官方微信：日成最新資訊
移動官網(wǎng)
官方商城1952年8月7日，中央人民政府決定成立第一機械工業(yè)部，下設(shè)專業(yè)局，其中二局主管機床工具行業(yè)（后一直將二局稱之謂機床工具局），劃給二局18個廠管轄，其業(yè)務(wù)范圍涵蓋金切機床、鍛壓設(shè)備、鍛造機械、木工機床、機床附件、工具（含量儀、刃具）、磨料磨具、機床電器8大類。1956年，按行業(yè)劃分，成立北京機床研究所等7個直屬研究所（稱之謂一類所）以及鄭州第六設(shè)計院，后來又在主導(dǎo)廠設(shè)立面向分行業(yè)的十余個專業(yè)研究所（稱之謂二類所）。據(jù)不完全統(tǒng)計，當時一類所及二類所共計37個，構(gòu)成了完整的科研開發(fā)體系。以后，六十年代開始三線建設(shè)，老廠一分為二，或一分為三，在西部地區(qū)成立一批國營機床工具企業(yè)。改革開放后，在市場經(jīng)濟機制的優(yōu)勝劣汰中，一大批國企或轉(zhuǎn)制或淘汰破產(chǎn)，但也迅速崛起一大批民營企業(yè)及外資企業(yè)。
世界上最早出現(xiàn)數(shù)控機床于上世紀五十年代初，我國于上世紀五十年代末在北京機床研究所成立數(shù)控機床研究室，同時在清華大學(xué)等高校也開始研究數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機床。由此看出，我國數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機床的研發(fā)，起步并不晚，但為什么到現(xiàn)在與世界先進水平的差距，特別是高端數(shù)控機床工具還這么大呢？原因很復(fù)雜，筆者也說不清楚，但看來至少有兩點：一是機床工具行業(yè)在探索研發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展路線上走了一些彎路，如用于運動控制的芯片（CPU），是采用專用芯片，還是通用芯片，幾次反復(fù)，因此在引進技術(shù)、合作生產(chǎn)、消化吸收、再創(chuàng)新等方面多花了一些時間；二是中國的半導(dǎo)體工業(yè)起步太晚、太弱，特別是集成電路LSI、VLSI包含專用及通用芯片在內(nèi)，差距太大，不得不受制于人，不僅是硬件，包括操作系統(tǒng)等軟件也大大落后于世界先進水平，就是一般PCB板常用的片裝式電阻、電容元器件也基本需要進口。因為國產(chǎn)的元器件性能、質(zhì)量不穩(wěn)定，因此在上世紀九十年代前后，很多研究院所及企業(yè)單位選擇通用芯片作為CPU進行運動控制與邏輯控制，因為芯片技術(shù)發(fā)展速度太快，性價比按摩爾定律發(fā)展。
如筆者在上世紀七十年代，在企業(yè)就組織研發(fā)車床的數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控車床，當時用的是半導(dǎo)體分立元件，有的還采用過中間繼電器或通訊用的極化繼電器，搞了兩年，因元器件不過關(guān)，又買不到進口元器件，因此決定停止研發(fā)，轉(zhuǎn)向采用FANUC數(shù)控系統(tǒng)，工廠專心把主機做好，鑒于當時的政治形勢，就搞不下去了。同一段時期筆者受部委的委托與美國Unimation公司進行機器人的技術(shù)交流與談判，當時采用直角坐標式，還不是關(guān)節(jié)式的工業(yè)機器人，控制系統(tǒng)相對比較簡單。至于作為機床上下料的機械手，因筆者從事自動化單機及自動生產(chǎn)線的研發(fā)生產(chǎn)，如308軸承車加工自動生產(chǎn)線就用機械手上下料，不過不是柔性控制，有的采用凸輪及中間繼電器硬件控制，這就是上世紀七十年代技術(shù)水平的真實情況。
改革開放至今已有四十年了，數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機床走了一條十分艱難曲折的發(fā)展道路，從數(shù)控系統(tǒng)來說，原來想從日本FANUC走引進、消化、吸收、國產(chǎn)化的路子，問題就卡在專用芯片及其他硬件的國產(chǎn)化上。至今北京發(fā)那科實際上是FANUC系統(tǒng)在中國用SKD模式的合資裝配廠，但效益較好，最高時年產(chǎn)四五萬臺套。我們雖然學(xué)不到核心技術(shù)，但熟悉了裝配調(diào)試工藝、檢測、維保方面的技術(shù)知識，而且FANUC系統(tǒng)質(zhì)量與可靠性及維保服務(wù)在用戶中口碑很好。上世紀九十年代，開始學(xué)習(xí)PC機的技術(shù)路線，采用通用芯片作為CPU，因為可以購到最新一代Intel（x86）、ARM的芯片，而且換代很快，操作系統(tǒng)采用Windows、Linux或其組合。而我國數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)可基于硬件的架構(gòu)與運動控制的算法上下功夫，因此出現(xiàn)了廣州數(shù)控（成立于1991年）、華中數(shù)控（成立于1994年）、高精數(shù)控（產(chǎn)品生產(chǎn)始于上世紀90年代初）、凱恩帝（成立于1993年）、維宏（成立于2007年）等一批專業(yè)數(shù)控生產(chǎn)企業(yè)，以及光洋（2000年開始數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)）、沈機i5數(shù)控系統(tǒng)（2007年開始研發(fā)）、北京精雕（成立于1994年）等一批專業(yè)生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)、自配自給的數(shù)控機床企業(yè)。正像中國機床工具工業(yè)協(xié)會陳吉紅副理事長撰寫的文章中寫到：數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了“六五”期間的技術(shù)引進，“七五”期間技術(shù)消化吸收，“八五”期間技術(shù)自主開發(fā)，“九五”到“十二五”用了20年的時間才使低、中、高檔數(shù)控產(chǎn)業(yè)化。其中，高檔數(shù)控系統(tǒng)縮小了與世界先進水平的差距，初步產(chǎn)業(yè)化了，市場占有率也提高到7%，以后的道路更加任重道遠。
至于數(shù)控機床的機床本體，由于數(shù)控系統(tǒng)+伺服驅(qū)動系統(tǒng)+驅(qū)動伺服電機+機床的運動部件+位置測量裝置（光刪、磁柵、同步感應(yīng)尺等），再加上各種機床部件的物理量的變化（溫度、振動、位置等）的傳感器信息采集，構(gòu)成一個全閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)，因而機床本體的結(jié)構(gòu)設(shè)計有質(zhì)的變化。如工作臺設(shè)計，在滿足強度及剛度和尺寸的要求情況下，運動部件的質(zhì)量要降低到最小程度，以增加頻率響應(yīng)，滿足高精、高速機床的需求；又如盡量采用對稱結(jié)構(gòu)及增加散熱條件，工作時可盡快達到熱平衡條件等。特別是多軸多聯(lián)動功能及復(fù)合加工中心的出現(xiàn)，大大促進了機床本體的變革，有的是顛覆性的改變，因而要求機床動靜剛度好、熱變形小，而且精度保持性好，可靠性高，一次裝夾工件后，可完成多工序的復(fù)合加工，如車、銑、鏜、磨、齒形加工、珩、研、拋光等；甚至有一些特種工藝，如激光加工、旋壓、滾壓、電加工等工藝也進入多軸多聯(lián)動的復(fù)合加工中心。因此機床企業(yè)必須對目標的細分市場的現(xiàn)實工藝及潛在發(fā)展的工藝要吃透，積累用戶的使用工藝數(shù)據(jù)，并建立數(shù)據(jù)庫，才能開發(fā)出好用、可靠、經(jīng)濟、易維護保養(yǎng)的高檔數(shù)控機床。
雖然改革開放初期，機床工具工業(yè)走了一些合作生產(chǎn)返銷的道路，成績顯著，大大提高了機床企業(yè)的工藝水平，有的進行貼牌生產(chǎn)光機，國外經(jīng)銷商在境內(nèi)加上數(shù)控系統(tǒng)后再在國外銷售，一來可賺取外匯，二來鍛煉了企業(yè)的內(nèi)功，如濟一與馬扎克的合作，南京機床廠與Traub合作等。但由于后來國營企業(yè)改制或因種種原因沒有轉(zhuǎn)化為自主開發(fā)及創(chuàng)新，以后不了了之，太可惜了，造成今天中低檔勞動技術(shù)密集型機床工具出口，高檔數(shù)控機床大量進口的局面，從中也可以吸取一些經(jīng)驗教訓(xùn)。
“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備” 國家科技重大專項（簡稱04專項）資助的很多機床企業(yè)研發(fā)的高檔數(shù)控機床難以產(chǎn)業(yè)化，根本問題在于機床廠對用戶的使用工藝，含工藝參數(shù)及刀具、量具、夾具加工對象的使用要求極不熟悉，沒有話語權(quán)，至于所謂多軸、多聯(lián)動、復(fù)合加工中心大部分是抄來的。雖然04專項發(fā)展了一批功能部件，其中不少部件產(chǎn)業(yè)化程度較低，性價比不高，加上機床廠及終端用戶對國產(chǎn)功能部件認知度低，不太信得過，因此市場占有率較低，甚至敵不過我國臺灣省產(chǎn)的部分功能部件。高檔的功能部件大都從日本、德國、瑞士、意大利、西班牙等發(fā)達國家進口。
筆者看來，數(shù)控機床主機存在的問題，包括精度、可靠性、精度保持性都不很高。因此目前來看，主機的問題多于數(shù)控系統(tǒng)，這要引起主管部門及主機廠的注意。
最后，還要說一個案例，即上世紀八十年代，出現(xiàn)一股盲目追求“數(shù)控化率”的現(xiàn)象，因此進口一批質(zhì)量沒有過關(guān)的數(shù)控系統(tǒng)及伺服電機系統(tǒng)，造成了一度走“紅”的，受到市、省、部表揚的沈陽第三機床廠，因數(shù)控機床在用戶處不能開機、維保又不及時，紛紛要求退貨及索賠而破產(chǎn)。這是“十八羅漢廠”第一個破產(chǎn)的機床企業(yè)，正所謂“成也數(shù)控、敗也數(shù)控”。這個教訓(xùn)極為深刻，這也是中國數(shù)控機床發(fā)展史上不能抹殺的一個嚴重事件。
