數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理

小到一枚螺絲釘、機(jī)械零件，大到汽車(chē)、船舶、飛機(jī)、鐵路，都離不開(kāi)工廠里轟鳴的機(jī)床。機(jī)床是制造工件的機(jī)器，是一個(gè)國(guó)家裝備制造業(yè)的根本。機(jī)床行業(yè)技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量是衡量一個(gè)國(guó)家裝備制造業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。而數(shù)控機(jī)床作為高端機(jī)床，是“大國(guó)重器”零部件的生產(chǎn)機(jī)器，更是智能裝備發(fā)展的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床的重要性可見(jiàn)一斑。

PART ? 01 機(jī)床的發(fā)展歷程

1774年，威爾金森發(fā)明了世界上第一臺(tái)真正意義上的鏜床，對(duì)蒸汽機(jī)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。

1797年，“英國(guó)機(jī)床工業(yè)之父”莫茲利制成了第一臺(tái)螺紋切削車(chē)床，帶有絲桿和光桿，采用滑動(dòng)刀架——莫氏刀架和導(dǎo)軌，可車(chē)削不同螺距的螺紋。

此后，莫茲利又不斷地對(duì)車(chē)床加以改進(jìn)。他在1800年制造的車(chē)床，用堅(jiān)實(shí)的鑄鐵床身代替了三角鐵棒機(jī)架，用惰輪配合交換齒輪對(duì)代替了更換不同螺距的絲杠，來(lái)車(chē)削不同螺距的螺紋。這是現(xiàn)代車(chē)床的原型，對(duì)英國(guó)工業(yè)革命具有重要意義。

19世紀(jì)，不同類(lèi)型的機(jī)床相繼出現(xiàn)。1817年，羅伯茨發(fā)明了龍門(mén)車(chē)床，來(lái)自美國(guó)的惠特尼制造出了臥式銑床，這兩種機(jī)床可以分別應(yīng)用于不同行業(yè)的零件制造需求。

機(jī)械技師惠特沃斯于1834年制成了測(cè)長(zhǎng)機(jī)，該測(cè)長(zhǎng)機(jī)可以測(cè)量出長(zhǎng)度誤差萬(wàn)分之一英寸左右。1835年，惠特沃斯在他32歲時(shí)發(fā)明滾齒機(jī)。還建議全部的機(jī)床生產(chǎn)業(yè)者都采用同一尺寸的標(biāo)準(zhǔn)螺紋。他的建議被廣泛采納。

為了提高機(jī)械化自動(dòng)化程度，1845年，美國(guó)的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔式六角車(chē)床。1873年，美國(guó)的斯潘塞制成一臺(tái)單軸自動(dòng)車(chē)床，不久他又制成三軸自動(dòng)車(chē)床。隨著電動(dòng)機(jī)的發(fā)展，機(jī)床也由蒸汽動(dòng)力升級(jí)到了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，這又是一個(gè)跨時(shí)代的改進(jìn)。

1900年，為了實(shí)現(xiàn)福特提出的“汽車(chē)應(yīng)該是‘輕巧的、結(jié)實(shí)的、可靠的和便宜的’”，高效率的磨床開(kāi)始研制。美國(guó)人諾頓用金剛砂和剛玉石制成直徑大而寬的砂輪，以及剛度大而牢固的重型磨床。磨床的發(fā)展，使機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)入了精密化的新階段。

1920年以后，機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)入了半自動(dòng)化時(shí)期，液壓和電器元件在機(jī)床上開(kāi)始應(yīng)用。1938年，液壓系統(tǒng)和電磁控制不但促進(jìn)了新型銑床的發(fā)明，而且在龍門(mén)刨床等機(jī)床上也開(kāi)始推廣使用。

1952年，麻省理工學(xué)院和帕森斯公司合作，成功地研制出了第一臺(tái)數(shù)字控制(numerical control，NC )機(jī)床，由于大量采用電子管元件，控制裝置比機(jī)床本體還要大。

1958年，美國(guó)卡尼·特雷克公司首先研制成功出第一臺(tái)加工中心。它在數(shù)控臥式銑床的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置，從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。

20世紀(jì)60年代初期出現(xiàn)了采用集成電路和大規(guī)模集成電路的電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)在運(yùn)算處理能力、小型化和可靠性方面的突破性進(jìn)展，為數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展帶來(lái)了第一個(gè)拐點(diǎn)——由基于分立元件的數(shù)字控制( NC )走向了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)，數(shù)控機(jī)床也開(kāi)始進(jìn)入實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。

1960年開(kāi)始，各國(guó)陸續(xù)地開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及使用數(shù)控機(jī)床。中國(guó)于1968年由北京第一機(jī)床廠研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。

20世紀(jì)80年代IBM公司推出采用16位微處理器的個(gè)人微型計(jì)算機(jī)(personal computer，PC )，給數(shù)控機(jī)床技術(shù)帶來(lái)了第二個(gè)拐點(diǎn)——由過(guò)去專(zhuān)用廠商開(kāi)發(fā)數(shù)控裝置(包括硬件和軟件)走向采用通用的PC化計(jì)算機(jī)數(shù)控。

近20年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟，對(duì)數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求。

2003年，在米蘭舉辦的EMO展覽會(huì)上，瑞士米克朗公司首先推出了智能機(jī)床的概念。

2006年，在美國(guó)舉辦的第26屆芝加哥國(guó)際機(jī)床制造技術(shù)展覽會(huì)上，日本Mazak公司以“智能機(jī)床”的名稱(chēng)，展出了具有“四大智能”的數(shù)控機(jī)床。

當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展日新月異，高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開(kāi)放化、并聯(lián)驅(qū)動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化、綠色化已成為數(shù)控機(jī)床發(fā)展的趨勢(shì)和方向。 PART ? 02 數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理

1. 數(shù)控機(jī)床的組成

數(shù)控機(jī)床由主體部分、數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、輔助裝置、編程及其他附屬裝備等組成。

(1) 主機(jī)：主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體部分，包括機(jī)身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件，主要用于完成各種切削加工。

(2) 數(shù)控裝置：數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盤(pán)、紙帶閱讀器等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的加工程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。

(3) 驅(qū)動(dòng)裝置：驅(qū)動(dòng)裝置是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。驅(qū)動(dòng)裝置在數(shù)控裝置的控制下通過(guò)電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。當(dāng)幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)時(shí)，可以完成定位、直線(xiàn)、平面曲線(xiàn)和空間曲線(xiàn)的加工。

(4) 輔助裝置：輔助裝置指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤(rùn)滑、照明、監(jiān)測(cè)等。輔助裝置包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、交換工作臺(tái)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控監(jiān)測(cè)裝置等。

(5) 編程及其他附屬裝備：可用來(lái)在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲(chǔ)等。

以一臺(tái)小型立式加工中心的外形圖為例，可以直觀地看出數(shù)控機(jī)床的基本組成部分。

圖1 立式加工中心

2. 數(shù)控機(jī)床的工作原理

數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程一般為：數(shù)控裝置內(nèi)的計(jì)算機(jī)對(duì)通過(guò)輸入裝置以數(shù)字和字符編碼方式所記錄的信息進(jìn)行一系列處理后，再通過(guò)伺服系統(tǒng)及可編程序控制器向機(jī)床主軸及進(jìn)給等執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，機(jī)床主體則在檢測(cè)反饋裝置的配合下按照這些指令，對(duì)工件加工所需的各種動(dòng)作，如刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量和進(jìn)給速度等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而完成工件的加工。

數(shù)控機(jī)床的工作原理可以簡(jiǎn)單概括為：通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，將加工程序轉(zhuǎn)化為機(jī)床控制信號(hào)，控制機(jī)床在三維空間內(nèi)進(jìn)行各種運(yùn)動(dòng)和加工操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加工。

圖2 數(shù)控機(jī)床的工作原理

PART ? 03 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)

在數(shù)控機(jī)床的工作原理中，最為重要的部分是：將工藝分析得到的工藝流程編寫(xiě)成數(shù)控系統(tǒng)能夠識(shí)別的加工程序。數(shù)控系統(tǒng)既是把數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床區(qū)分開(kāi)的重要標(biāo)志，也是數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床的品牌規(guī)格多種多樣，分類(lèi)方式也各有不同，其中，大致有以下四種分類(lèi)方式。

1.?按照工藝用途分類(lèi)

按照數(shù)控機(jī)床的工藝用途分類(lèi)，有以下四類(lèi)：金屬切削類(lèi)、金屬成型類(lèi)、特種加工類(lèi)、測(cè)量繪圖類(lèi)。金屬切削類(lèi)指采用車(chē)、銑、鉸、鉆、磨、刨等各種切削工藝的數(shù)控機(jī)床。金屬成型類(lèi)指采用擠、沖、壓、拉等成型工藝的數(shù)控機(jī)床，常用的有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控旋壓機(jī)等；特種加工類(lèi)主要有數(shù)控電火花線(xiàn)切割機(jī)、數(shù)控電火花成型機(jī)、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控激光加工機(jī)等；測(cè)量、繪圖類(lèi)主要有三坐測(cè)量?jī)x、數(shù)控對(duì)刀儀、數(shù)控繪圖儀等。

圖 3 車(chē)削機(jī)床加工零件

其中，金屬切削類(lèi)數(shù)控機(jī)床中有很重要的一種為加工中心。加工中心能自動(dòng)更換工具，可以對(duì)一次裝夾的工件實(shí)現(xiàn)多工序加工。加工中心同樣可以按照加工工序和控制軸數(shù)分類(lèi)，另外也可以按照主軸與工作臺(tái)的相對(duì)位置分為臥式加工中心、立式加工中心等。加工中心主要適用于加工形狀復(fù)雜、工序多、精度要求比較高的工件，如：箱體類(lèi)工件，復(fù)雜曲面類(lèi)工件，異形件，盤(pán)、套、板類(lèi)工件等。箱體類(lèi)工件一般都要求進(jìn)行多工位孔系以及平面的加工，定位精度要求高，在加工中心上加工的時(shí)候，一次裝夾能完成普通機(jī)床一半以上的工序內(nèi)容。除此之外，在加工中心上還可以進(jìn)行特殊加工，如在主軸上安裝調(diào)頻電火花電源，可對(duì)金屬表面進(jìn)行表面淬火。

2.?按照運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi)

數(shù)控機(jī)床按照刀具的運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi)可以分為三類(lèi)：點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床，點(diǎn)位直線(xiàn)控制數(shù)控機(jī)床，輪廓控制數(shù)控機(jī)床。刀具的運(yùn)動(dòng)方式也有相應(yīng)的三種，第一種只看起點(diǎn)和終點(diǎn)，不規(guī)定過(guò)程；第二種，規(guī)劃路徑和速度，通過(guò)某一個(gè)方向控制過(guò)程，但是只能按照既定路線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；第三種，按照加工要求，通過(guò)兩個(gè)及以上的方向控制刀具的運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)，實(shí)時(shí)修正路徑和進(jìn)給速度。也就是說(shuō)，點(diǎn)位控制只控制刀具或工作臺(tái)從一點(diǎn)移至另一點(diǎn)的精準(zhǔn)定位，點(diǎn)位直線(xiàn)控制在點(diǎn)位控制的基礎(chǔ)上再通過(guò)控制一個(gè)坐標(biāo)軸來(lái)按照確定的速度和軌跡控制刀具的運(yùn)動(dòng)，輪廓控制能夠連續(xù)控制兩個(gè)或者兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移和速度。

點(diǎn)位控制通常用于執(zhí)行孔加工和直線(xiàn)銑削操作的數(shù)控機(jī)床上，具有點(diǎn)位控制功能的機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床、數(shù)控沖床、數(shù)控鏜床等。點(diǎn)位直線(xiàn)控制數(shù)控機(jī)床在移動(dòng)的過(guò)程中刀具能以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行切割，一般只能加工矩形、臺(tái)階形零件。目前，僅使用點(diǎn)位控制或點(diǎn)位直線(xiàn)控制的數(shù)控機(jī)床已不多見(jiàn)，除少數(shù)專(zhuān)用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。

輪廓控制類(lèi)機(jī)床主要有數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控線(xiàn)切割機(jī)床、加工中心等，其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱(chēng)為輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實(shí)現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會(huì)帶來(lái)成本的增加。

圖4 點(diǎn)位控制示意圖

3.?按照聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)分類(lèi)

數(shù)控機(jī)床控制的坐標(biāo)軸主要有X、Y、Z三個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸和圍繞這些直線(xiàn)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸A、B、C軸。對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)越多，自由度就越多，加工能力越強(qiáng)，可以加工的零件就越復(fù)雜。所以為了滿(mǎn)足更復(fù)雜的加工要求，隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，聯(lián)動(dòng)軸數(shù)也在不斷增多，數(shù)控機(jī)床的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)現(xiàn)在以五軸聯(lián)動(dòng)為主。理論情況下，五軸聯(lián)動(dòng)可以加工任意非閉合形狀，但是因?yàn)榈毒摺⒌侗约皧A具干涉問(wèn)題，一些形狀比如葉輪則需要特制刀具。

圖5 數(shù)控機(jī)床直線(xiàn)軸示意圖

數(shù)控機(jī)床聯(lián)動(dòng)軸數(shù)最少的是二軸聯(lián)動(dòng)，二軸聯(lián)動(dòng)主要用于數(shù)控車(chē)床加工旋轉(zhuǎn)曲面或數(shù)控銑床加工曲線(xiàn)柱面。二軸半聯(lián)動(dòng)主要用于三軸以上機(jī)床的控制，其中兩根軸可以聯(lián)動(dòng)，而另外一根軸可以作周期性進(jìn)給，由于不全程參與機(jī)床控制，故稱(chēng)為“兩軸半聯(lián)動(dòng)”。

圖6 二軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床及二軸半聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床 三軸聯(lián)動(dòng)有兩種，一種是常見(jiàn)的三個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，比較多的用于數(shù)控銑床、加工中心等。另一類(lèi)是除了兩個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸外，還同時(shí)控制圍繞其中某一直線(xiàn)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸。如車(chē)削加工中心，它除了縱向（Z軸）、橫向（X軸）兩個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外，還需同時(shí)控制圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)的主軸（C軸）。三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床一般多是三條直線(xiàn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，一次只能加工一個(gè)面，適合加工一些盤(pán)類(lèi)零件，難以在多個(gè)加工面上加工孔或者凹槽。

圖7 三軸聯(lián)動(dòng)及四軸聯(lián)動(dòng) 四軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床是在三軸聯(lián)動(dòng)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸，[SYT8]?能在水平面無(wú)障礙低速旋轉(zhuǎn)，適用于加工箱體類(lèi)零件，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床也允許工件旋轉(zhuǎn)，這種機(jī)床既可以當(dāng)銑床也可以充當(dāng)車(chē)床，適合用來(lái)在零件的側(cè)面或者圓柱體的曲面鉆孔，四軸聯(lián)動(dòng)能在保證高加工精度的情況下大大加快加工進(jìn)程。

現(xiàn)在常用的是五軸聯(lián)動(dòng)，除X/Y/Z三個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外，還同時(shí)控制A、B、C坐標(biāo)軸中的兩個(gè)坐標(biāo)軸，形成五軸聯(lián)動(dòng)的模式，這時(shí)刀具可以被定在空間的任意方向。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是一種科技含量高、精密度高、專(zhuān)門(mén)用于加工復(fù)雜曲面的機(jī)床，這種機(jī)床系統(tǒng)對(duì)航空、航天[SYT9]?、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)都有著舉足輕重的影響力。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)可以用來(lái)加工葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、大型柴油機(jī)曲軸等重要零件。

圖8 五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控加工

4.?按照控制方式分類(lèi)

數(shù)控機(jī)床的控制方式有開(kāi)環(huán)控制、半閉環(huán)控制、閉環(huán)控制三種，這里的“環(huán)”可以參照?qǐng)D2數(shù)控機(jī)床的工作原理中含有信息反饋的閉環(huán)回路。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)是指不帶反饋裝置的控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)是在開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在伺服機(jī)構(gòu)中裝有角位移檢測(cè)裝置，可以間接檢測(cè)移動(dòng)部件的位移，然后反饋到數(shù)控裝置中。閉環(huán)控制系統(tǒng)是在機(jī)床移動(dòng)部件位置上直接裝有直線(xiàn)位置檢測(cè)裝置。

簡(jiǎn)而言之，三者的區(qū)別在于，一個(gè)是不帶反饋裝置，一個(gè)是間接反饋裝置，一個(gè)是直接反饋裝置。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床開(kāi)環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的精度不能很好地滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床的要求，所以為了保證精度，最根本的辦法是采用閉環(huán)控制方式。閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠?qū)?shù)控機(jī)床工作臺(tái)位移進(jìn)行直接測(cè)量并通過(guò)反饋控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)將數(shù)控機(jī)床本身包括在位置控制環(huán)之內(nèi)，因此機(jī)械系統(tǒng)引起的誤差可由反饋控制得以消除。

開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的信息流是單向的，在加工過(guò)程中的誤差都將會(huì)影響被加工零件的精度，所以開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不高的中小型數(shù)控機(jī)床。

圖9 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框 半閉環(huán)控制系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)所能達(dá)到的精度、速度和動(dòng)態(tài)特性?xún)?yōu)于開(kāi)環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，主要應(yīng)用在大多數(shù)中小型數(shù)控機(jī)床，如數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床等。

圖10 半閉環(huán)控制原理圖 閉環(huán)控制系統(tǒng)內(nèi)許多機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性、間隙都是非線(xiàn)性的，所以會(huì)造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，使閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試非常困難。該系統(tǒng)目前主要用于生產(chǎn)工藝要求精度非常高的機(jī)床，如鏜床、超精車(chē)床、超精磨床和一些大型數(shù)控加工設(shè)備。

圖 11 閉環(huán)控制系統(tǒng) PART ? 04 國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床行業(yè)的主要企業(yè)

近年來(lái)，隨著工業(yè)化和智能化的進(jìn)程不斷加快，智能化工廠改造的需求在進(jìn)一步提高，全球數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)規(guī)模也在持續(xù)增長(zhǎng)。亞太地區(qū)和歐美等國(guó)成為了數(shù)控機(jī)床行業(yè)的主要銷(xiāo)售市場(chǎng)?？萍际堑谝簧a(chǎn)力，機(jī)床制造企業(yè)的實(shí)力和地位對(duì)于該行業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。德國(guó)、日本、美國(guó)等國(guó)家的機(jī)床行業(yè)起步較早，技術(shù)水平領(lǐng)先，產(chǎn)品附加值較高，主要面向汽車(chē)、模具和航空航天等主要下游行業(yè)，代表公司有山崎馬扎克、德國(guó)通快、德瑪吉森精機(jī)、馬格、天田等。而國(guó)內(nèi)發(fā)展迅速、規(guī)模較大的數(shù)控機(jī)床企業(yè)有沈陽(yáng)機(jī)床、大連機(jī)床、秦川機(jī)床、創(chuàng)世紀(jì)、日發(fā)精機(jī)、海天精工等。

1. 國(guó)外數(shù)控機(jī)床企業(yè)

·?山崎馬扎克（MAZAK）

日本山崎馬扎克公司作為一家全球知名的機(jī)床生產(chǎn)制造商，市場(chǎng)份額常年穩(wěn)居前列。山崎馬扎克成立于1991年，主要生產(chǎn)各類(lèi)加工中心，CNC相關(guān)裝置和各類(lèi)系統(tǒng)軟件等，產(chǎn)品基本遍及了機(jī)械工業(yè)的各個(gè)行業(yè)，并且以高速高精而聞名。山崎馬扎克的數(shù)控機(jī)床操作系統(tǒng)可以像智能手機(jī)那樣觸屏操作，極大地降低了操作難度，并且各項(xiàng)信息也更容易獲得。4軸聯(lián)動(dòng)CNC系統(tǒng)作為山崎馬扎克的核心產(chǎn)品搭載不同硬件，能提供便捷的操作體驗(yàn)，同時(shí)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率和安全性都能大幅度提升。

· 通快集團(tuán)（TRUMPF）

德國(guó)通快集團(tuán)的機(jī)床產(chǎn)品主要包括平面激光切割機(jī)、沖裁機(jī)、沖裁激光復(fù)合加工、折彎?rùn)C(jī)等。通快集團(tuán)的高端激光切割機(jī)床加工效率超過(guò)普通機(jī)床的三倍以上，可以實(shí)現(xiàn)高速、高精密的激光加工和沖裁、折彎、打標(biāo)等。通快集團(tuán)的沖裁機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)床上完成工件所有的加工工序，因而能夠勝任復(fù)雜的三維鈑金加工，還提供配套的自動(dòng)上下料設(shè)備。

· 德瑪吉森精機(jī)（DMG MORI）

德瑪吉森精機(jī)是德國(guó)的德瑪吉公司與日本的森精機(jī)公司的合并組成的公司，背后整合了德瑪吉公司與森精機(jī)公司143年的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)。德瑪吉森精機(jī)機(jī)床在全球具有很高知名度，是高端制造業(yè)的重要設(shè)備制造商。吉森精機(jī)生產(chǎn)的立式加工中心、臥式加工中心、三軸、四軸、五軸以及車(chē)銑復(fù)合加工中心、超聲/激光加工中心機(jī)床代表了國(guó)內(nèi)外機(jī)床行業(yè)的發(fā)展方向和領(lǐng)先技術(shù)水平。

· 大隈機(jī)床（OKUMA）

日本大隈機(jī)床的智能化車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床MULTUS U3000，能夠在一次裝卡中完成復(fù)雜零件的多種加工。大隈機(jī)床有提高工廠生產(chǎn)效率的一系列數(shù)字化智能化解決方案，包括通過(guò)實(shí)現(xiàn)機(jī)床精度的可視化，校準(zhǔn)和削減進(jìn)度導(dǎo)致的不良；通過(guò)AI監(jiān)視機(jī)械/刀具的異常，防止意外的生產(chǎn)浪費(fèi)等。大隈機(jī)床采取削減機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的能源消耗、關(guān)閉不使用的設(shè)備、縮短加工時(shí)間、分析優(yōu)化減排點(diǎn)等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)減排的目的。

· 牧野機(jī)床（MAKINO）

日本牧野機(jī)床生產(chǎn)高精準(zhǔn)度與高質(zhì)量的金屬切削與EDM機(jī)床，其中包括臥式加工中心、立式加工中心、五軸加工中心、石墨加工中心和電火花線(xiàn)切割機(jī)與電火花成型加工機(jī)床。在多軸加工以及面向新能源、半導(dǎo)體等領(lǐng)域，牧野機(jī)床都具有優(yōu)秀的競(jìng)爭(zhēng)力。

· 格里森（GLEASON）

美國(guó)格里森公司成立于1865年，產(chǎn)品和服務(wù)包括機(jī)床、齒輪精加工及檢測(cè)，另外還提供全球技術(shù)支持，供應(yīng)切削刀具、夾具、備件更換、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)服務(wù)、齒輪設(shè)計(jì)等。該公司的客戶(hù)包括汽車(chē)行業(yè)、航空航天、能源行業(yè)、重型汽車(chē)、休閑車(chē)和電力設(shè)備的龍頭企業(yè)。格里森公司擁有全球一流的圓錐和圓柱齒輪技術(shù)，可以提供從數(shù)控切齒機(jī)，齒輪磨削機(jī)到齒輪切削工具等一系列全套的齒輪切削解決方案。

· 迪恩機(jī)床

韓國(guó)迪恩機(jī)床工廠于1976年竣工。2003年于山東煙臺(tái)成立斗山機(jī)床（中國(guó)）有限公司，在北京、上海、廣州、重慶、杭州、武漢等地區(qū)設(shè)有分公司或辦事處，開(kāi)拓市場(chǎng)并提供售后服務(wù)等。迪恩機(jī)床結(jié)合設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、服務(wù)為一體，生產(chǎn)適用于多個(gè)加工行業(yè)的高效率數(shù)控車(chē)床、數(shù)控加工中心、數(shù)控鏜銑床、龍門(mén)加工中心等近百種型號(hào)。迪恩機(jī)床的主營(yíng)產(chǎn)品為斗山鉆攻中心，韓國(guó)斗山加工中心，斗山臥式加工中心，斗山車(chē)床，斗山車(chē)削中心，斗山立式車(chē)床等。

·?格勞博（GROB）

德國(guó)格勞博公司成立于1926年，總部在德國(guó)明德海姆。格勞博公司是生產(chǎn)機(jī)床種類(lèi)較全的一家企業(yè)，無(wú)論從標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床到復(fù)雜型生產(chǎn)系統(tǒng)或切削線(xiàn)上的裝配單元、再到全自動(dòng)的裝配線(xiàn)，格勞博的工藝和技術(shù)總是處于較高水平。格勞博公司擅長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的整線(xiàn)“交鑰匙”工程，是一個(gè)覆蓋不同工藝、不同技術(shù)、不同資源及各種文化的全球化系統(tǒng)集成供貨商。

· 馬格（MAG）

美國(guó)馬格作為機(jī)床及自動(dòng)化系統(tǒng)公司，可以為用戶(hù)提供完善的量身定做的機(jī)加工解決方案，主要服務(wù)于耐用品行業(yè)。馬格作為杰出的供應(yīng)商，以工藝技術(shù)及在此基礎(chǔ)上量身定做的生產(chǎn)解決方案而聞名，廣泛服務(wù)于航空航天、汽車(chē)、重型機(jī)械、油田、軌道交通、太陽(yáng)能、風(fēng)機(jī)生產(chǎn)及通用加工等行業(yè)。馬格在世界范圍內(nèi)設(shè)置了眾多生產(chǎn)及技術(shù)支持機(jī)構(gòu)，擁有豐富的產(chǎn)品線(xiàn)及技術(shù)，包括車(chē)削、銑削、滾齒、磨削、珩磨、系統(tǒng)集成、復(fù)合材料加工、維修、工控系統(tǒng)及軟件、刀具及油品、核心零部件等。

·?埃馬克（EMAG）

德國(guó)埃馬克公司工藝技術(shù)全面而完善，能為客戶(hù)提供加工盤(pán)類(lèi)件、軸類(lèi)件和箱體類(lèi)零件的機(jī)床和生產(chǎn)系統(tǒng)。不論是車(chē)床、磨床、滾齒機(jī)、加工中心，還是激光焊接機(jī)，埃馬克集團(tuán)幾乎都能提供絕佳的生產(chǎn)方案。埃馬克在智能自動(dòng)化技術(shù)方面的先進(jìn)技術(shù)可以極大的幫助客戶(hù)設(shè)備簡(jiǎn)單化，生產(chǎn)高效率，同時(shí)也可有效的節(jié)約成本，從而推動(dòng)企業(yè)得到快速發(fā)展。埃馬克是世界上倒立式機(jī)床領(lǐng)域舉足輕重的制造商。

·?天田（AMADA）

日本天田始建于1946年，是全球著名的機(jī)床制造商。天田集團(tuán)的主要業(yè)務(wù)除了鈑金設(shè)備，切削設(shè)備，研磨設(shè)備，壓力機(jī)設(shè)備，精密焊接設(shè)備，這5大核心業(yè)務(wù)板塊以外，還提供控制上述設(shè)備的電腦，軟件以及周邊設(shè)備，模具，售后服務(wù)等一系列綜合解決服務(wù)。該公司遵循可持續(xù)發(fā)展方針，將環(huán)保理念融入到了產(chǎn)品之中，為客戶(hù)提供環(huán)保型產(chǎn)品及服務(wù)。

2. 國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床企業(yè)

· 創(chuàng)世紀(jì)

創(chuàng)世紀(jì)的主要業(yè)務(wù)產(chǎn)品為高端智能裝備，分為3C系列產(chǎn)品和通用系列產(chǎn)品。而在這兩類(lèi)產(chǎn)品中，又以加工中心為主。3C系列產(chǎn)品包括高速鉆銑攻牙加工中心、高速精雕加工中心、走心機(jī)等，其中，高速鉆銑攻牙加工中心是創(chuàng)世紀(jì)公司3C系列的核心產(chǎn)品，是一種集銑、鉆、鏜和攻絲等多種加工功能于一體的數(shù)控機(jī)床，具備高速高效高精等優(yōu)點(diǎn)；通用系列產(chǎn)品包括立式加工中心系列、臥式加工中心系列、龍門(mén)加工中心系列、數(shù)控車(chē)床系列等。其中立式加工中心是公司通用系列的核心產(chǎn)品，具有高速高效高精，能快速切割、滿(mǎn)足批量化加工需求等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于5G通訊、五金模具、汽車(chē)零件等領(lǐng)域。

· 海天精工

海天精工在數(shù)控機(jī)床研發(fā)領(lǐng)域已有二十多年的經(jīng)驗(yàn)積累，取得了兩百多項(xiàng)專(zhuān)利，并與國(guó)內(nèi)科研院校合作開(kāi)發(fā)了多項(xiàng)技術(shù)。主要產(chǎn)品有海天機(jī)床龍門(mén)鏜銑中心、海天機(jī)床臥式加工中心、海天機(jī)床數(shù)控車(chē)削中心、海天機(jī)床立式加工中心。其中，海天機(jī)床大型數(shù)控龍門(mén)加工中心系列產(chǎn)品是海天精工的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，海天機(jī)床龍門(mén)系列產(chǎn)品橫跨范圍大，適用范圍廣、剛性高、加工精度高，作為海天精工的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品系列，其所構(gòu)成的高效數(shù)控機(jī)床體系大力推動(dòng)了海天精工市場(chǎng)占有率的提升。

·秦川機(jī)床

秦川機(jī)床的數(shù)控機(jī)床業(yè)務(wù)占比不足公司所有業(yè)務(wù)的50%，主要集中在數(shù)控機(jī)床及零部件兩個(gè)方面，其核心產(chǎn)品是數(shù)控齒輪磨床，但是其他的例如通用數(shù)控機(jī)床、加工中心等也具有很強(qiáng)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，而在2020年收購(gòu)沃克齒輪之后，零部件的營(yíng)收也有大幅增長(zhǎng)。

· 格力

格力智能裝備擁有高速立式數(shù)控機(jī)床等多款機(jī)床產(chǎn)品,具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、精度高的特點(diǎn)，采用了全閉環(huán)高速高精控制技術(shù)，多軸聯(lián)動(dòng)動(dòng)態(tài)特性技術(shù)、整體床身溫度控制技術(shù)。格力數(shù)控機(jī)床被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)零部件行業(yè)，主要用于生產(chǎn)汽車(chē)電池托盤(pán)、一體化后底座、汽車(chē)天窗導(dǎo)軌、電機(jī)殼體、汽車(chē)腳踏板和汽車(chē)裝飾條以及汽車(chē)儀表盤(pán)等汽車(chē)零部件，為新能源汽車(chē)零部件制造提供了一站式解決方案。

· 北京精雕集團(tuán)

北京精雕集團(tuán)研制的數(shù)控機(jī)床（精雕機(jī)）具備高表面加工能力，被應(yīng)用于銑削、車(chē)削、磨削、拋光、刮削、孔加工、螺紋加工、在機(jī)檢測(cè)和智能修正等多種加工場(chǎng)景。北京精雕的旗艦產(chǎn)品為精雕高速加工中心。可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)“0.1μm進(jìn)給，1μm切削，nm級(jí)表面粗糙度”，被廣泛應(yīng)用至精密模具零件銑削、鏡面模具零件研拋、金屬和特種材料微小孔鉆削、脆硬材料磨削加工、金屬零件鉆銑磨復(fù)合加工等領(lǐng)域。

· 通用技術(shù)集團(tuán)

中國(guó)通用技術(shù)（集團(tuán)）控股責(zé)任有限公司成立于1998年3月，主要聚焦在先進(jìn)制造與技術(shù)服務(wù)、醫(yī)藥醫(yī)療健康、貿(mào)易與工程服務(wù)三大主業(yè)。在通用公司旗下有機(jī)床研究院、沈陽(yáng)機(jī)床、大連機(jī)床、齊齊哈爾二機(jī)床等機(jī)床相關(guān)企業(yè)。

沈陽(yáng)機(jī)床主要產(chǎn)品為金屬切削機(jī)床，包括車(chē)削、鉆削、銑削和鏜削加工機(jī)床，累計(jì)為世界各地區(qū)提供100余萬(wàn)臺(tái)機(jī)床產(chǎn)品。五軸類(lèi)數(shù)控機(jī)床有GMC系列產(chǎn)品，主要應(yīng)用于鋁合金、鈦合金、復(fù)合材料高效加工，零件可在一次裝夾后，能夠完成多種工序的五面加工和多種空間方向的銑、車(chē)、鉆、鏜等加工，適合于加工精度要求高、形狀復(fù)雜的零件。該企業(yè)是[SYT12]?軌道交通、汽車(chē)模具、能源電子環(huán)保等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的理想加工設(shè)備選擇。鏜銑類(lèi)數(shù)控機(jī)床有GMCRV系列產(chǎn)品，銑鏜類(lèi)數(shù)控機(jī)床有Pbc數(shù)控臥式銑鏜床等。

大連機(jī)床主要產(chǎn)品有：數(shù)控柔性組合機(jī)床及自動(dòng)線(xiàn)、智能制造單元和生產(chǎn)線(xiàn)、五軸聯(lián)動(dòng)立、臥式加工中心，立、臥式車(chē)銑復(fù)合加工中心，高速、精密加工中心，高速、精密車(chē)削中心，工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控刀庫(kù)、數(shù)控刀臺(tái)、滾珠絲杠、直線(xiàn)導(dǎo)軌、電主軸和高速主軸等。大連機(jī)床的智能制造生產(chǎn)線(xiàn)包括：重型柴油機(jī)缸體自動(dòng)線(xiàn)，電機(jī)定子殼體自動(dòng)線(xiàn)、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體蓋自動(dòng)線(xiàn)、主軸倒置式數(shù)控車(chē)床生產(chǎn)線(xiàn)等。公司先后為我國(guó)汽車(chē)、軌道交通、工程機(jī)械、石油機(jī)械、礦山冶金等行業(yè)提供各類(lèi)機(jī)床50多萬(wàn)臺(tái)（套），產(chǎn)品銷(xiāo)往世界100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

齊齊哈爾二機(jī)床的主營(yíng)產(chǎn)品有數(shù)控落地銑鏜床系列產(chǎn)品、數(shù)控龍門(mén)鏜銑床系列產(chǎn)品、數(shù)控立式車(chē)床系列產(chǎn)品、數(shù)控銑床及加工中心、機(jī)械壓力機(jī)及自動(dòng)鍛壓設(shè)備，以及大型數(shù)控纏繞機(jī)、五軸聯(lián)動(dòng)混聯(lián)機(jī)床、數(shù)控龍門(mén)高速鋁錠復(fù)合加工生產(chǎn)線(xiàn)等大型數(shù)控專(zhuān)機(jī)等大型數(shù)控專(zhuān)機(jī)。該公司的產(chǎn)品突出"重"字，重型、超重型類(lèi)機(jī)床產(chǎn)品產(chǎn)值率達(dá)到80%，重型金切機(jī)床產(chǎn)值位居國(guó)內(nèi)同行業(yè)前列。

· 豪邁集團(tuán)

山東豪邁集團(tuán)是高端機(jī)械裝備龍頭企業(yè)，產(chǎn)品涉及高端機(jī)械零部件、工程及裝備制造、化工裝備、離心式壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)、高端工業(yè)防腐涂料、高效低毒殺蟲(chóng)劑、感應(yīng)加熱電爐、氣門(mén)芯、氣門(mén)嘴等領(lǐng)域。在工程及裝備制造領(lǐng)域有室內(nèi)外總面積近8萬(wàn)平方米的日照臨海工廠和室外裝配面積達(dá)12萬(wàn)平方米的乳山臨港工廠，能提供在油氣裝備、化工裝備、深海裝備等領(lǐng)域的優(yōu)秀解決方案。豪邁集團(tuán)多樣的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)能滿(mǎn)足不同使用地區(qū)客戶(hù)的要求。 ? PART ? 05 總結(jié)

數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的產(chǎn)品廣泛覆蓋了半導(dǎo)體、新能源、汽車(chē)、電子、船舶、模具等關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要行業(yè)。在航空航天領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也尤為重要。當(dāng)前，國(guó)家越來(lái)越重視數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展，在中國(guó)高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略中，智能數(shù)控機(jī)床和基礎(chǔ)制造裝備行業(yè)被列為中國(guó)制造業(yè)的戰(zhàn)略必爭(zhēng)領(lǐng)域之一。

在此基礎(chǔ)上，隨著裝備制造業(yè)的迅速發(fā)展，中國(guó)在重型機(jī)床方面可謂是碩果累累，成功研制出了多個(gè)世界最大的數(shù)控機(jī)床，一件件“中國(guó)制造”走出國(guó)門(mén)。如今的中國(guó)，不僅是世界機(jī)床生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，也是世界機(jī)床出口大國(guó)。當(dāng)然，由于起步較晚，我們與外國(guó)頂尖水平還存在一些差距，但即便如此，差距也在一步步縮小。相信在中國(guó)高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，中國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)能夠更上一層樓，努力突破技術(shù)難題，推進(jìn)高端數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

審核編輯：黃飛

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