我国机床市场需求进入结构换挡升级期

　　目前，我国机床市场需求进入结构换挡升级期。市场需求向自动化、成套、客户化定制方向发展，高1档数控机床成为机床产业的制高点。

　　一、现状分析

　　经过多年努力，我国成为世界机床制造大国。2015年我国机床工具产业累计实现主营业务收入10696.89亿元，实现利润663.19亿元。其中，金属切削机床和金属成形机床主营业务收入分别为1685.77亿元、882.05亿元。东北、渤海湾、长三角、西南等等地产业聚集效果明显，山东、江苏、浙江、辽宁、安徽、云南六省金属加工机床产量之和占比超过全国金属加工机床产量的3/4。民营企业迅速崛起，民营企业数量占机床产业企业总数的81%左右，产值占机床产业总产值的77%，利润占83%。

　　产业技术创新能力建设成效显著。一是，产品技术水平明显提高。通用机床和中低端产品能满足市场需求，中高1档机床取得长足进展，一批市场急需、长期依靠进口、受制于国外的高1档数控机床相继问世。二是，构建了国家、行业、企业三个层次的技术创新体系。截止至2015年12月，机床工具行业已建设国家重点实验室和工程实验室13家，国家工程(技术)研究中心16家，国家认定的企业技术中心有21家。与此同时，中国机械工业联合会也组织建设了一批行业重点(工程)实验室和工程(技术)研究中心，各地方也结合产业发展建立了一批地方的行业重点(工程)实验室和工程(技术)研究中心。三是，产品结构调整步伐加快。国产数控机床产值在国内市场比重不断提高，并具有一定规模的出口。2015年国产数控机床产值占机床总产值的比例(产值数控化率)较2009年提高了24个百分点。

　　产业模式不断创新。由于细分市场带来的商业模式变化，制造服务业引起高度重视，一批社会化的专业服务机构积极发展机床服务业务。产业链条不断延伸，许多主机厂不仅在产业链的横向拓展上积极探索，也在产业链的纵向延伸上大胆实践。产业分化日益加剧且重组步伐加快。

数控车床编程常用指令介绍

进给速度量纲控制指令G98、G99

在数控车削中有两种切削进给模式设置方法，即进给率(每转进给模式)和进给速度(每分钟进给模式)。

（1）进给率，单位为mm/r，其指令为：

G99；    进给率转换指令

G01X____Z____F____；    F的单位为mm/r

(2)进给速度，单位为mm/min，其指令为：  ．

G98；    进给速度转换指令

G01X____Z____F____；    F的单位为mm/min

G98和G99都是模态指令，一旦指定就一直有效，直到指定另一方式为止。车削CNC系统缺省的进给模式是进给率，即每转进给模式，只有在用动力刀具铣削时才采用每分钟进给模式。

数控机床制造业将朝着6个方向发展

控机床是机床制造业重要基础装备，因此它的发展一直备受人们关注。近年来我国机床制造业既面临着制造装备发展的良机，也遭遇到市场竞争的压力。从技术层面上来讲，加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。目前，世界先进制造技术不断兴起，超高速切削、超精密加工等技术的应用，柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求。当今数控机床正在朝着以下几个方向发展。

1.可靠性最1大化

数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片，利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，以减少元器件的数量，来提高可靠性。通过硬件功能软件化，以适应各种控制功能的要求，同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用化及系列化，使得既提高硬件生产批量，又便于组织生产和质量把关。还通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序，实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示，及时排除故障；利用容错技术，对重要部件采用“冗余”设计，以实现故障自恢复；利用各种测试、监控技术，当生产超程、刀损、干扰、断电等各种意外时，自动进行相应的保护。

2.控制系统小型化

数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前主要采用超大规模集成元件、多层印刷电路板，采用三维安装方法，使电子元器件得以高密度安装，较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管，将使数控操作系统进一步小型化。这样可以方便地将它安装在机床设备上，更便于对数控机床的操作使用。

3.智能化

现代数控机床将引进自适应控制技术，根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程中能保持最1佳工作状态，从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时，立即采用停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机，而接通备用模块，以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求，其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。

4.数控编程自动化

目前CAD／CAM图形交互式自动编程已得到较多的应用，是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样，再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理，从而自动生成NC零件加工程序，以实现CAD与CAM的集成。随着CIMS技术的发展，当前又出现了CAD／CAPP／CAM集成的全自动编程方式，它与CAD／CAM系统编程的最1大区别是其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与，直接从系统内的CAPP数据库获得。

5.高速度、高精度化

速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质量。目前，数控系统采用位数、频率更高的处理器，以提高系统的基本运算速度。同时，采用超大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度。并采用直线电动机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式，其高速度和动态响应特性相当优越。采用前馈控制技术，使追踪滞后误差大大减小，从而改善拐角切削的加工精度。

6.多功能化

配有自动换刀机构（刀库容量可达100把以上）的各类加工中心，能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工，现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削，即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方式，即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制，实现所谓的“前台加工，后台编辑”。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求，数控系统具有远距离串行接口，甚至可以联网，实现数控机床之间的数据通信，也可以直接对多台数控机床进行控制。

为适应超高速加工的要求，数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式，实现了变频电动机与机床主轴一体化，主轴电机的轴承采用磁浮轴承、液体动静压轴承或陶瓷滚动轴承等形式。

数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。另一方面，通过持续的研究，信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升。