2022年数控机床产业发展现状及沈阳机床集团自主创新之路 .pdf

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1、1 数控机床产业发展现状及沈阳机床集团自主创新之路数控机床是现代机械制造业的关键设备，一个国家数控机床的产量和技术水平在某种程度上就代表这个国家的制造业水平和竞争力。数控技术的发展， 关系到国家工业战略地位和综合国力水平。数控机床拥有量和年产量是衡量一个国家制造业现代化水平的重要标志。一、世界数控机床发展的特征数控系统技术的突飞猛进为数控机床的技术进步提供了条件。为了满足市场的需要，达到现代制造技术对数控机床提出的更高的要求，当前，世界数控机床的发展主要体现为以下方面技术特征：1、高速与高效随着汽车、航空航天等工业轻合金材料的广泛应用，高速加工已成为制造技术的重要发展趋势。数控机床向高速化方向

2、发展，不但可大幅度提高加工效率，降低加工成本， 而且还可提高零件的表面加工质量和精度。高速加工具有缩短加工时间、 提高加工精度和表面质量等优点， 在航空航天等领域的应用也日益广泛。机床向高速化方向发展， 可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可以大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可以提高零件的表面加工质量和精度。随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具，大功率高速电主轴、高加 /减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，为开发应用新一代高速、 高效数控机床提供了技术基础。2、高精度与高可靠性机床的精密化不仅是汽车、电子、医疗器械等工业

3、的迫切需求，还直接关系到航空航天、导弹卫星、新型武器等国防工业的现代化。现在，超精密数控机床正在向纳米进军。 从精密加工发展到超精密加工， 是世界各工业强国致力发展的方向。随着数控机床网络化应用的发展，数控机床的高可靠性已经成为数控系统制造商和数控机床制造商追求的目标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片，利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。通过硬件功能软件化， 适应各种控制功能的要求， 同时采用硬件结构机床名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -

4、- - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2 本体的模块化、 标准化和通用化及系列化， 既提高硬件生产批量， 又便于组织生产和质量把关。3、多功能与柔性化在零件加工过程中工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升降速上，耗费了大量时间，因此把不同的加工功能整合在同一台机床上成为机床发展的趋势。多功能机床成为近年来发展很快的机种，自动换刀机构的各类加工中心，能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工。 现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削， 即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及

5、产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势， 是先进制造领域的基础技术。 其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提， 以易于联网和集成为目标； 注重加强单元技术的开拓、完善；数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM 、CAPP、MTS联结，向信息集成方向发展；网络系统向开放、集成和智能化方向发展。4、智能化与环保化智能化是21 世纪制造技术发展的一个大方向。数控机床要想提高其生产效率 ，必须提高机床的智能化。它包括机床很多方面，例如：机床应有自适应制、工艺参数的自动生成、 误差补偿智能控制、 复杂曲面动轨迹优化控制、 故障自诊断和智能维护等。 在给定加工件后， 按照工艺流程

6、， 提高机床自动选择参数自动编排加工程序， 优化加工序， 以最短时间达到最佳的加工质量，从而提高加工效率。绿色环保设计是一种综合考虑了产品设计、制造、使用和回收等整个生命周期的环境特性和资源效率的先进设计理论和方法。它在不牺牲产品功能、质量和成本的前提下，系统考虑产品开发、制造及其活动对环境的影响，从而使得产品在整个生命周期中对环境的负面影响最小，资源利用率最高。现在环境污染问题越来越严重，环境保护的呼声越来越高，环保问题已经成为各国经济可持续发展的制约因素之一。数控机床作为装备制造业的核心，能否顺应环保趋势，环保设计与制造的研制，将是影响经济发展的重要要素之一。名师资料总结 - - -精品资

7、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3 二、国内数控机床的发展现状及存在问题数控机床是当代机械制造业的主流装备，国产数控机床的发展经历了30 年跌宕起伏，已经由成长期进入了成熟期，可提供市场1，500 种数控机床，2009 年中国以 4000 多亿元人民币成为世界机床工具产值最大的国家，覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领

8、域部分技术已经达到世界先进水平。但是，由于中国技术水平和工业基础还比较落后，数控机床的性能、水平和可靠性与工业发达国家相比，差距还是很大，我国高档数控机床的产业化水平还不高， 一大批机床制造企业基础还十分薄弱，国内市场所需的高档数控机床仍主要依赖进口。而进口这些高档机床产品的行业主要集中在航空、航天、能源、船舶、汽车等重点行业，它们对机床的性能要求较高，尤其对机床的运动精度、运动速度、运转稳定性、智能监控等方面的要求比其他行业要高很多。目前，我国数控机床产业存在的主要问题有：1、核心技术严重缺乏据统计，数控机床的核心数控系统，我国90%需要国外进口。国内能做的中、高端数控机床，更多处于组装和制

9、造环节，未掌握核心技术。国产数控机床的关键零部件和关键技术主要依赖进口，国内真正大而强的企业并不多。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。功能部件等配套产品是数控机床的重要组成部分，也是发展数控机床的基础，我国功能部件发展的滞后已成为数控机床发展中公认的瓶颈。目前，国产中高档数控机床仍大量采用进口功能部件产品，我国作为机床生产大国过分地依赖功能部件的进口， 无疑会制约我们数控机床产业的健康发展。因此，提高功能部件研发能力、 技术制造水平， 加快功能部件的产业化进程已成为当前迫切需要解决的问题， 也是行业产业结构调整的重中之重。如作为核心功能部件之一，对于五坐标机床

10、而言， 万能铣头在飞机零件加工精度中起主要影响作用。国内机床制造商所开发并得到成熟应用的五坐标数控机床采用的AC、BC 万能铣头，几乎全部依靠国外进口， 这占去很大部分的设备成本和服务成本，导致我国机床的市名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4 场竞争力不强。2、制造和工艺水平落后、缺失用户工艺研究一些国产数控机床制造商不够重视整体工艺与制造水平的提高， 加工手段基本以普通机床与低效刀具为主，装配调试完全靠手工，加工

11、质量在生产进度的紧逼下不能得到稳定与提高。数控机床与基础制造装备研发和生产单位必须了解和熟悉用户工艺，深入研究用户工艺。 对于一个优秀的机床制造商，应该不仅仅提供给客户机床设备，更应该提供工艺软件和整体解决方案， 而在这方面我国与国外著名机床制造商之间存在着显著差距。3、技术创新和成果转化与市场脱节技术创新是产品满足市场需要的关键。多数企业在确定数控技术创新项目上没有突出重点，市场定位不明确，不能集中力量， 突破重点， 带动整体，项目安排带有盲目性。首先，盲目跟随国际技术潮流增加生产能力。其次数控技术创新取得成果后，缺乏商品化、产业化的全面安排，技术创新与工程化研究、工艺研究严重脱节。为了进一

12、步促进我国数控机床行业的发展，必须把企业作为发展的主体， 高校、科研单位作为依托， 政府在宏观政策上予以指导和扶持，社会中介力量提供高质量的服务，加大政府扶持力度、提高综合应用效率、提高开发能力，大力发展功能零部件、加快引进吸收才能把数控机床产业逐步做优做强。为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。三、沈阳机床集团从中国制造到中国智造作为中国机床行业的排头兵， 沈阳机床（集团）有限责任公司自觉地把自主创新和振兴装备制造业上升到国家意志的战略高度，主动承担起了推动我国装备制造业发展和升级的重任。 通过大力加强自主创新、 精心培育自主品牌， 走出了一条中国机床企业的振兴发展之

13、路。 其发展历程值得广大机床企业乃至制造业企业学习和借鉴。沈阳机床集团曾经是中国机床工业的摇篮。这里诞生了共和国第一台普通车床、第一台摇臂钻床、第一台卧式镗床、第一台数控车床等。近年来，沈阳机床集团依靠开放式自主创新，加大研发投入，实现了整体跨越式提升，2009 年沈名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5 阳机床集团实现销售收入120 亿元， 在国内同行业保持领先地位， 跻身世界五强。目前，我国本土数控机床每五台就有

14、一台“ 沈阳机床造 ” ，中高档数控机床成批量服务于装备制造业的核心制造领域， 打破了长期以来进口数控机床对中国部分核心制造领域的垄断。1、自主创新构建以市场为导向的开放式研发体系，提高国际化研发水平按照“ 国际化，世界级 ” 的总体战略，沈阳机床集团通过自主研发、联合研发、海外直接并购， 形成以企业为主体、 开放式、国际化研发体系的 “ 三位一体 ” 目标。在国内，与高等院校联合，在上海和北京共同创造开放式的技术研发平台，在这个平台上重点开展数字化设计、汽车典型零部件工艺的研究与优化、航空航天典型零件用户工艺的研究与优化、共性关键技术研究。2008年 12月，在科技部等部委的支持下，由沈阳机

15、床集团牵头，联合8 家企业、6 家院所正式组建 “ 数控机床产业技术创新联盟” 。该联盟将重点围绕高速精密数控机床关键功能部件开发等方面开展研究工作，引领我国机床行业共同技术进步。2008 年，经科技部批准，沈阳机床集团筹建了“ 高档数控机床国家重点实验室” 。这是国内机床行业唯一设立在企业的国家级重点实验室。实验室将着眼于数控机床装备的国际前沿技术， 立足于为国家经济和社会发展、 国家战略需求和重大科学工程开发高档数控机床产品、提供高档数控机床先进技术。在国外，沈阳机床在世界制造业强国建立研发分部，重点开展数控机床前沿技术研究，研发高新产品，培养具有国际视野的技术研发人才。通过全资并购150

16、 年历史的德国希斯公司， 直接掌握与世界主流水平同步的重大型数控机床的设计和制造核心技术。2、自主研发进行产品结构战略性重大调整，生产出世界级精品厚积才能薄发， 通过自主创新， 近年来，沈阳机床的产品结构发生了重大变化，由普通机床到数控机床，再到智能化、复合化的数控加工中心，产值数控化率接 70%。逐步形成了高速、高精、高效的产品格局，在汽车、航空、航天、军工、船舶、铁路、信息等重点行业的核心制造领域，均有出色表现，其中多种新产品达到国际先进水平，创造了一个又一个奇迹。2009 年沈阳机床集团成功研制出具有国际一流水平的飞阳数控系统并已应名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -

17、 - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 6 用在沈阳机床自产的4 轴以上高档数控机床上， 实现产业化，得到了用户的认可。这标志着我国基本掌握了与当代世界先进水平同步的数控系统核心技术，标志着中国开始拥有了完全意义上的自主知识产权中高档数控机床产品，宣告了中国改变了由国外垄断机床 心脏的局面。2009年沈阳机床集团成为国家首批确定的2006-2020年期间十六个国家科技重大专项之一 “ 高档数控机床与基础制造装备” 专项课题实施承担单位， 承担了用于钛合金航空结构件加工的五轴联

18、动加工中心、带 AB 轴的高速五轴联动加工中心等 9 个重大项目。在 2010 年中国数控机床展览会上，沈阳机床集团重磅推出“新五类”产品：新镗床系列、新CAK 系列、新 HTC 系列、新立加系列和新卧加系列。以其独到的设计理念，获得了用户、同行企业的高度关注。“新五类”产品是沈阳机床发展的里程碑。一方面， “新五类”产品高度贴合市场需求，满足用户低成本、高效率的要求， 以普通镗床的价格实现生产效率的倍增，让原来利润低但量大面广的普通机床获得了新生。 另一方面， 全面彻底的国际化设计理念和标准，为沈阳机床在后续及其他产品设计研发奠定了根本性的基础。如用全新技术打造的AH1100 自动镗床，成为

19、世界首款自动镗床，开创镗床历史新纪元。针对航空航天、能源动力和军工行业等国内用户对加工工件精度要求高等特点，沈阳机床集团自主研发了CKG 系列数控高精车床。为满足国内航空航天和模具制造业的叶片等空间曲面的加工，沈阳机床集团自主研发了中国第一台龙门五轴联动加工中心， 此前西方国家把该类产品作为战略物资，该产品填补了国家同类产品的空白，在重大装备国产化方面迈出具有战略意义的一步。从2004 年开发的第一台五坐标联动机床到现在，沈阳机床集团已为国内的航空制造企业提供了 30 余台五坐标机床，为我国航空航天事业的发展做出突出贡献。四、结束语机床是制造业的母机，实现装备制造业的现代化，取决于我国机床发展

20、水平。振兴装备制造业， 首先要振兴机床工业， 国家在解决国产数控机床的现有问题方面给予了足够重视， 并列入国家中长期发展规划。 在过去几年的发展过程中，在国家、地方各级政府的支持下，沈阳机床集团秉承“改革、创新、突破”的核心理念，满怀豪情地向着“打造世界知名品牌，创建世界知名公司”的战略目标名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 7 迈进。 今年沈阳机床集团力争经济规模突破150 亿元， 昂首挺进世界机床前三强。现在进军“国际化、世界级”企业的号角已经吹响，激励着沈阳机床人不断攻坚克难，再攀新高。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -