數控車床未來發展趨勢

    車床（英語名稱：TurningMachine）屬于機床工具細分品類，是金屬切削機床一個重要分支，是采取車削加工的機床。車削加工基本原理是加工件旋轉，刀具固定，刀具與加工件之間做直線運動，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類加工件最基本的加工工藝。車床作為金屬切削機床最重要的一大分類，在金屬切削機床中占比約為20%-35%1。車床，尤其是高端數控車床是非常重要的一類工業母機，是制造業發展不可或缺的基礎裝備。數控車床是汽車行業發動機、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鍵的加工裝備。

    作為工業母機，數控車床承載著工業現代化的特殊使命。當下，《中國制造2025》將高端數控機床確定為國家產業振興戰略的重要領域之一，高速度、高精度、復合化、智能網絡化、自動化、環保化將成為數控機床主要的發展方向。屬于數控機床具體品類的數控車床也具有如下特征：

    ①高速度

    效率是數控車床發展的永恒主題。采用高速CPU芯片，多核CPU控制系統等技術可極大地提高數控車床的效率。提高主軸轉速，提高坐標快速移動速度，提高數控車床換刀速度等減少加工的輔助時間，縮短切削時間是提高數控車床效率的主要途徑。對高速度的追求，催生了電主軸、直驅馬達、直線電機等新技術的不斷涌現。

    ②高精度

    作為工業母機，提高數控車床本身切削精度是其發展的核心目標。通過不斷提高數控車床的加工精度，一方面可以實現高精度加工，改變傳統工藝模式，比如通過硬車實現“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零部件精度的穩定性，從而無需再實施傳統的“分組裝配”模式，使得裝配效率大幅度提高。

    此外，提高數控車床的動態精度是提高數控車床精度水平的重要途徑。采用有限元分析優化數控車床的結構，用熱變形誤差補償技術提高數控車床的動態精度，通過主軸動態精度的測量技術找出提升數控車床主軸精度的要素，從而最大化提升高端數控車床的精度；采用空間幾何誤差補償技術，提高數控車床動態運動精度；應用智能主軸技術，通過傳感器識別誤差性質（摩擦誤差、熱變形誤差、幾何誤差、振動誤差等），通過系統進行幾何誤差的補償或者消除。

    ③復合化

    復合化加工技術可以實現復雜零部件的高精度加工，為其他工業領域創新產品提供了前提。通過復合化加工技術可以實現工藝集約，縮短物流線，減少物資等待時間。通過數控車床復合加工，可以進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序自動化加工，完成一個復雜形狀零部件的車、銑、鉆、鏜、磨等多種加工工序的復合加工。

    一是通過數控車床復合化提高加工精度和加工效率，節省占地面積和縮短工件的加工周期；二是數控車床復合化使得無人化加工更加簡單，使得更多的加工零部件可以實現無人化加工，生產系統的可靠性也將大幅度提高；三是數控車床復合化簡化了產品的結構設計，通過復合化加工可以實現需多個零配件進行裝配組合實現的功能直接使用一個零件來實現，簡化了系統的結構設計，減少了系統的零件數量，系統功能更加強大，可靠性更加提高，成本更加節約。

    復合化是數控車床行業的重要創新方向。隨著復合化加工技術向縱深發展和展開，其應用領域和場合會越來越普及，這將導致部分傳統的數控車床被復合化車床替代。未來，復合化數控車床必將成為數控車床需求市場的主流方向。

    ④智能網絡化

    智能網絡化是高端數控車床適應現代制造業信息化和智能化的前提。數控車床的智能網絡化主要包括以下幾個方面：一是將數控車床變成標準的網絡終端，能夠上傳和接收相關結點的信息，實現遠程通訊服務等功能；二是加工過程智能化。

    通過自適應控制，減少加工過程中的不平衡因素影響，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載，以提高驅動特性的穩定性；三是操作智能化。提供會話式編程，加入人工智能，建立友好人機界面。

    此外，智能網絡化能提供自動選定模式、自整定等功能以提高鏈接的智能化。配置智能診斷、智能監控，方便系統的診斷及維修。目前，虛擬設計、虛擬制造等高端智能技術也越來越多在行業得到應用。隨著智能技術的發展，基于智能化的自動化加工單元必將成為智能制造的基礎裝備，將成為當代數控車床智能化發展的重點方向。

    ⑤自動化

    自動化是數控車床的基本特征之一。實現智能制造的前提首先要實現制造過程自動化。隨著客戶實施企業結構轉型和技術升級工作的深入開展，數控車床的需求模式正在發生深刻變化。單機需求逐漸減少，自動化加工相關的需求明顯增多，實現從毛坯到成品的全過程自動化加工成為數控車床新的發展方向。

    自動化生產線不僅僅是加工過程自動化，更重要的是對加工過程的各項要素進行優化和集約，實現高效率、高精度、高柔性的自動化加工。適應自動化要求的數控車床必須配置與自動化過程中各個要素相適應的各種功能，包括冷卻、防護、斷屑、檢測、物流、過程控制軟件及其他軟件接口和硬件接口。

    實現效率和柔性的均衡是數控車床自動化發展的重要課題，目前國內的自動化加工正處于發展階段，各種模式不斷涌現，這為數控車床行業的發展提供了新的開拓方向。

    ⑥環保化環保化

    是數控車床發展的重要方向。其主要內容包括降低能源消耗，減少環境污染，提高設備與環境的協調性。比如，不斷豐富待機功能，減少數控車床的無為消耗；采用高效儲存技術，減少電池風扇及易耗品的使用；采用全封閉耐高壓設計杜絕數控車床潤滑油的滲漏；采用油污收集和油水分離技術，減少切削液對環境的污染；

    采用高壓油霧冷卻技術或者干式切削技術減少甚至杜絕切削液的使用。發展智能化技術使得數控車床變得容易操作和更加宜人化，而通過設計的環保化，能實現生產制造過程中材料的節約，污染物的減少，噪音的降低，從而提高產品使用周期和壽命，從源頭實現了綠色環保化的目標。

    發行人產品迭代更新和新品的開發也是基于上述幾大發展方向推進。目前，發行人已經掌握了高端數控車床主軸技術、伺服刀塔技術、伺服尾座技術、車床動態精度熱變形補償等與高速度、高精度、復合化、智能網絡化、自動化、環保化等單個或多個與行業發展方向相關的技術。