一、數(shù)控機(jī)床介紹
數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。
數(shù)控機(jī)床一般由輸入裝置、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、測量環(huán)節(jié)和機(jī)床本體(組成機(jī)床本體的各機(jī)械部件)組成。
數(shù)控機(jī)床主要分為普通數(shù)控機(jī)床和加工中心。
普通數(shù)控機(jī)床：普通數(shù)控機(jī)床一般指在加工工藝過程中的一個(gè)工序上實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的自動(dòng)化機(jī)床，如數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床與數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。普通數(shù)控機(jī)床在自動(dòng)化程度上還不夠完善，刀具的更換與零件的裝夾仍需人工來完成。
加工中心：加工中心是帶有刀庫和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它將數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床的功能組合在一起，零件在一次裝夾后，可以將其大部分加工面進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸及攻螺紋等多工序加工。由于加工中心能有效地避免由于多次安裝造成的定位誤差，所以它適用于產(chǎn)品更換頻繁、零件形狀復(fù)雜、精度要求高、生產(chǎn)批量不大而生產(chǎn)周期短的產(chǎn)品。
二、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展歷史
1952年美國麻省理工學(xué)院和吉丁斯?路易斯公司首先聯(lián)合研制出世界上第一臺(tái)數(shù)控升降臺(tái)銑床，開創(chuàng)了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史。隨后德國、日本、蘇聯(lián)等國于1956年分別研制出本國的第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。70年代，出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路和小型計(jì)算機(jī)，世界發(fā)達(dá)國家的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)開始進(jìn)入了發(fā)展階段。
80年代以來，數(shù)控系統(tǒng)微處理器運(yùn)算速度快速提高，功能不斷完善、可靠性進(jìn)一步提高，監(jiān)控、檢測、換刀、外圍設(shè)備得到了應(yīng)用，使數(shù)控機(jī)床得到了全面發(fā)展，數(shù)控機(jī)床品種迅速擴(kuò)展，發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了發(fā)展應(yīng)用階段。
90年代，數(shù)控機(jī)床得到了普遍應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床技術(shù)有了進(jìn)一步發(fā)展，柔性單元、柔性系統(tǒng)、自動(dòng)化工廠開始應(yīng)用，標(biāo)志著數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入成熟階段。
21世紀(jì)，軍事技術(shù)和民用工業(yè)的發(fā)展對數(shù)控機(jī)床的要求越來越高，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)入了智能化、網(wǎng)絡(luò)化、敏捷制造、虛擬制造的更高階段。
三、數(shù)控機(jī)床對于我國制造業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略意義
高端數(shù)控機(jī)床是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。
為應(yīng)對國內(nèi)外復(fù)雜嚴(yán)峻的發(fā)展形勢，中央新提出“雙循環(huán)”戰(zhàn)略，加快形成以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局。構(gòu)建國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局，是中國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在需要，也是全球經(jīng)濟(jì)再平衡的客觀要求。
目前，中國已經(jīng)建立了全球規(guī)模最大、覆蓋最廣的制造業(yè)體系，但高端裝備產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化、自主化水平較低是制約先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。依托雙循環(huán)，推動(dòng)進(jìn)口依賴向國產(chǎn)替代的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的暢通運(yùn)轉(zhuǎn)，降低在芯片、高端數(shù)控機(jī)床超短傳感器等領(lǐng)域的進(jìn)口依賴度。根據(jù)預(yù)測，2025年我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)4056億元。
① 國內(nèi)工業(yè)體系升級拉動(dòng)對高端機(jī)床的需求
a.機(jī)床在工業(yè)加工領(lǐng)域有重要地位，是工業(yè)朝高質(zhì)量，高精度，高成品率，高效率發(fā)展的趨勢。十三五階段，我國工業(yè)制造業(yè)穩(wěn)步轉(zhuǎn)型，也使機(jī)床行業(yè)的需求構(gòu)成發(fā)生一定改變，即中高端產(chǎn)品需求增速超過低端產(chǎn)品，工業(yè)開始走向高端化。
b.機(jī)床的水平、品種和生產(chǎn)能力，直接反映了一國工業(yè)的綜合實(shí)力。我國機(jī)床的誕生比美國、德國略有滯后，經(jīng)歷近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，隨著國內(nèi)在高端機(jī)床的重視度日益增長，國產(chǎn)機(jī)床品牌在加強(qiáng)人才培養(yǎng)之后，迎來了新的發(fā)展時(shí)期。
c.近兩年來國內(nèi)高端需求拉動(dòng)，高端機(jī)床進(jìn)口大幅增長。機(jī)床的良好發(fā)展態(tài)勢表明需求仍然處于高位，對高端數(shù)控機(jī)床的大幅應(yīng)用也將有力地幫助我國實(shí)現(xiàn)由工業(yè)生產(chǎn)大國向機(jī)床工具行業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變。
②高端數(shù)控機(jī)床的國產(chǎn)化替代之路
中國制造2025，是中國政府實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)。其中提及10大重點(diǎn)領(lǐng)域，“高檔數(shù)控機(jī)床”就囊括其中。根據(jù)行動(dòng)綱領(lǐng)，我國要開發(fā)一批精密、高速、高效、柔性數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備及集成制造系統(tǒng)；加快高檔數(shù)控機(jī)床、增材制造等前沿技術(shù)和裝備的研發(fā);以提升可靠性、精度保持性為重點(diǎn)，開發(fā)高檔數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、軸承、光柵等主要功能部件及關(guān)鍵應(yīng)用軟件，加快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;加強(qiáng)用戶工藝驗(yàn)證能力建設(shè)。
啟動(dòng)于2009年的國內(nèi)“04專項(xiàng)”明確指出“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”。2017年，04專項(xiàng)列入一個(gè)新重大項(xiàng)目——“換腦工程”，即在未來五年內(nèi)，國防軍工領(lǐng)域用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)批量替代進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)，以大幅提升國防軍工領(lǐng)域制造裝備自主可控能力和安全水平。
國內(nèi)高端機(jī)床國產(chǎn)化率不足10%，因此國產(chǎn)中高端數(shù)控機(jī)床擁有廣闊的提升空間。
四、數(shù)控機(jī)床行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
①行業(yè)與上游的關(guān)系
自動(dòng)化單元核心部件主要包括機(jī)械零部件、數(shù)控系統(tǒng)、電器類功能部件整體配套能力“弱且散”，其中高檔部件幾乎空白，基本依賴進(jìn)口；中檔功能部件行業(yè)國內(nèi)有少量形成產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)能，基本滿足國產(chǎn)主機(jī)的配套需求。在高端數(shù)控車床和自動(dòng)化單元產(chǎn)品的核心部件領(lǐng)域仍無法和瑞士、德國競爭，但與日本的差距已經(jīng)逐漸拉近，甚至諾貝特的產(chǎn)品與日本同類產(chǎn)品已經(jīng)相差無幾。
②行業(yè)與下游的關(guān)系
在制造業(yè)升級的進(jìn)程中，下游客戶對產(chǎn)品工藝水平和加工效率的要求越來越高。傳統(tǒng)依靠“人海戰(zhàn)術(shù)”的制造業(yè)已經(jīng)越來越不適用于當(dāng)今高端制造和智能制造業(yè)的發(fā)展需要。而先進(jìn)的自動(dòng)化單元及柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線以其高精度、高穩(wěn)定性和高一致性加工特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于汽車制造、消費(fèi)電子、軍工、醫(yī)療行業(yè)、軌道交通等行業(yè)。
統(tǒng)一歸總為一張圖如下所示：
