一、我国数控机床发展趋势分析
产研智库指出我国数控机床发展有以下趋势
1、向高速度、高精度方向发展
速度和精度是数控机床的两个重要指标，直接关系到产品的质量和档次、产品的生产周期和在市场上的竞争能力。
在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3~5μm提高到1~1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.001μm）。加工精度的提高不仅在于采用了滚珠丝杠副、静压导轨、直线滚动导轨、磁浮导轨等部件，提高了CNC系统的控制精度，应用了高分辨率位置检测装置，而且也在于使用了各种误差补偿技术，如丝杠螺距误差补偿、刀具误差补偿、热变形误差补偿、空间误差综合补偿等。
在加工速度方面，高速加工源于20世纪90年代初，以电主轴和直线电机的应用为特征，使主轴转速大大提高，进给速度达60m／min以上，进给加速度和减速度达到1~2g以上，主轴转速达100000r/min以上。高速进给要求数控系统的运算速度快、采样周期短，还要求数控系
统具有足够的超前路径加（减）速优化预处理能力（前瞻处理），有些系统可提前处理5000个程序段。为保证加工速度，高档数控系统可在每秒内进行2000~10000次进给速度的改变。
中国在线编程
2、向柔性化、功能集成化方向发展
数控机床在提高单机柔性化的同时，朝单元柔性化和系统化方向发展，如出现了数控多轴加工中心、换刀换箱式加工中心等具有柔性的高效加工设备；出现了由多台数控机床组成底层加工设备的柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell，FMC）、柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem，FMS）、柔性加工线（FlexibleManufacturingLine，FML）。
在现代数控机床上，自动换刀装置、自动工作台交换装置等已成为基本装置。随着数控机床向柔性化方向的发展，功能集成化更多地体现在：工件自动装卸，工件自动定位，刀具自动对刀，工件自动测量与补偿，集钻、车、镗、铣、磨为一体的“万能加工”和集装卸、加工、测量为一体的“完整加工”等。
3、向智能化方向发展
随着人工智能在计算机领域不断渗透和发展，数控系统向智能化方向发展。在新一代的数控系统中，由于采用“进化计算”（EvolutionaryComputation）、“模糊系统”（FuzzySystem）和“神经网络”（NeuralNetwork）等控制机理，性能大大提高，具有加工过程的自适应控制、负载自动识别、工艺参数自生成、运动参数动态补偿、智能诊断、智能监控等功能。
（1）引进自适应控制技术由于在实际加工过程中，影响加工精度因素较多，如工件余量不均匀、材料硬度不均匀、刀具磨损、工件变形、机床热变形等。这些因素事先难以预知，以致在实际加工中，很难用最佳参数进行切削。引进自适应控制技术的目的是使加工系统能根据切削条件的变化自动调节切削用量等参数，使加工过程保持最佳工作状态，从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。
（2）故障自诊断、自修复功能在系统整个工作状态中，利用数控系统内装程序随时对数控系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、自检查。一旦出现故障，立即采用停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位和原因等，并利用“冗余”技术，自动使故障模块脱机，接通备用模块。
（3）刀具寿命自动检测和自动换刀功能利用红外、声发射、激光等检测手段，对刀具和工件进行检测。发现工件超差、刀具磨损和破损等，及时进行报警、自动补偿或更换刀具，确保产品质量。
（4）模式识别技术应用图像识别和声控技术，使机床自己辨识图样，按照自然语言命令进行加工。
（5）智能化交流伺服驱动技术目前已研究能自动识别负载并自动调整参数的智能化伺服系统，包括智能化主轴交流驱动装置和进给伺服驱动装置，使驱动系统获得最佳运行。
4、向高可靠性方向发展
数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标，它主要取决于数控系统各伺服驱动单元的可靠性。为提高可靠性，目前主要采取以下措施：
（1）采用更高集成度的电路芯片，采用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，以减少元器件的数量，提高可靠性。
（2）通过硬件功能软件化，以适应各种控制功能的要求，同时通过硬件结构的模块化、标准化、通用化及系列化，提高硬件的生产批量和质量。
（3）增强故障自诊断、自恢复和保护功能，对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断、报警。当发生加工超程、刀损、干扰、断电等各种意外时，自动进行相应的保护。
5、向网络化方向发展
数控机床的网络化将极大地满足柔性生产线、柔性制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式，如敏捷制造（AgileManufacturing，AM）、虚拟企业（VirtualEnterprise，VE）、全球制造（GlobalManufacturing，GM）的基础单元。目前先进的数控系统为用户提供了强大的联网能力，除了具有RS232C接口外，还带有远程缓冲功能的DNC接口，可以实现多台数控机床间的数据通信和直接对多台数控机床进行控制。有的已配备与工业局域网通信的功能以及网络接口，促进了系统集成化和信息综合化，使远程在线编程、远程仿真、远程操作、远程监控及远程故障诊断成为可能。
6、向标准化方向发展
数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50多年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G、M代码对加工过程进行描述，显然，这种面向过程的描述方法已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC），其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。
7、向驱动并联化方向发展
并联机床（又称虚拟轴机床）是20世纪最具革命性的机床运动结构的突破，引起了普遍关注。并联机床由基座、平台、多根可伸缩杆件组成，每根杆件的两端通过球面支承分别将运动平台与基座相连，并由伺服电机和滚珠丝杠按数控指令实现伸缩运动，使运动平台带动主轴部件或工作台部件作任意轨迹的运动。并联机床结构简单但数学复杂，整个平台的运动牵涉到相当庞大的数学运算，因此并联机床是一种知识密集型机构。并联机床与传统串联式机床相比具有高刚度、高承载能力、高速度、高精度、重量轻、机械结构简单、制造成本低、标准化程度高等优点，在许多领域都得到了成功的应用。
二、产研智库对2016-2020年中国数控机床市场规模预测
产研智库指出数控机床发展有以下有利因素：
（一）政策支持。2012年，财政部、海关总署、国家税务总局发出通知，对2009年8月20日由财政部、国家发改委、工信部、海关总署、国家税务总局、国家能源局联合发布的《关于调整重大技术装备进口税收政策暂行规定》所附装备目录与商品清单再次予以调整。自2012年4月25日起，对国内企业为生产国家支持发展的重大技术装备和产品而确有必要进口的关键零部件及原材料，免征进口关税和进口环节增值税。其中包括12种数控机床、数控装置和7种功能部件享受免税进口的关键零部件、原材料目录，同时还公布了不予免税的金属加工机床目录。
（二）我国数控机床市场巨大。目前我国正处于工业化中期，即从解决短缺为主的开放逐步向建设经济强国转变，从脱贫向致富转变，煤炭、汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、化工等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲，构成了对机床市场尤其是数控机床的巨大需求。中国已经超过德国，成为世界第一大机床市场，数控机床已成为机床消费的主流。我国未来数控机床市场巨大，中高档数控机床的比例会大幅增加，经济型
数控机床的比例不会有太大变化，而非数控的普通机床的需求将会大幅度减少。
（三）汽车制造业是机床的需求大户，约占机床总消费的40%左右。汽车制造业需要大批高效、高性能、专用数控机床和柔性生产线，如用于发动机加工的以高速卧式加工中心为主的柔性生产线、曲轴加工专用数控机床等。汽车零配件生产需求大批数控车床、立卧式加工中心、数控高效磨床和数控齿轮加工机床等。
（四）电力发展的需求巨大。现阶段全国电力供求依然紧张，全国电力工业仍将保持快速增长。“十二五”末期，我国投入运行的装机总量需要达到12.6亿千瓦，电源装机总量将超过美国，位居世界第一。发电设备制造行业需要重型数控龙门镗铣床、大型落地镗铣床、大型数控车床、叶根槽专用铣床和叶片数控加工机床等，输变电设备制造行业需要数控车床、加工中心、数控镗床等，也将会迎来需求高峰期。
综合以上因素，产研智库预计，2016年我国数控金属切削机床产量将达到268,814台，未来五年（2016-2020）年均复合增长率约为3.12%，2020年产量将达到304,007台。
图表　产研智库对2016-2020年中国数控金属切削机床产量预测
数据来源：产研智库
2016年我国数控金属成形机床（数控锻压设备）产量将达到25,730台，未来五年（2016-2020）年均复合增长率约为8.15%，2020年产量将达到35,199台。
图表　产研智库对2016-2020年中国数控金属成形机床（数控锻压设备）产量预测
数据来源：产研智库

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。