国产数控机床的技术现状与对策

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1、赵万华，张星，吕盾。张俊(西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室，西安710054)[摘要】高档数控机床是国家装备制造业的支柱产业，是实现制造强国战略的重要保障，也是制造业产业升级和国家综合实力的集中体现。国家重大科技专项、装备制造业振兴规划等国家战略性计划的实施为国产高档数控机床发展提供了前所未有的发展机遇。针对国产数控机床，分析了我国机床行业的发展背景，深入解读国产机床的技术现状，重点探讨了高速高精度联动控制，复杂工况高效高精度加工，精度保持性和可靠性等高档数控机床的关键核心技术，提出推动国产数控机床向高端发展的

2、若干对策。关键词：高档数控机床；核心技术；装备制造业DOI：10．16080／i．issnl671—833x．2016．09．016赵万华西安交通大学二级教授。博导，“长江学者”特聘教授，享受国务院政府特殊津贴。主要从事高速加工工艺．高速机床动力学和机电耦合方面的研究工作。承担了04重大专项，973课题等众多课题项目，多次获得国家及教育部奖励。获发明专利10余项．发表论文100余篇．其中scI收录40篇，EI收录50余篇。+基金项目：国家自然科学基金重点项目(51235009)。16航空制造技术·2016年第9期我国机床

3、行业的发展背景制造业是立国之本、兴国之器、强国之基。国际金融危机以来，制造业迎来发达国家和发展中国家争相介入的新一轮国际分工争夺战。随着相对优势逐步转化，各国在全球制造体系中的地位将动态调整，并重塑全球制造业版图。近年来，发达国家纷纷制定“再工业化”战略，如德国工业4．0、美国工业互联网、新工业法国等，力图推动中高端制造业回流，并进一步加强全球制造业的布局调整，意图保持其全球制造业核心的领导地位。装备制造业作为制造业的核心，是工业化之母，是高新技术产业之根。新中国成立特别是改革开放以来，我国装备制造业取得了令人瞩目的成就

4、，规模和总量已经进入世界前列，成为名副其实的全球制造大国。然而，我国装备制造业普遍自主创新能力不强，核心技术和关键部件受制于人，产品质量问题突出，产业结构不尽合理，属于粗放型发展。发达国家高端制造回流与新兴经济体争夺中低端制造正在同时发生，对我国形成“双向挤压”。面对全球制造业竞争格局的重大调整、资源环境的约束和人力成本的逐渐提高等多方面的严峻挑战，我国未来必须推动装备制造业向高端发展。为大为提升装备制造业水平，我国提出要走新型工业化道路，于2015年5月颁发了《中国制造2025》，全面部署实施制造强国战略，这是我国实施

5、制造强国战略第一个十年的行动纲领。围绕实现制造强国的战略钼标，《中国制造2025》明确了“高档数控机床和机器人”作为十大重点发展领域之一。高档数控机床作为典型的高端制造装备，是一个国家的战略性产业和大国崛起的标志，也是博弈世界制造业舞台和参与国际竞争的制高点。如何实现国产高档数控机床的快速发展，保障《中国制造2025》目标的顺利实现，不但需要机制和组织的保障，更加需要数控机床核心技术的突破和创新。国产数控机床的技术现状高端数控机床是支撑航空航天、船舶、汽车、发电设备等制造领域发展的核心装备。我国数控机床经过数十年的发展，

6、已经取得了不错的成绩，初步掌握了数控系统、伺服驱动、主机研制等基础技术，其中部分技术已经实现了产业化发展⋯。在我国连续数年成为世界机床消费第一大国的同时，国产机床的比重逐年提升，并且我国数控技术方面的人才队伍也在不断壮大。但不可否认的是，国产数控机床相关技术还存在不少的问题，如国产数控机床从外观上与进口机床十分类似，功能上基本接近，但性能相差甚远，导致结构相似，实则动刚度、动态精度及其保持性等性能相差很远，“形”似而“神”不似。本文主要从以下3个方面剖析国产机床的技术现状。1过分依赖进口，关键技术难引进国内机床制造企业在

7、面临高端机床难研制、中低端机床业绩持续下滑的重重压力之下，正在逐渐成为名副其实的“机床组装厂”。极端情况下，国内机床企业只做床身、立柱等结构大件和一些辅助配件，数控系统、伺服驱动、转摆头／转摆台和高速电主轴等核心功能部件几乎全部采用高档进口部件，甚至连轴承、丝杠、导轨等基础传动件也依赖进口，机床企业只是将这些零部件进行组装、调试和销售，机床制造甚至变成了“搭积木”，企业完全被产业价值链“微笑曲线”的低端锁定。更为严峻的是，国外机床厂商已经倾向于将数控系统和伺服驱动、电机、主轴打包销售，部分高精尖产品严禁向我国出口，进口产

8、品的现场调试过程也是保密的，拒绝国内技术人员参与，这更加剧了国产机床的被动局面，使其越来越深陷空有规模、没有实力、难有作为的困境。当前，诸如SIEMENS、HEIDENHAIN的伺服数控系统、IBAG的电主轴和NSK的轴承正在多家机床企业和用户的加工车间运行，国内这种机床组装的经营模式能在短期内为企业产生一定的经济效