機床（英語名稱：MachineTool），是將金屬毛坯加工成機器零部件的機器,是制造機器的機器，所以又稱為“工業母機”、“工作母機”或“工具機”，習慣上簡稱機床或機床工具。機(ji)床(chuang)(chuang)的(de)(de)品(pin)(pin)種、質(zhi)量和加(jia)工效率直(zhi)接影響著其(qi)他機(ji)械(xie)產品(pin)(pin)的(de)(de)生產技術水平(ping)，因此，機(ji)床(chuang)(chuang)工業(ye)的(de)(de)現代(dai)化水平(ping)和規模(mo)是一個國家工業(ye)發達程度的(de)(de)重要標志之一。

當前，在智能裝備和(he)工業(ye)(ye)4.0的(de)引領下，我(wo)國(guo)制造業(ye)(ye)亟需(xu)從“制造大(da)國(guo)”向“制造強(qiang)國(guo)”轉變。我(wo)國(guo)數控(kong)機(ji)床行業(ye)(ye)經過數十(shi)年(nian)的(de)發展(zhan)，成為了全球最大(da)的(de)產(chan)銷(xiao)國(guo)，技(ji)術和(he)產(chan)能發展(zhan)迅速(su)，已具(ju)備響應國(guo)家制造業(ye)(ye)轉型的(de)基礎(chu)。未(wei)來我(wo)國(guo)數控(kong)機(ji)床需(xu)求(qiu)將由低檔向中(zhong)(zhong)高檔轉變，國(guo)產(chan)高檔數控(kong)機(ji)床將在國(guo)內(nei)競爭中(zhong)(zhong)實(shi)力逐步增(zeng)強(qiang)，實(shi)現(xian)(xian)高端數控(kong)機(ji)床打破國(guo)際(ji)壟斷(duan)，實(shi)現(xian)(xian)“進口替代”的(de)戰略目標。具(ju)體情況如下表：

資料來源；國家(jia)統計局、國家(jia)海關總署、Wind數據庫、中商產業研究院

在2011年達到峰值(zhi)以后，我(wo)國(guo)進口(kou)金(jin)額和(he)數(shu)量(liang)雖然有漲跌波動(dong)，但整體(ti)呈現下(xia)(xia)降的(de)(de)態勢。從進口(kou)金(jin)額看(kan)(kan)，2011年到2016年一直呈現下(xia)(xia)降趨勢。在2017年和(he)2018年雖有所回升(sheng)，但2019年同比降幅明顯。從進口(kou)數(shu)量(liang)看(kan)(kan)，2011年至(zhi)今，除2015年和(he)2018年稍(shao)有回調外，整體(ti)處(chu)于下(xia)(xia)降態勢。目(mu)前我(wo)國(guo)正(zheng)處(chu)于擴大內(nei)需(xu)、加快產業轉(zhuan)型升(sheng)級的(de)(de)關鍵時期(qi)。今后一段時期(qi)，在國(guo)內(nei)需(xu)求拉動(dong)與智能裝備(bei)技術水平提升(sheng)的(de)(de)雙(shuang)重動(dong)力帶動(dong)下(xia)(xia)，我(wo)國(guo)高檔數(shu)控機床將進入快速增長的(de)(de)發展時期(qi)。

車床的市場地位

車(che)床(chuang)(chuang)（英(ying)語名稱：TurningMachine）屬(shu)于機床(chuang)(chuang)工具細分品類，是(shi)(shi)金屬(shu)切削機床(chuang)(chuang)一個(ge)重要分支，是(shi)(shi)采取車(che)削加(jia)(jia)工的機床(chuang)(chuang)。車(che)削加(jia)(jia)工基本原(yuan)理是(shi)(shi)加(jia)(jia)工件(jian)旋轉，刀(dao)具固定(ding)，刀(dao)具與(yu)加(jia)(jia)工件(jian)之間做直線運動，從(cong)而完成加(jia)(jia)工件(jian)的加(jia)(jia)工。

車(che)削(xue)加(jia)工是(shi)(shi)軸類(lei)零(ling)(ling)件(jian)和盤類(lei)零(ling)(ling)件(jian)等旋(xuan)轉類(lei)加(jia)工件(jian)最基(ji)本的(de)(de)(de)加(jia)工工藝。車(che)床(chuang)(chuang)作(zuo)為金屬(shu)(shu)切削(xue)機床(chuang)(chuang)最重(zhong)(zhong)要的(de)(de)(de)一(yi)大(da)分類(lei)，在金屬(shu)(shu)切削(xue)機床(chuang)(chuang)中占比約為20%-35%1。車(che)床(chuang)(chuang)，尤其是(shi)(shi)高(gao)端數控(kong)車(che)床(chuang)(chuang)是(shi)(shi)非常(chang)(chang)重(zhong)(zhong)要的(de)(de)(de)一(yi)類(lei)工業(ye)母機，是(shi)(shi)制造業(ye)發(fa)展不可或缺的(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)裝備。數控(kong)車(che)床(chuang)(chuang)是(shi)(shi)汽(qi)車(che)行業(ye)發(fa)動機、變速箱、底盤等零(ling)(ling)部件(jian)中軸、齒輪、輪轂(gu)等典型零(ling)(ling)件(jian)非常(chang)(chang)重(zhong)(zhong)要和關鍵(jian)的(de)(de)(de)加(jia)工裝備；

工(gong)程機械(xie)的(de)液壓及操作系(xi)統(tong)、變矩(ju)器(qi)系(xi)統(tong)、底盤系(xi)統(tong)等關鍵零件加工(gong)都是(shi)典(dian)型(xing)的(de)車削類(lei)(lei)加工(gong)工(gong)藝，對(dui)數(shu)控(kong)車床(chuang)的(de)精度(du)和(he)復(fu)合化水平均有(you)較高要求；以電(dian)機、液壓、氣(qi)動閥(fa)、各(ge)類(lei)(lei)泵、閥(fa)門等為代表的(de)通(tong)用(yong)設(she)備(bei)行業里有(you)大量(liang)的(de)高精度(du)閥(fa)芯、軸、端蓋等需要用(yong)數(shu)控(kong)車床(chuang)加工(gong)，這(zhe)些(xie)行業的(de)發展水平更是(shi)與數(shu)控(kong)車床(chuang)的(de)應用(yong)有(you)著(zhu)緊密(mi)的(de)聯系(xi)；

隨著數(shu)控(kong)車床精度水平(ping)的不(bu)斷(duan)提(ti)高以及(ji)(ji)車銑(xian)復(fu)(fu)合化技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)應(ying)(ying)用的不(bu)斷(duan)深入，其在模具行業(ye)的特(te)殊地(di)位也(ye)(ye)越來越突(tu)出(chu)，成為該行業(ye)不(bu)可或缺的關(guan)鍵裝備；在航空航天(tian)及(ji)(ji)軍事工業(ye)領域，數(shu)控(kong)車床的應(ying)(ying)用更是占據特(te)殊地(di)位，最(zui)突(tu)出(chu)的應(ying)(ying)用是以車代磨技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和車銑(xian)復(fu)(fu)合加(jia)工技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)。隨著以車代磨技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和車銑(xian)復(fu)(fu)合技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)進一步突(tu)破，數(shu)控(kong)車床在航空航天(tian)及(ji)(ji)軍事工業(ye)的應(ying)(ying)用將(jiang)越來越廣泛，地(di)位也(ye)(ye)越來越突(tu)出(chu)。

總(zong)之，在金屬(shu)加工領域各個(ge)行業都存在著大量的(de)只需車削加工就可(ke)以完(wan)成的(de)典型(xing)零件，數控車床所特有的(de)高(gao)效(xiao)率(lv)、高(gao)精度、操作(zuo)和維修簡便等優勢是其他機床所不能替代的(de)。

數控車床未來發展趨勢

作為工(gong)業母(mu)機(ji)(ji)(ji)，數(shu)控車床承載著工(gong)業現(xian)代化(hua)的特(te)殊(shu)使命。當(dang)下，《中國制(zhi)造2025》將高端數(shu)控機(ji)(ji)(ji)床確定為國家產業振興戰略(lve)的重要領域之一，高速(su)度、高精度、復合(he)化(hua)、智能網絡化(hua)、自動化(hua)、環保化(hua)將成為數(shu)控機(ji)(ji)(ji)床主要的發展方向。屬于數(shu)控機(ji)(ji)(ji)床具體(ti)品類的數(shu)控車床也具有如下特(te)征：

①高速度

效率(lv)是數控(kong)(kong)車床(chuang)發(fa)展的(de)(de)永恒主(zhu)題(ti)。采用(yong)高速(su)(su)CPU芯片，多(duo)核CPU控(kong)(kong)制系(xi)統(tong)等技術(shu)(shu)可極大地提高數控(kong)(kong)車床(chuang)的(de)(de)效率(lv)。提高主(zhu)軸(zhou)(zhou)轉速(su)(su)，提高坐標快速(su)(su)移動速(su)(su)度(du)(du)，提高數控(kong)(kong)車床(chuang)換刀速(su)(su)度(du)(du)等減(jian)少加工的(de)(de)輔助時間，縮短(duan)切削(xue)時間是提高數控(kong)(kong)車床(chuang)效率(lv)的(de)(de)主(zhu)要(yao)途徑。對高速(su)(su)度(du)(du)的(de)(de)追求，催生了電主(zhu)軸(zhou)(zhou)、直驅馬達、直線(xian)電機等新技術(shu)(shu)的(de)(de)不斷涌現。

②高精度

作(zuo)為工(gong)業母機，提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)數(shu)控(kong)車(che)床本身切削精(jing)度(du)(du)是其發(fa)展的(de)(de)核(he)心目標(biao)。通過不斷(duan)提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)數(shu)控(kong)車(che)床的(de)(de)加工(gong)精(jing)度(du)(du)，一(yi)(yi)方(fang)面(mian)可以(yi)實(shi)現(xian)(xian)高(gao)精(jing)度(du)(du)加工(gong)，改(gai)變傳(chuan)統(tong)工(gong)藝模式，比如通過硬車(che)實(shi)現(xian)(xian)“以(yi)車(che)代(dai)磨”，以(yi)此提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)效率和(he)精(jing)度(du)(du)；另(ling)一(yi)(yi)方(fang)面(mian)，通過高(gao)精(jing)度(du)(du)加工(gong)提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)單個零部件精(jing)度(du)(du)的(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)，從(cong)而無需(xu)再(zai)實(shi)施傳(chuan)統(tong)的(de)(de)“分(fen)組裝配”模式，使得裝配效率大幅度(du)(du)提(ti)(ti)(ti)(ti)高(gao)。

此外，提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)數(shu)(shu)控車(che)(che)(che)床(chuang)的(de)(de)動(dong)態精(jing)(jing)度是提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)數(shu)(shu)控車(che)(che)(che)床(chuang)精(jing)(jing)度水平的(de)(de)重要途(tu)徑。采(cai)用有限元分析優化(hua)數(shu)(shu)控車(che)(che)(che)床(chuang)的(de)(de)結構，用熱變(bian)形誤(wu)差(cha)補償(chang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)數(shu)(shu)控車(che)(che)(che)床(chuang)的(de)(de)動(dong)態精(jing)(jing)度，通過(guo)(guo)主(zhu)軸(zhou)動(dong)態精(jing)(jing)度的(de)(de)測量技(ji)(ji)(ji)術(shu)找出提(ti)(ti)(ti)升數(shu)(shu)控車(che)(che)(che)床(chuang)主(zhu)軸(zhou)精(jing)(jing)度的(de)(de)要素(su)，從而最大(da)化(hua)提(ti)(ti)(ti)升高(gao)(gao)端數(shu)(shu)控車(che)(che)(che)床(chuang)的(de)(de)精(jing)(jing)度；采(cai)用空間幾(ji)(ji)(ji)何誤(wu)差(cha)補償(chang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)，提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)數(shu)(shu)控車(che)(che)(che)床(chuang)動(dong)態運動(dong)精(jing)(jing)度；應用智(zhi)能主(zhu)軸(zhou)技(ji)(ji)(ji)術(shu)，通過(guo)(guo)傳(chuan)感器識別(bie)誤(wu)差(cha)性質(zhi)（摩擦誤(wu)差(cha)、熱變(bian)形誤(wu)差(cha)、幾(ji)(ji)(ji)何誤(wu)差(cha)、振動(dong)誤(wu)差(cha)等），通過(guo)(guo)系(xi)統進行幾(ji)(ji)(ji)何誤(wu)差(cha)的(de)(de)補償(chang)或者消除。

③復合化

復(fu)(fu)合化加(jia)(jia)工技術可以實(shi)現復(fu)(fu)雜(za)零部件(jian)(jian)的(de)高精度加(jia)(jia)工，為(wei)其(qi)他工業領域創新產(chan)品提(ti)供(gong)了前提(ti)。通(tong)過復(fu)(fu)合化加(jia)(jia)工技術可以實(shi)現工藝(yi)集約，縮短物流線，減少物資等(deng)待時間。通(tong)過數控(kong)車(che)床復(fu)(fu)合加(jia)(jia)工，可以進(jin)行同一類工藝(yi)方法(fa)或(huo)不(bu)同類工藝(yi)方法(fa)的(de)多工序(xu)自動化加(jia)(jia)工，完成(cheng)一個復(fu)(fu)雜(za)形(xing)狀(zhuang)零部件(jian)(jian)的(de)車(che)、銑、鉆(zhan)、鏜、磨(mo)等(deng)多種加(jia)(jia)工工序(xu)的(de)復(fu)(fu)合加(jia)(jia)工。

一是通過(guo)數控(kong)車床(chuang)復合化(hua)提高(gao)(gao)加(jia)工精度和(he)(he)加(jia)工效率，節省(sheng)占(zhan)地(di)面積和(he)(he)縮短工件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)加(jia)工周期(qi)；二是數控(kong)車床(chuang)復合化(hua)使得無(wu)人化(hua)加(jia)工更(geng)加(jia)簡單，使得更(geng)多的(de)(de)加(jia)工零部件(jian)(jian)(jian)可以實現(xian)(xian)無(wu)人化(hua)加(jia)工，生產(chan)系統(tong)的(de)(de)可靠性也(ye)將大幅度提高(gao)(gao)；三是數控(kong)車床(chuang)復合化(hua)簡化(hua)了產(chan)品的(de)(de)結構(gou)設(she)計，通過(guo)復合化(hua)加(jia)工可以實現(xian)(xian)需多個零配件(jian)(jian)(jian)進行裝配組合實現(xian)(xian)的(de)(de)功(gong)能直接使用一個零件(jian)(jian)(jian)來實現(xian)(xian)，簡化(hua)了系統(tong)的(de)(de)結構(gou)設(she)計，減少(shao)了系統(tong)的(de)(de)零件(jian)(jian)(jian)數量，系統(tong)功(gong)能更(geng)加(jia)強大，可靠性更(geng)加(jia)提高(gao)(gao)，成本(ben)更(geng)加(jia)節約。

復(fu)合化(hua)是數(shu)控車床行(xing)業的(de)重(zhong)要創新方向(xiang)。隨著復(fu)合化(hua)加工技術向(xiang)縱深發展(zhan)和(he)展(zhan)開，其應用領域和(he)場合會越(yue)來(lai)(lai)越(yue)普及，這將(jiang)導(dao)致部分傳統的(de)數(shu)控車床被復(fu)合化(hua)車床替代。未來(lai)(lai)，復(fu)合化(hua)數(shu)控車床必將(jiang)成為數(shu)控車床需求市場的(de)主流(liu)方向(xiang)。

④智能網絡化

智能(neng)(neng)網絡化(hua)是高(gao)端(duan)數(shu)控車(che)床(chuang)適應(ying)現代制造業信息化(hua)和智能(neng)(neng)化(hua)的(de)前(qian)提(ti)。數(shu)控車(che)床(chuang)的(de)智能(neng)(neng)網絡化(hua)主(zhu)要包(bao)括以下(xia)幾個方面：一(yi)是將數(shu)控車(che)床(chuang)變成標準的(de)網絡終(zhong)端(duan)，能(neng)(neng)夠上(shang)傳(chuan)和接(jie)收相關結點(dian)的(de)信息，實現遠程通(tong)訊(xun)服(fu)務等(deng)功能(neng)(neng)；二是加工過程智能(neng)(neng)化(hua)。

通(tong)過(guo)自適應控制，減(jian)少加工(gong)過(guo)程中的不平衡因(yin)素(su)影響(xiang)，如(ru)前(qian)饋(kui)控制、電機(ji)參數的自適應運算、自動識別負載，以提(ti)高(gao)驅動特性(xing)的穩定(ding)性(xing)；三是操作智(zhi)(zhi)能化。提(ti)供(gong)會話式編程，加入(ru)人(ren)工(gong)智(zhi)(zhi)能，建立(li)友好人(ren)機(ji)界面。

此外，智(zhi)(zhi)能(neng)網絡化能(neng)提供自動選定(ding)模式、自整(zheng)定(ding)等功能(neng)以提高鏈接(jie)的智(zhi)(zhi)能(neng)化。配置智(zhi)(zhi)能(neng)診斷、智(zhi)(zhi)能(neng)監控(kong)，方便系(xi)統的診斷及維修。目前(qian)，虛(xu)擬設(she)計、虛(xu)擬制(zhi)造(zao)等高端智(zhi)(zhi)能(neng)技術(shu)也越來(lai)越多在(zai)行業得(de)到應用。隨著智(zhi)(zhi)能(neng)技術(shu)的發展，基(ji)(ji)于智(zhi)(zhi)能(neng)化的自動化加(jia)工單元必將成為智(zhi)(zhi)能(neng)制(zhi)造(zao)的基(ji)(ji)礎裝備，將成為當代數控(kong)車床智(zhi)(zhi)能(neng)化發展的重(zhong)點(dian)方向。

⑤自動化

自(zi)動(dong)(dong)化(hua)是數控(kong)車床的(de)基(ji)本特征(zheng)之一。實(shi)現智能制造的(de)前(qian)提首先要實(shi)現制造過程自(zi)動(dong)(dong)化(hua)。隨著客戶實(shi)施企業結(jie)構轉(zhuan)型和(he)技術升(sheng)級工(gong)作的(de)深入開展，數控(kong)車床的(de)需求(qiu)模式正在發(fa)生深刻變化(hua)。單機需求(qiu)逐漸減少，自(zi)動(dong)(dong)化(hua)加工(gong)相(xiang)關的(de)需求(qiu)明顯增多，實(shi)現從毛坯到成品的(de)全過程自(zi)動(dong)(dong)化(hua)加工(gong)成為(wei)數控(kong)車床新的(de)發(fa)展方(fang)向。

自(zi)(zi)動(dong)化(hua)生產線不(bu)僅(jin)僅(jin)是加工過(guo)程(cheng)(cheng)自(zi)(zi)動(dong)化(hua)，更(geng)重要(yao)的(de)是對加工過(guo)程(cheng)(cheng)的(de)各(ge)項(xiang)要(yao)素(su)進行優(you)化(hua)和集約，實(shi)現高(gao)效率、高(gao)精度、高(gao)柔性的(de)自(zi)(zi)動(dong)化(hua)加工。適應(ying)自(zi)(zi)動(dong)化(hua)要(yao)求的(de)數控(kong)車床(chuang)必(bi)須配置與自(zi)(zi)動(dong)化(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)中各(ge)個要(yao)素(su)相適應(ying)的(de)各(ge)種功能，包括冷(leng)卻、防護(hu)、斷屑、檢測、物流、過(guo)程(cheng)(cheng)控(kong)制軟(ruan)件(jian)及其他軟(ruan)件(jian)接口和硬(ying)件(jian)接口。

實(shi)現(xian)效率和柔性(xing)的均衡是數(shu)控車床自動化發展(zhan)的重要課題，目前(qian)國內的自動化加(jia)工正處于發展(zhan)階段，各種模式不斷(duan)涌現(xian)，這為數(shu)控車床行業的發展(zhan)提供了新的開拓方(fang)向。

⑥環保化環保化

是數(shu)控車(che)(che)床(chuang)發展(zhan)的(de)重要(yao)(yao)方向。其主要(yao)(yao)內容包括降低能源消耗，減少(shao)(shao)環(huan)(huan)境(jing)污染，提高(gao)設備與環(huan)(huan)境(jing)的(de)協調(diao)性。比如(ru)，不斷豐富待機功能，減少(shao)(shao)數(shu)控車(che)(che)床(chuang)的(de)無(wu)為消耗；采(cai)(cai)用(yong)(yong)高(gao)效儲(chu)存技術(shu)，減少(shao)(shao)電池風扇及易耗品的(de)使用(yong)(yong)；采(cai)(cai)用(yong)(yong)全封閉(bi)耐高(gao)壓(ya)設計杜絕(jue)數(shu)控車(che)(che)床(chuang)潤滑油(you)的(de)滲漏；采(cai)(cai)用(yong)(yong)油(you)污收集和油(you)水分離(li)技術(shu)，減少(shao)(shao)切削(xue)液對環(huan)(huan)境(jing)的(de)污染；

采用高(gao)壓油霧冷卻(que)技術或(huo)者干式切削技術減(jian)少(shao)甚(shen)至杜絕(jue)切削液的使(shi)用。發展智能化(hua)(hua)技術使(shi)得數控(kong)車床(chuang)變得容易操(cao)作和更加宜人(ren)化(hua)(hua)，而通過設計(ji)的環(huan)(huan)保化(hua)(hua)，能實現生產(chan)制造(zao)過程(cheng)中材料的節約，污染物(wu)的減(jian)少(shao)，噪音的降低(di)，從而提(ti)高(gao)產(chan)品使(shi)用周(zhou)期(qi)和壽命，從源(yuan)頭實現了綠色環(huan)(huan)保化(hua)(hua)的目(mu)標。

發(fa)(fa)行人產品迭代更新和新品的開發(fa)(fa)也(ye)是基于上述幾大發(fa)(fa)展方(fang)向(xiang)推進。目前，發(fa)(fa)行人已經掌握(wo)了高端數控車床主軸技(ji)術(shu)、伺服(fu)刀(dao)塔技(ji)術(shu)、伺服(fu)尾座技(ji)術(shu)、車床動態精度熱(re)變(bian)形補償等(deng)與高速度、高精度、復合(he)化、智(zhi)能網絡化、自動化、環(huan)保(bao)化等(deng)單個或多個與行業發(fa)(fa)展方(fang)向(xiang)相(xiang)關的技(ji)術(shu)。