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高端數(shù)控機(jī)床 才是中國的命門

一、數(shù)控產(chǎn)業(yè)對(duì)基礎(chǔ)工業(yè)與制造業(yè)的影響

（一）數(shù)控產(chǎn)業(yè)基本內(nèi)容

    什么是數(shù)控？通常意義上認(rèn)為是計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的簡稱，即CNC（Computer Numerical Control）；

    什么是數(shù)控機(jī)床？數(shù)字控制機(jī)床，一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床；被尊稱為“工業(yè)母機(jī)”；

    什么是數(shù)控系統(tǒng)？利用數(shù)字指令控制機(jī)器動(dòng)作的系統(tǒng)，常用受控對(duì)象包括位移、角度、速度、力等模擬量和電流、功率、扭矩等數(shù)字量；也就是說，用數(shù)控系統(tǒng)控制加工的機(jī)床，就是數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床應(yīng)該算是工業(yè)自動(dòng)化最基本的制造單元了。

    什么是數(shù)控產(chǎn)業(yè)？一般泛指數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)。但本人認(rèn)為，除數(shù)控機(jī)床外，數(shù)控產(chǎn)業(yè)還應(yīng)包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、傳感器、執(zhí)行部件、機(jī)床本體和機(jī)床制造工藝、機(jī)床加工工藝等內(nèi)容，涵蓋了機(jī)械、電子、控制、自動(dòng)化、軟件、材料、工藝等學(xué)科。

    數(shù)控產(chǎn)業(yè)是一個(gè)集資金密集型、勞動(dòng)力密集型、知識(shí)密集型等于一體的產(chǎn)業(yè)，如果把數(shù)控機(jī)床比作一個(gè)人的話，數(shù)控系統(tǒng)是人的大腦，伺服驅(qū)動(dòng)器是人的肌肉，電機(jī)是人的關(guān)節(jié)，傳感器是人的眼睛，執(zhí)行部件（回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或擺角銑頭）是人的手腳，機(jī)床本體（床身/裸機(jī)）是人的骨架。通俗地講，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)就是替代了人的手工操作，使得生產(chǎn)制造更規(guī)范、更專業(yè)、一致性好，不依賴于人力。但其為工藝服務(wù)的本質(zhì)是不變的。

 什么是機(jī)床制造工藝？機(jī)床制造工藝是指機(jī)床的生產(chǎn)制造過程，機(jī)床加工工藝是指機(jī)床加工零部件的使用過程，其中有一些關(guān)鍵概念，常見包括：1) 五軸聯(lián)動(dòng)：準(zhǔn)確地說是五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。核心是刀尖點(diǎn)旋轉(zhuǎn)編程（RTCP），意思是刀尖點(diǎn)可以到達(dá)空間中任意位置，作用是可實(shí)現(xiàn)空間任意曲面的加工，例如船用推進(jìn)器的螺旋槳，汽車增壓器葉輪、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤、汽輪機(jī)和燃機(jī)用葉片等關(guān)鍵工業(yè)零件。

    換句話說，就是復(fù)雜的自由曲面，沒有這個(gè)功能就不能由圖紙變成實(shí)物。2) 復(fù)合加工：多種工藝手段在工件一次裝卡下完成，例如車銑復(fù)合、車削復(fù)合、銑削復(fù)合、磨削復(fù)合、增材制造（3D打?。┡c金切制造復(fù)合（加減一體化制造）等，是最大限度地提升工藝能力、保證加工精度的制造方式；尤其是加減一體化制造，對(duì)未來的影響極其重要，例如飛機(jī)異形結(jié)構(gòu)件、魚雷推進(jìn)器等。

    很多軍事工業(yè)技術(shù)的源頭都有數(shù)控產(chǎn)業(yè)技術(shù)的身影，例如：航母用的電磁彈射技術(shù)，其技術(shù)原型就是數(shù)控產(chǎn)業(yè)的直線電機(jī)技術(shù)；中國的直線電機(jī)技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)基本成熟了。

    所以我們新建的航母采用電磁彈射，完全沒有技術(shù)障礙，只存在工程解決方案的問題。美國IPG（阿帕奇）公司生產(chǎn)的1KW小型激光器禁止對(duì)華出口，因?yàn)樗牧硪粋€(gè)用途是具備殺傷性的激光槍。這種1KW小型激光器的大小，比我們常用的激光筆大不了多少。

    抗日戰(zhàn)爭時(shí)期，日本對(duì)東北三省進(jìn)行的高精度測繪。其精確度非常之高，因?yàn)樗捎昧艘粋€(gè)叫光柵的測量元件。目前，全球光柵產(chǎn)業(yè)商業(yè)化最成熟的兩家公司，一家是德國的海德漢公司，一家是英國的雷尼紹公司。這兩家公司幾乎壟斷了光柵技術(shù)的全球市場。而當(dāng)下中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)只能采購到基本測量水平的光柵，高精度的光柵是對(duì)華禁售的。

（二）數(shù)控產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和趨勢

    數(shù)控產(chǎn)業(yè)目前以美國、德國、日本、瑞士等國家為技術(shù)領(lǐng)先者。

   美國在電子信息方面占據(jù)壟斷地位，全球的芯片和實(shí)時(shí)控制軟件幾乎都來自于美國。同時(shí)，美國制造業(yè)的發(fā)展得益于軍事工業(yè)，尤其是航空航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的拉動(dòng)。德國的制造業(yè)由大量掌握技術(shù)訣竅的中小企業(yè)支撐，由西門子等大型企業(yè)牽引，機(jī)械、電子、材料、工藝等各方面技術(shù)都發(fā)展非常均衡。也得益于戰(zhàn)爭經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)。日本的制造業(yè)是在模仿創(chuàng)新（學(xué)習(xí)英國、德國、美國等）的基礎(chǔ)上，由戰(zhàn)爭驅(qū)動(dòng)的典型，尤其是其二戰(zhàn)后，在美國的幫助下，技術(shù)經(jīng)濟(jì)得以快速發(fā)展。

    如果說德國是精密和品質(zhì)的代名詞，那么瑞士的代名詞就是極致。在數(shù)控產(chǎn)業(yè)，同種類、同規(guī)格的系列產(chǎn)品中，瑞士產(chǎn)品的價(jià)格基本是德國產(chǎn)品價(jià)格的2~3倍左右。其它接近第一陣營的還有英國、法國、意大利、奧地利、瑞典和部分前獨(dú)聯(lián)體國家等。

    從市場上看，中國是全球機(jī)床產(chǎn)量最大的、采購額最高的國家，但銷售額卻不是前列。因?yàn)樵诟邫n機(jī)床領(lǐng)域，中國尚不能實(shí)現(xiàn)自給自足。所以中國主要是從上述國家進(jìn)口機(jī)床，尤其是美日德。

（三）數(shù)控產(chǎn)業(yè)與制造業(yè)企業(yè)的系統(tǒng)性影響

    制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)制造飽和能力是由數(shù)控產(chǎn)業(yè)決定的。不論何種制造業(yè)企業(yè)，其生產(chǎn)工具或生產(chǎn)資料，都直接或間接的需要數(shù)控機(jī)床作為母機(jī)，參與生產(chǎn)過程。因此，制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)極限，主要由數(shù)控產(chǎn)業(yè)決定。例如，汽車工業(yè)，汽車的產(chǎn)能受制于零部件的產(chǎn)能和裝配效率，而零部件則幾乎全部是由數(shù)控機(jī)床加工生產(chǎn)的，國內(nèi)汽車整車廠和零部件廠，凡是精密加工環(huán)節(jié)，幾乎都來自于進(jìn)口機(jī)床，所以數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)出效率和質(zhì)量，決定了汽車的產(chǎn)能和質(zhì)量。

    制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)制造工藝體系是由數(shù)控產(chǎn)業(yè)決定的。由于我國不具備成熟的高檔數(shù)控機(jī)床研制能力，因此，制造業(yè)企業(yè)在制定生產(chǎn)制造工藝的時(shí)候，只能選擇進(jìn)口機(jī)床或者裝配了進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)的國產(chǎn)機(jī)床來加工工件。因此，用戶制定的制造工藝直接受制于數(shù)控系統(tǒng)的功能開放程度。簡言之，我們的想法再好，還需要進(jìn)口產(chǎn)品的支持，想法才能變成現(xiàn)實(shí)。

    制造業(yè)企業(yè)的技術(shù)改造升級(jí)或者技術(shù)產(chǎn)品迭代受制于數(shù)控產(chǎn)業(yè)。在利用原有數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)技術(shù)改造升級(jí)或者技術(shù)產(chǎn)品迭代的過程中，數(shù)控系統(tǒng)軟件功能和開放程度直接影響其實(shí)現(xiàn)；而在數(shù)控機(jī)床或數(shù)控機(jī)床核心部件改進(jìn)升級(jí)的時(shí)候，制造業(yè)企業(yè)為了保障自身的制造能力和制造優(yōu)勢，往往不得不對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)裝備進(jìn)行改造升級(jí)或者新購置。

    制造業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)工人隊(duì)伍的知識(shí)和技能體系受制于數(shù)控產(chǎn)業(yè)。數(shù)控系統(tǒng)的品牌體系和功能體系直接決定了基礎(chǔ)技術(shù)工人隊(duì)伍的知識(shí)體系和操作技能，例如使用日本發(fā)那科（FANUC）習(xí)慣的技工，同樣方法就操作不了德國西門子（Siemens）產(chǎn)品。為了降低管理成本，積累技工經(jīng)驗(yàn)和進(jìn)行知識(shí)系統(tǒng)集成管理，企業(yè)所有數(shù)控產(chǎn)品可能全部采用同一個(gè)品牌的數(shù)控系統(tǒng)，技術(shù)工人只能掌握和使用同一品牌系統(tǒng)的功能。這一條是很致命的。我們很多的現(xiàn)場技術(shù)工人，如果給他換一個(gè)品牌的數(shù)控系統(tǒng)，他就真的不會(huì)干活了，所以，我們的產(chǎn)業(yè)工人都成為了國外技術(shù)的“奴隸”。

    制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)制造安全受制于數(shù)控產(chǎn)業(yè)。制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)制造安全，尤其是信息和數(shù)據(jù)安全，一切都是由數(shù)控機(jī)床決定的，所有的加工過程、加工數(shù)據(jù)、產(chǎn)量信息等等，一切都沒有秘密可言，完全被數(shù)控系統(tǒng)所掌握。

    古語云：“工欲善其事，必先利其器?！贝恕捌鳌奔礊閿?shù)控機(jī)床，尤其是高檔數(shù)控機(jī)床。沒有制造高檔機(jī)床的能力，在所有后發(fā)制造的環(huán)節(jié)上，我們都會(huì)受制于人。

二、數(shù)控產(chǎn)業(yè)關(guān)系國家戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)、工業(yè)安全

（一）國家戰(zhàn)略安全：主要反映在軍事安全上。高檔數(shù)控機(jī)床以及其關(guān)鍵部件（高檔數(shù)控系統(tǒng)等）都屬于國家戰(zhàn)略物資，禁止公開國際采購。我們國家軍工企業(yè)進(jìn)口的高檔數(shù)控機(jī)床，少則倒手兩三次，多則倒手五六次，方才能夠買回，而且沒有任何售后服務(wù)。一旦爆發(fā)戰(zhàn)事，我們的軍工廠應(yīng)該如何應(yīng)對(duì)？

（二）國家經(jīng)濟(jì)安全：我們國家的制造業(yè)雖然門類齊全，但是并不具備獨(dú)立自主的生產(chǎn)能力，關(guān)鍵部件和關(guān)鍵裝備、設(shè)備依然大量依賴進(jìn)口。經(jīng)濟(jì)體系不能獨(dú)立穩(wěn)定運(yùn)行，例如外采的鐵礦石、原油、民航大飛機(jī)、高檔數(shù)控機(jī)床、特種鋼材、高檔軸承、減速機(jī)等。禁止進(jìn)口等同于經(jīng)濟(jì)制裁。

（三）國家工業(yè)安全：我們國家的工業(yè)現(xiàn)場，到處都有各種進(jìn)口的PLC、現(xiàn)場總線、工控系統(tǒng)（ARM結(jié)構(gòu)或X86結(jié)構(gòu)）、數(shù)采系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等產(chǎn)品。所有工業(yè)數(shù)據(jù)的記錄、采集、傳輸、存儲(chǔ)、分析等工作，完全在進(jìn)口產(chǎn)品研制國家的掌控之下。也許，美國的一條指令，就可以讓中國的工業(yè)經(jīng)濟(jì)癱瘓。

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以保護(hù)[環(huán)境]為己任；
以符合[剛性]結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為最高要求；

強(qiáng)化機(jī)床切削力滿足複合化加工需求；

為高效率加工研發(fā)優(yōu)秀的綠能工具機(jī)產(chǎn)品；

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