我國數(shù)控機床產(chǎn)量持續(xù)高速增長,根據(jù)市場需求和技術(shù)發(fā)展趨勢,應(yīng)重點推進高效、精密為核心的數(shù)控機床“μm”級工程,加強發(fā)展高性能、高可靠性數(shù)控功能部件,積極開展復(fù)合加工機床、超精密數(shù)控機床和可重構(gòu)制造系統(tǒng)的工程化研究等相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)。
數(shù)控機床及由數(shù)控機床組成的柔性化制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)機械加工裝備產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎(chǔ),它的發(fā)展一直備受人們關(guān)注。數(shù)控機床以其卓越的柔性自動化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目。它開創(chuàng)了機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河,因此數(shù)控技術(shù)成為先進制造技術(shù)中的一項核心技術(shù)。通過持續(xù)的開發(fā)研究以及對信息技術(shù)的深化應(yīng)用,促進了數(shù)控機床性能和質(zhì)量的進一步提升,使數(shù)控機床成為國民經(jīng)濟和國防建設(shè)發(fā)展的重要制造裝備。
近6年來,我國數(shù)控金切機床(簡稱數(shù)控機床)產(chǎn)量一直以年均增長超過30%速度發(fā)展。據(jù)初步統(tǒng)計,2004年數(shù)控機床的產(chǎn)量為51860臺,同比增長40.8%,數(shù)控機床的消費量約74000臺,同比增長32%。數(shù)控機床需求的旺盛也促進了2004年內(nèi)新建的三資和民營機床廠以及數(shù)控機床品種的明顯增加。與此同時,我國進口的數(shù)控機床數(shù)量也在逐年同步增加,而且進口數(shù)控機床的消費額的增長趨勢更快。2004年數(shù)控機床的進口數(shù)量同比年增長30%,而進口消費額的增長卻達52%,從而導(dǎo)致國產(chǎn)數(shù)控機床在國內(nèi)市場消費額中的所占比例已不足30%。之所以出現(xiàn)這一現(xiàn)象,其主要原因在于國內(nèi)市場對技術(shù)和附加值高的高效、精密和高性能大型、重型數(shù)控機床需求增長,需要依靠進口解決。
振興我國數(shù)控機床市場占有率應(yīng)著重于剖析數(shù)控機床及由其組成的制造系統(tǒng)(生產(chǎn)線)的技術(shù)現(xiàn)況及發(fā)展趨勢,探討使其能適應(yīng)變批量,多品種、高質(zhì)量、低成本以及具有快速響應(yīng)的柔性和符合環(huán)保的未來生產(chǎn)模式的解決方案。
從20世紀(jì)90年代后期起,由于工業(yè)現(xiàn)代化和國防與高技術(shù)工業(yè)的快速發(fā)展,對先進制造裝備的數(shù)控機床提出了旺盛的需求(圖1)。從1992~2004年12年間,數(shù)控機床產(chǎn)量和消費量的平均年增長率分別為17.5%和17.7%,而1998~2004年6年間的年平均增長率卻分別達39.3%和34.9%。本世紀(jì)數(shù)控機床進口量占消費量的比例,也由上個世紀(jì)90年代的55%降至45%左右。在數(shù)控機床的技術(shù)水平方面,由于市場需求的拉動和國家科技計劃引導(dǎo)與支持,中數(shù)控機床的開發(fā)也取得了較大的進展。在五軸聯(lián)動、復(fù)合加工、高速加工、超精加工和數(shù)字化設(shè)計等一批關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破,自主開發(fā)了包括大型、五軸聯(lián)動數(shù)控機床,精密及超精密數(shù)控機床和一些成套生產(chǎn)線,并形成了一批中檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化基地。在良好的發(fā)展形勢下,一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)也提示著需要注意的現(xiàn)象:首先,從2000年起數(shù)控機床的產(chǎn)量雖有大幅增長,但從數(shù)量的滿足率來講,近4年來一直徘徊在55%左右,而未呈現(xiàn)進一步增長的趨勢。
其次從市場消費額來看,進口數(shù)控機床的金額近幾年一直占消費額的70%以上,2004年估測可達73%。進口的數(shù)控機床占全部進口金額的75%,是我國數(shù)控機床消費總額的55%。大量的數(shù)控機床的進口,主要用于以下三個領(lǐng)域:高新技術(shù)和國防工業(yè)領(lǐng)域、重大基礎(chǔ)裝備制造領(lǐng)域和國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。在高新技術(shù)和國防工業(yè)領(lǐng)域,如航空航天、艦船、軌道交通和核工業(yè)等關(guān)鍵零件加工需用的五軸聯(lián)動高速大重型專門化或?qū)S脭?shù)控機床,渦輪盤高速銑床,激光陀螺和核聚變用鏡片的超精控機床等。
在重大基礎(chǔ)裝備制造領(lǐng)域,如大型發(fā)電設(shè)備、大型工程機械、石化和冶金裝備所需的大重型復(fù)合加工數(shù)控機床、高效五軸聯(lián)動葉片加工數(shù)控機床等。在國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,如汽車制造業(yè)、IT制造業(yè)和模具制造業(yè)等關(guān)鍵零件加工需用的高效精密數(shù)控機床、高速五軸聯(lián)動模具銑床和磁盤磁鼓超精密數(shù)控機床等。上述領(lǐng)域中,汽車發(fā)動機及關(guān)鍵零件加工的成套生產(chǎn)線設(shè)備70%以上依賴進口,一些大重型專門化或?qū)S玫母咝阅軘?shù)控機床基本上需從國外引進。為此,突破數(shù)控機床及相應(yīng)的高性能功能部件的關(guān)鍵技術(shù),加強高性能大重型數(shù)控機床和高效精密數(shù)控機床以及超精密數(shù)控機床的研發(fā)和生產(chǎn)能力將成為“十一五”期間急需關(guān)注的任務(wù)。