中国数控机床的跨越式发展

    数控机床是电子信息技术与传统机床技术相融合的机电一体化产品，其中"五轴联动数控"是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。五轴联动数控机床是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家工业化水平的标志。

    我国数控机床产业起步阶段

    工业发达国家数控机床的发展大体上经历了缓慢、快速和深入发展三个阶段，目前已达较高水平，其机床产值数控化率至少超过50%，产量数控化率至少超过20%。内中金切机床数控化率更高，比如号称“数控王国”的日本，“二战”后日本为加速经济复苏与起飞，制定了《机械工业振兴法》并坚持实行多年。该法对机床业的发展做出了详细、全面的规划，在日本机床业的振兴过程中发挥了关键作用。2000年金切机床产值数控化率为88.5%、产量数控化率为59.4%。而美国政府非常重视机床工业，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。因而在机床技术上不断创新，如1952年研制出世界第一台数控机床。上世纪80年代，为保护当时在世界上并不先进的美国本国数控机床业，迫使日、德、西班牙等国就数控机床对美出口签订“自动限制协议”。而在上世纪50年代末的中国，第一台数控机床是诞生在与新中国差不多一起成长的老国企北京第一机床厂。但由於技术、市场等多方面的原因，我国数控机床产业是从“六五”起步，发展比较缓慢，到“七五”引进技术、合作生产，继而“八五”又消化吸收并实现了自主版权的开发。

    “九五”让数控产业化成为可能

    数控系统装置是数控机床的神经中枢，是曾长期阻碍中国数控领域发展的关键环节。就世界范围来说，经过多年市场激烈竞争，已形成由日本发那科公司独占世界市场50%、德国西门子公司占据25%的垄断局面。我国从上世纪90年代末开始，掌握了基于通用32位工业控制机开放式体系结构，一举站在同一起跑线上。

    在数控系统方面，首先解决了结构性的初步转换。据介绍， “八五”末期，我国没有明确技术发展的主框架，即采用专用集成电路，还是以PC为基础的平台结构。“九五”期间，国家有关部门明确发展以PC为平台的数控系统，通过“九五”的攻关，现在框架上已初步完成。其次，提高了数控系统的可靠性指标，MTBF由5000小时达到20000小时，这一指标使国产数控系统达到国际先进水平，基本解决了国内用户生产企业的高标准要求。同时，解决了多坐标联动的技术难题。从过去的三坐标联动达到了最多可达八坐标联动，打破了国外对我国的技术“限制”。同时，我国国产数控系统已具备批量生产能力，市场品牌也在逐步树立。目前，批量投入市场的国产数控系统，具有性能价格比优势，正在改变国际强手在中国市场上奇货可居的垄断局面；经济型数控系统先于外商进入市场成为一类主导产品；与之匹配的数字交流伺服电机及主轴电机已有自主版权的商品问世。

    在数控机床方面，首先解决了可靠性指标的认定方法问题。“八五”末期我国数控机床的MTBF只有200小时，经过这几年的努力，现在已达到400小时，增长幅度达100％。 第二，加工中心主轴转速由每分钟4000转达到10000转，解决了由于这一关键技术指标低，造成大量国外数控机床进口的问题。目前，这一技术的关键产品也已小批量生产，如内装式电主轴等。第三，坐标进给速度由“八五”末期的每分钟15米增加到40米，达到了国际水平。第四，加工中心换刀速度由“八五”末期5～8秒减少到1.5～3秒，也接近了世界先进水平。 1990年数控成形机床产量仅26台。进入“九五”后，由于国产机电产品普遍升级换代，加上高起点外商投资企业的大量兴办，带动了数控机床的普及应用。