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我国模具机床市场前景广阔 亟待攻占高端市场

　　近些年我国模具业的快速发展不但吸引了国际各国的目光，也促进了模具机床的发展。据金模网了解，2011年机床工具行业累计完成工业总产值6606.5亿元，同比增长32.1%;产品销售产值6424.9亿元，同比增长31.1%，中国机床消费额已连续10年*****1一，机床产值连续3年居***1一，已成为**较活跃的机床市场。模具机床作为其中一个重要分支，所占份额也在不断扩大。

　　由于各个产业板块更新换代速度加快，相关行业对模具的生产效率和制造品质提出了越来越高的要求。为实现模具型腔及其相关部位的高速加工，模具机床需要具备以下特点：1.由于模具正在向大型化方向发展，几吨到几十吨的模具非常普遍，因此要求机床工作台面能承受大重量，这就要求设备必须具有大承重和高刚性的特性，还必须有足够大的台面尺寸和工作行程与之相适应。2.高转速和大功率高速加工是发展方向，高速铣削在模具加工中已显示了较大地优越性。3.能多轴联动及良好的深孔腔综合切削能力模具型腔多为复杂的空间六曲面及沟槽所构成，且许多模具具有深孔腔。

　　与国外及创业成员相比，我国机床业显然还没有适应市场环境的转变，据金模网了解，在技术含量不太高的中低端市场，中国本土品牌的机床制造商具有无可争议的市场竞争优势，但在不到40%的高端市场，目前依旧是跨国公司的天下。我国机床业'反应迟缓'的主要表现是：1、产品未针对模具行业特殊要求进行开发，主体结构不能很好适应模具加工，包括工作台尺寸及承重、机床的刚性及稳定性、长时间满负荷运转的可靠性、高速高1效高精度及大余量空间曲面加工等;2、设备上的许多零部件、配套件质量不过关，尤其是某些电子元器件、某些机械零部件和数控系统等;3、由于企业体制、机制和管理上的原因。种种原因造成了我国机床工业虽然产能巨大，但是高端机床工业依然供不应求。

　　中国机床工具工业协会常务副理事长吴柏林表示，去年全年我国机床工具行业完成工业总产值5450亿元，同比增40.5%，与十一五初期的1656 亿元相比，增长3倍之多。据金模网了解，国内生产的机床依然难以满足目前我国的市场需求，我国是较1大的机床消费国，占世界机床消费总量的1/4，特别是对高端机床有巨大的需求。尽管国家在2009年启动了高1档数控机床与基础制造装备重大专项，计划到2020年实现航空航天、船舶、汽车、发电设备制造所需要的高1档数控机床与基础制造装备70%～80%立足国内，但是，这一重大专项的科技攻关意味更强，远未满足产业化需求。

　　金模网CEO罗百辉认为，短时间内，受困于我国的高端机床人才积累和技术积累的原因，大规模进口国外高端机床的局面不会变，我国对高端模具机床的进口依赖在短期内仍将持续。从研发出来到得到市场认可，国产高端机床还有很长的一段路要走。罗百辉提醒国内企业，目前我国对国外高端机床的依赖过于严重，随着进口的增多，对国内机床企业的冲击必将越来越大。面对世界模具市场这一前景广阔的大蛋糕，我国机床企业急需了解市场较1新变化，针对模具业的发展现状，研发相关模具机床产品，抢占市场。

国产工控机品牌助力国产高端数控机床

　　机床是一个国家工业的基石。一个国家在机床方面的规模、层次与应用水平等在一定程度上反映了一个国家的工业水平与档次。德国，为什么工业水平如此发达，傲视群雄?在很大程度上还是与其数控机床的使用规模与机床的精密程度都有莫大的关系。高速、精密、复合、智能和绿色，作为数控机床发展的主流方向，而德国、日本等工业强国就始终走在我们的**。

　　我们国家的机床的保有量与规模在世界上占*1一位，当然数控机床也是独占**。然而在数控机床的层次上却与欧美等强国不可同日而语。特别是高端数控机床，一直以来长期被欧美等机床研发与生产强国所把持着。诸如9轴数控机床等核心高端数控机床，就曾是国外厂商同气连枝不愿卖给中国的产品。究其根本，如此高端的产品，他们认为中国会背地里拿去用在军1工的精密装备的生产与加工上。如此有色眼镜，岂不让人屈辱。

　　不过，随着2006年大连机床也研发成功了国产首台9轴5联动数控机床之后，也瓦解了国外一些厂商对中国的技术封锁。之后中国相继在一些高端数控机床上取得突破与成功。高端数控机床与数控机床，都离不开智能控制硬件方面的支持。要**数控机床能稳健地按照系统控制来自动化加工零部件，就得选用性能更优、可靠度更好、耐受性更强的嵌入式工控机产品来支撑数控机床与高端数控机床的智能控制系统。

中国数控机床发展日新月异 积极实现制造强国

　　目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、较端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。中国作为一个制造大国，主要还是依靠劳动力、价格、资源等方面的比较优势，而在产品的技术创新与自主开发方面与国外**的差距还很大。中国的数控产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先进技术，加大技术创新与人才培训力度，提高企业综合服务能力，努力缩短与发达国家之间的差距。中国力争早日实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到**产品制造的转变，实现从中国制造到中国创造、从制造大国到制造强国的转变。

　　1、高速化

　　随着汽车、*、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。

　　(1)主轴转速：机床采用电主轴(内装式主轴电机)，CNC大修，主轴较1高转速达200000r/min;

　　(2)进给率：在分辨率为0.01μm时，较1大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的精1确加工;

　　(3)运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了**，开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的较大提高，使得当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24～240m/min的进给速度;

　　(4)换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在1s左右，高的已达0.5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式，以主轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时间仅0.9s。

　　2、高精度化

　　数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。

　　(1)提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度(日本已开发装有106脉冲/转的内藏位置检测器的交流伺服电机，其位置检测精度可达到0.01μm/脉冲)，位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法;

　　(2)采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60%～80%;

　　(3)采用网格检查和提高加工中心的运动轨迹精度，并通过仿1真预测机床的加工精度，以保证机床的定位精度和重复定位精度，使其性能长期稳定，能够在不同运行条件下完成多种加工任务，并保证零件的加工质量。

　　3、功能复合化

　　复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。工艺复合型机床如镗铣钻复合——加工中心、车铣复合——车削中心、铣镗钻车复合——复合加工中心等;工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中心等。采用复合机床进行加工，减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。

　　加工过程的复合化也导致了机床向模块化、多轴化发展。德国Index公司较1新推出的车削加工中心是模块化结构，该加工中心能够完成车削、铣削、钻削、滚齿、磨削、激光热处理等多种工序，可完成复杂零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高，大量的多轴联动数控机床越来越受到各大企业的欢迎。在2005年中国国际机床展览会(CIMT2005)上，国内外制造商展出了形式各异的多轴加工机床(包括双主轴、双刀架、9轴控制等)以及可实现4～5轴联动的五轴高速门式加工中心、五轴联动高速铣削中心等。

　　4、控制智能化

　　随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。具体体现在以下几个方面：

　　(1)加工过程自适应控制技术：通过监测加工过程中的切削力、主轴和进给电机的功率、电流、电压等信息，利用传统的或现代的算法进行识别，以辩识出刀具的受力、磨损、破损状态及机床加工的稳定性状态，并根据这些状态实时调整加工参数(主轴转速、进给速度)和加工指令，使设备处于较1佳运行状态，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高设备运行的安全性;

　　(2)加工参数的智能优化与选择：将工艺*或技师的经验、零件加工的一般与特殊规律，用现代智能方法，构造基于*系统或基于模型的“加工参数的智能优化与选择器”，利用它获得优化的加工参数，从而达到提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产准备时间的目的;

　　(3)智能故障自诊断与自修复技术：根据已有的故障信息，应用现代智能方法实现故障的快速准确定位;

　　(4)智能故障回放和故障仿1真技术：能够完整记录系统的各种信息，对数控机床发生的各种错误和事故进行回放和仿1真，用以确定错误引起的原因，找出解决问题的办法，积累生产经验;

　　(5)智能化交流伺服驱动装置：能自动识别负载，并自动调整参数的智能化伺服系统，包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装置。这种驱动装置能自动识别电机及负载的转动惯量，并自动对控制系统参数进行优化和调整，使驱动系统获得较1佳运行;

　　(6)智能4M数控系统：在制造过程中，加工、检测一体化是实现快速制造、快速检测和快速响应的有效途径，将测量(Measurement)、建模(Modelling)、加工(Manufacturing)、机器操作(Manipulator)四者(即4M)融合在一个系统中，实现信息共享，促进测量、建模、加工、装夹、操作的一体化。

　　5、德体系开放化

　　(1)向未来技术开放：由于软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期;

　　(2)向用户特殊要求开放：更新产品、扩充功能、提供硬软件产品的各种组合以满足特殊应用要求;

　　(3)数控标准的建立：国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649(STEP-NC)，以提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程乃至各个工业领域产品信息的标准化。标准化的编程语言，既方便用户使用，又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。

　　6、驱动并联化

　　并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷，在机床主轴(一般为动平台)与机座(一般为静平台)之间采用多杆并联联接机构驱动，通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能，更能满足复杂特种零件的加工，具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。并联机床作为一种新型的加工设备，已成为当前机床技术的一个重要研究方向，受到了国际机床行业的高度重视，被认为是“自发明数控技术以来在机床行业中较有意义的进步”和“21世纪新一代数控加工设备”。