加工中心等。至 2023年底 ，數(shù)控產(chǎn)品達 1 500 種，覆蓋超重型機 床、高精度機床、特種加工機床、鍛壓設備、前沿高技術機床等領域 。經(jīng)濟型數(shù)控機床己能完全滿足 國內(nèi)需求。 2023 年以來國產(chǎn)機床市場占有率首次突破 50% 。 2023年 6月 ， 7家 國內(nèi)企業(yè)，先后并購 了 10家國外 知名的機床工具企業(yè) ，提高 了中國機床工業(yè)在國際上的知名度，為行業(yè)引進技術、發(fā)展成套設備和擴大出口創(chuàng)造了條件。 52 我國 數(shù)控技術的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化進程 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 我國數(shù)控技術發(fā)展的 回顧 1） 數(shù)控 機床產(chǎn)值和產(chǎn)量快速 發(fā)展 沈陽機床集團公司 年產(chǎn)數(shù)控金屬加工機床達到 10 008 臺，占 全國 總產(chǎn)量的 16. 8% ，大連機床集團公司年產(chǎn)數(shù)控金屬加工機床 4 734 臺，占全國 總產(chǎn)量 的 7. 9%。2023 年， 數(shù)控 機床年產(chǎn)量達到 1000臺 的企業(yè)己有 11 家 。高檔數(shù)控 機床相繼出口 ： GMC2023H/五軸聯(lián)動高速、高精重型龍門加工中心、 TK6920 重型數(shù)控鏜床、沖壓生產(chǎn)線，進出口逆差有了首次 縮小 。按照年平均匯率折算，我國機床銷售 產(chǎn)值 達到 107. 5 億美元，機床產(chǎn)值數(shù)控化率從 2023 年的 32. 7% 提高到 2023 年的 % ，比上年同期增加 5. 2 個百分點，產(chǎn)值繼續(xù)保持世界第三的位置 。 1） 數(shù)控機床產(chǎn)值和產(chǎn)量快速 發(fā)展 A） 數(shù)控機床產(chǎn)值從 “九五 ”末的 4. 9 億美元增加到 “十五 ”末的 21. 8 億 美元 ， 數(shù)控金屬加工機床的產(chǎn)量從 “九五 ”末的 1. 4 萬臺增加到 “十五 ”末 的 6. 0 萬 臺 。 50 我國 數(shù)控技術的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化進程 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 我國數(shù)控技術發(fā)展的 回顧 （ 1） 我國數(shù)控技術發(fā)展的三個 階段 3） 實施產(chǎn)業(yè)化工程，進入市場競爭 階段 20 世紀 90 年代以來，強大的市場需求為我國數(shù)控技術的發(fā)展和數(shù)控產(chǎn)業(yè)的建立 提供了良好的機遇，但是由于我國數(shù)控產(chǎn)品水平和質量與國外差距較大，缺乏市場競爭力 ，在 國內(nèi)市場需求迅猛增長的同時，數(shù)控機床的進口也增長很快，這對我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了嚴重沖擊 。 2） 引進技術 、消化吸收，初步建立起產(chǎn)業(yè)體系 階段 1980 年實行改革開放政策以來，經(jīng)過 “六五 ”至 “九五 ”期間對數(shù)控技術的引進、吸收、自主開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化攻關等努力，已初步建立起數(shù)控產(chǎn)業(yè)體系基礎 。 （ 5） 通信網(wǎng)絡化 通過 聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其他機床進行編程、設定、操作、運行，不同 機床的 畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上，可進行遠程控制和無人化操作，實現(xiàn) 信息共享 ，兼容多種通信協(xié)議 49 數(shù)控 技術的發(fā)展趨勢 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 我國數(shù)控技術發(fā)展的 回顧 （ 1） 我國數(shù)控技術發(fā)展的三個 階段 1）封閉式 發(fā)展階段 1958 年到 1979年處于自我封閉式發(fā)展狀態(tài) 。 2 ）計算可視化，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖 形、圖像、動畫等可視信息，使系統(tǒng)滿足 參數(shù)自動 設定、刀具補償和刀具管理數(shù)據(jù)的 動 態(tài)處理和顯示，以及加工過程的可視化仿真和自動編程設計等要求 。這種驅動裝置能自動識別電動機及負載的 轉動慣量 ， 并自動對控制系統(tǒng)參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整，使驅動系統(tǒng)獲得最佳運行效果。 該 系統(tǒng)采用智能混合 技術 ， 確保實現(xiàn)無人化工作環(huán)境的要求 。 47 數(shù)控 技術的發(fā)展趨勢 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 趨勢 （ 3） 控制 智能化 4）具備故障自診斷功能。 2） 通過 監(jiān)測加工過程中的刀具磨損和破損、切削力、主軸功率等信息并反饋，利用傳統(tǒng)或現(xiàn)代的算法進行調(diào)節(jié)運算，實時修調(diào)加工參數(shù)或加工指令，使設備處于最佳運行狀態(tài)，以提高加工精度、降低工件表面粗糙度、提高設備運行的安全性 。 5）數(shù)控機床采用電主軸 ，變頻 主軸電動機與機床主軸一體化 。 3）采用帶高分辨率絕對式檢測元件的全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)和直線電動機伺服 進給方式，提高動態(tài)響應速度 。 2 ）使數(shù)控系統(tǒng)插補和補償方式多樣化。 柔性 化 包含兩方面內(nèi)容： 一是數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設計， 功能覆蓋面大，可滿足不同用戶的需求；二是群控系統(tǒng)的柔性 ， 同一群控系統(tǒng)能依據(jù) 不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群 控系統(tǒng)的效能。 44 數(shù)控 技術的發(fā)展趨勢 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 趨勢 （ 1） 體系結構開放化、柔性 化 基本 特點就是：系統(tǒng)互換性 (interchangeability ）、可伸縮性（ scalability ）、可移植性（ portability ）、互操作性 (interoperability ）和可擴展性（ expandability ） 。 其核心是開放式，即系統(tǒng)各模塊與運行平臺的元關性、系統(tǒng)中各模塊之間的互操作性 和人機界面及通信接口的統(tǒng)一性 。 43 數(shù)控 技術的發(fā)展趨勢 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 趨勢 在 集成化基礎上 ，實現(xiàn)數(shù)控設備 的超薄、超小型化； 在智能化基礎上 ，綜合計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等多學 科技術，實現(xiàn)高速、高精、高效控制，并且在加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各 項參數(shù)，實現(xiàn)在線診斷和智能化故障處理； 在網(wǎng)絡化基礎上 ，計算機輔助設計與制造 系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，將機床 聯(lián)網(wǎng)， 實現(xiàn)中央集中控制的群控加工 。 復合 加工不僅提高了工藝的有效性，大大縮短了生產(chǎn)過程鏈，工序間的加工余量大為減少，既能減少裝卸時 間，省去工件搬運時間，提高每臺機床的能力，減少半成品庫存量，又能保證并提高形位 精度 。 42 數(shù)控 技術的發(fā)展趨勢 Huazhong Univ. of Sci. Tech. ? 數(shù)控機床的發(fā)展 趨勢 （ 3） 功能復合 化 指 工件在一臺設備上一次裝夾后，可通過采用自動換刀等各種 措施 ，來完成多工序和多表面的復雜零件的全部加工工序 。 并可進行自動拐角 處理 。納米 級插補使兩軸聯(lián)動加工的圓弧都可以達 到 1 181。m。m ，超精密加工則己由 0. 3 181。 加工誤差 ： 普通 加工已由 0. 3