機(jī)床（英語名稱：MachineTool），是將金屬毛坯加工成機(jī)器零部件的機(jī)器,是制造機(jī)器的機(jī)器，所以又稱為“工業(yè)母機(jī)”、“工作母機(jī)”或“工具機(jī)”，習(xí)慣上簡(jiǎn)稱機(jī)床或機(jī)床工具。機(jī)床的品種、質(zhì)量和加工效率直接影響著其他機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)水平，因此，機(jī)床工業(yè)的現(xiàn)代化水平和規(guī)模是一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志之一。

當(dāng)前，在智能裝備和工業(yè)4.0的引領(lǐng)下，我國(guó)制造業(yè)亟需從“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”轉(zhuǎn)變。我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，成為了全球最大的產(chǎn)銷國(guó)，技術(shù)和產(chǎn)能發(fā)展迅速，已具備響應(yīng)國(guó)家制造業(yè)轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。未來我國(guó)數(shù)控機(jī)床需求將由低檔向中高檔轉(zhuǎn)變，國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床將在國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)力逐步增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)高端數(shù)控機(jī)床打破國(guó)際壟斷，實(shí)現(xiàn)“進(jìn)口替代”的戰(zhàn)略目標(biāo)。具體情況如下表：

資料來源；國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、國(guó)家海關(guān)總署、Wind數(shù)據(jù)庫(kù)、中商產(chǎn)業(yè)研究院

在2011年達(dá)到峰值以后，我國(guó)進(jìn)口金額和數(shù)量雖然有漲跌波動(dòng)，但整體呈現(xiàn)下降的態(tài)勢(shì)。從進(jìn)口金額看，2011年到2016年一直呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在2017年和2018年雖有所回升，但2019年同比降幅明顯。從進(jìn)口數(shù)量看，2011年至今，除2015年和2018年稍有回調(diào)外，整體處于下降態(tài)勢(shì)。目前我國(guó)正處于擴(kuò)大內(nèi)需、加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期。今后一段時(shí)期，在國(guó)內(nèi)需求拉動(dòng)與智能裝備技術(shù)水平提升的雙重動(dòng)力帶動(dòng)下，我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床將進(jìn)入快速增長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)期。

車床的市場(chǎng)地位

車床（英語名稱：TurningMachine）屬于機(jī)床工具細(xì)分品類，是金屬切削機(jī)床一個(gè)重要分支，是采取車削加工的機(jī)床。車削加工基本原理是加工件旋轉(zhuǎn)，刀具固定，刀具與加工件之間做直線運(yùn)動(dòng)，從而完成加工件的加工。

車削加工是軸類零件和盤類零件等旋轉(zhuǎn)類加工件最基本的加工工藝。車床作為金屬切削機(jī)床最重要的一大分類，在金屬切削機(jī)床中占比約為20%-35%1。車床，尤其是高端數(shù)控車床是非常重要的一類工業(yè)母機(jī)，是制造業(yè)發(fā)展不可或缺的基礎(chǔ)裝備。數(shù)控車床是汽車行業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、底盤等零部件中軸、齒輪、輪轂等典型零件非常重要和關(guān)鍵的加工裝備；

工程機(jī)械的液壓及操作系統(tǒng)、變矩器系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)等關(guān)鍵零件加工都是典型的車削類加工工藝，對(duì)數(shù)控車床的精度和復(fù)合化水平均有較高要求；以電機(jī)、液壓、氣動(dòng)閥、各類泵、閥門等為代表的通用設(shè)備行業(yè)里有大量的高精度閥芯、軸、端蓋等需要用數(shù)控車床加工，這些行業(yè)的發(fā)展水平更是與數(shù)控車床的應(yīng)用有著緊密的聯(lián)系；

隨著數(shù)控車床精度水平的不斷提高以及車銑復(fù)合化技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，其在模具行業(yè)的特殊地位也越來越突出，成為該行業(yè)不可或缺的關(guān)鍵裝備；在航空航天及軍事工業(yè)領(lǐng)域，數(shù)控車床的應(yīng)用更是占據(jù)特殊地位，最突出的應(yīng)用是以車代磨技術(shù)和車銑復(fù)合加工技術(shù)。隨著以車代磨技術(shù)和車銑復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步突破，數(shù)控車床在航空航天及軍事工業(yè)的應(yīng)用將越來越廣泛，地位也越來越突出。

總之，在金屬加工領(lǐng)域各個(gè)行業(yè)都存在著大量的只需車削加工就可以完成的典型零件，數(shù)控車床所特有的高效率、高精度、操作和維修簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)是其他機(jī)床所不能替代的。

數(shù)控車床未來發(fā)展趨勢(shì)

作為工業(yè)母機(jī)，數(shù)控車床承載著工業(yè)現(xiàn)代化的特殊使命。當(dāng)下，《中國(guó)制造2025》將高端數(shù)控機(jī)床確定為國(guó)家產(chǎn)業(yè)振興戰(zhàn)略的重要領(lǐng)域之一，高速度、高精度、復(fù)合化、智能網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化、環(huán)保化將成為數(shù)控機(jī)床主要的發(fā)展方向。屬于數(shù)控機(jī)床具體品類的數(shù)控車床也具有如下特征：

①高速度

效率是數(shù)控車床發(fā)展的永恒主題。采用高速CPU芯片，多核CPU控制系統(tǒng)等技術(shù)可極大地提高數(shù)控車床的效率。提高主軸轉(zhuǎn)速，提高坐標(biāo)快速移動(dòng)速度，提高數(shù)控車床換刀速度等減少加工的輔助時(shí)間，縮短切削時(shí)間是提高數(shù)控車床效率的主要途徑。對(duì)高速度的追求，催生了電主軸、直驅(qū)馬達(dá)、直線電機(jī)等新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)。

②高精度

作為工業(yè)母機(jī)，提高數(shù)控車床本身切削精度是其發(fā)展的核心目標(biāo)。通過不斷提高數(shù)控車床的加工精度，一方面可以實(shí)現(xiàn)高精度加工，改變傳統(tǒng)工藝模式，比如通過硬車實(shí)現(xiàn)“以車代磨”，以此提高效率和精度；另一方面，通過高精度加工提高單個(gè)零部件精度的穩(wěn)定性，從而無需再實(shí)施傳統(tǒng)的“分組裝配”模式，使得裝配效率大幅度提高。

此外，提高數(shù)控車床的動(dòng)態(tài)精度是提高數(shù)控車床精度水平的重要途徑。采用有限元分析優(yōu)化數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)，用熱變形誤差補(bǔ)償技術(shù)提高數(shù)控車床的動(dòng)態(tài)精度，通過主軸動(dòng)態(tài)精度的測(cè)量技術(shù)找出提升數(shù)控車床主軸精度的要素，從而最大化提升高端數(shù)控車床的精度；采用空間幾何誤差補(bǔ)償技術(shù)，提高數(shù)控車床動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)精度；應(yīng)用智能主軸技術(shù)，通過傳感器識(shí)別誤差性質(zhì)（摩擦誤差、熱變形誤差、幾何誤差、振動(dòng)誤差等），通過系統(tǒng)進(jìn)行幾何誤差的補(bǔ)償或者消除。

③復(fù)合化

復(fù)合化加工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零部件的高精度加工，為其他工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新產(chǎn)品提供了前提。通過復(fù)合化加工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工藝集約，縮短物流線，減少物資等待時(shí)間。通過數(shù)控車床復(fù)合加工，可以進(jìn)行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序自動(dòng)化加工，完成一個(gè)復(fù)雜形狀零部件的車、銑、鉆、鏜、磨等多種加工工序的復(fù)合加工。

一是通過數(shù)控車床復(fù)合化提高加工精度和加工效率，節(jié)省占地面積和縮短工件的加工周期；二是數(shù)控車床復(fù)合化使得無人化加工更加簡(jiǎn)單，使得更多的加工零部件可以實(shí)現(xiàn)無人化加工，生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性也將大幅度提高；三是數(shù)控車床復(fù)合化簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過復(fù)合化加工可以實(shí)現(xiàn)需多個(gè)零配件進(jìn)行裝配組合實(shí)現(xiàn)的功能直接使用一個(gè)零件來實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少了系統(tǒng)的零件數(shù)量，系統(tǒng)功能更加強(qiáng)大，可靠性更加提高，成本更加節(jié)約。

復(fù)合化是數(shù)控車床行業(yè)的重要?jiǎng)?chuàng)新方向。隨著復(fù)合化加工技術(shù)向縱深發(fā)展和展開，其應(yīng)用領(lǐng)域和場(chǎng)合會(huì)越來越普及，這將導(dǎo)致部分傳統(tǒng)的數(shù)控車床被復(fù)合化車床替代。未來，復(fù)合化數(shù)控車床必將成為數(shù)控車床需求市場(chǎng)的主流方向。

④智能網(wǎng)絡(luò)化

智能網(wǎng)絡(luò)化是高端數(shù)控車床適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)信息化和智能化的前提。數(shù)控車床的智能網(wǎng)絡(luò)化主要包括以下幾個(gè)方面：一是將數(shù)控車床變成標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)終端，能夠上傳和接收相關(guān)結(jié)點(diǎn)的信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能；二是加工過程智能化。

通過自適應(yīng)控制，減少加工過程中的不平衡因素影響，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，以提高驅(qū)動(dòng)特性的穩(wěn)定性；三是操作智能化。提供會(huì)話式編程，加入人工智能，建立友好人機(jī)界面。

此外，智能網(wǎng)絡(luò)化能提供自動(dòng)選定模式、自整定等功能以提高鏈接的智能化。配置智能診斷、智能監(jiān)控，方便系統(tǒng)的診斷及維修。目前，虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造等高端智能技術(shù)也越來越多在行業(yè)得到應(yīng)用。隨著智能技術(shù)的發(fā)展，基于智能化的自動(dòng)化加工單元必將成為智能制造的基礎(chǔ)裝備，將成為當(dāng)代數(shù)控車床智能化發(fā)展的重點(diǎn)方向。

⑤自動(dòng)化

自動(dòng)化是數(shù)控車床的基本特征之一。實(shí)現(xiàn)智能制造的前提首先要實(shí)現(xiàn)制造過程自動(dòng)化。隨著客戶實(shí)施企業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和技術(shù)升級(jí)工作的深入開展，數(shù)控車床的需求模式正在發(fā)生深刻變化。單機(jī)需求逐漸減少，自動(dòng)化加工相關(guān)的需求明顯增多，實(shí)現(xiàn)從毛坯到成品的全過程自動(dòng)化加工成為數(shù)控車床新的發(fā)展方向。

自動(dòng)化生產(chǎn)線不僅僅是加工過程自動(dòng)化，更重要的是對(duì)加工過程的各項(xiàng)要素進(jìn)行優(yōu)化和集約，實(shí)現(xiàn)高效率、高精度、高柔性的自動(dòng)化加工。適應(yīng)自動(dòng)化要求的數(shù)控車床必須配置與自動(dòng)化過程中各個(gè)要素相適應(yīng)的各種功能，包括冷卻、防護(hù)、斷屑、檢測(cè)、物流、過程控制軟件及其他軟件接口和硬件接口。

實(shí)現(xiàn)效率和柔性的均衡是數(shù)控車床自動(dòng)化發(fā)展的重要課題，目前國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化加工正處于發(fā)展階段，各種模式不斷涌現(xiàn)，這為數(shù)控車床行業(yè)的發(fā)展提供了新的開拓方向。

⑥環(huán)保化環(huán)保化

是數(shù)控車床發(fā)展的重要方向。其主要內(nèi)容包括降低能源消耗，減少環(huán)境污染，提高設(shè)備與環(huán)境的協(xié)調(diào)性。比如，不斷豐富待機(jī)功能，減少數(shù)控車床的無為消耗；采用高效儲(chǔ)存技術(shù)，減少電池風(fēng)扇及易耗品的使用；采用全封閉耐高壓設(shè)計(jì)杜絕數(shù)控車床潤(rùn)滑油的滲漏；采用油污收集和油水分離技術(shù)，減少切削液對(duì)環(huán)境的污染；

采用高壓油霧冷卻技術(shù)或者干式切削技術(shù)減少甚至杜絕切削液的使用。發(fā)展智能化技術(shù)使得數(shù)控車床變得容易操作和更加宜人化，而通過設(shè)計(jì)的環(huán)保化，能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造過程中材料的節(jié)約，污染物的減少，噪音的降低，從而提高產(chǎn)品使用周期和壽命，從源頭實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保化的目標(biāo)。

發(fā)行人產(chǎn)品迭代更新和新品的開發(fā)也是基于上述幾大發(fā)展方向推進(jìn)。目前，發(fā)行人已經(jīng)掌握了高端數(shù)控車床主軸技術(shù)、伺服刀塔技術(shù)、伺服尾座技術(shù)、車床動(dòng)態(tài)精度熱變形補(bǔ)償?shù)扰c高速度、高精度、復(fù)合化、智能網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化、環(huán)保化等單個(gè)或多個(gè)與行業(yè)發(fā)展方向相關(guān)的技術(shù)。