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全球数控机床产业全新布局

编辑:杭州粤凯自动化科技有限公司  字号:
摘要:全球数控机床产业全新布局
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。
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