数控机床发展历程及未来趋势

doi:10.3969/j.issn.1004-132X.2021.07.001

摘要/Abstract

摘要： 从工业化进程和技术发展的角度总结了机床进化史和数控机床发展历程，分析了数控机床核心关键技术演进过程。将我国数控机床发展过程划分为初始发展阶段、持续攻关和产业化发展阶段、高速发展和转型升级阶段，并分别梳理介绍了各阶段技术和产业发展过程以及发展进程中的一些重要事件。列举了全球数控机床领域产业规模和产业结构的相关数据，以及该领域部分先进工业国家的技术发展状况，进一步对数控机床领域涉及的多个方面进行了国内外对比分析。最后分析展望了数控机床的未来发展趋势。

关键词: 数控机床, 加工技术, 机床产业, 发展历程, 高性能, 智能化

Abstract: From the viewpoints of industrialization and technology development, the paper summarized the revolutionary history of machine tools and the development processes of NCMT, with the analysis of the kernel technologies of NCMT. The development process of NCMT in China was divided into 3 periods, initial development, consistent technical research and industrialization, and highspeed development, transformation and upgrading as well. The milestone events and achievements were introduced. The industrial scale of NCMT all over the world and the advanced NCMT technologies in several developed countries were presented, followed by the comparative analysis of respects relative with NCMT at home and abroad. Finally, the future development trends were summarized prospectively.

Key words: numerical control machine tool(NCMT), machining technology, machine tool industry, development history, high-performance, intellectualization

中图分类号:

TG659

刘强, . 数控机床发展历程及未来趋势[J]. 中国机械工程, 2021, 32(07): 757-770.

LIU Qiang, . Development History and Future Trends of Numerical Control Machine Tools[J]. China Mechanical Engineering, 2021, 32(07): 757-770.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: http://www.cmemo.org.cn/CN/10.3969/j.issn.1004-132X.2021.07.001

http://www.cmemo.org.cn/CN/Y2021/V32/I07/757

参考文献

［1］王先逵，刘强. 机床数字控制技术手册.技术基础卷［M］. 北京：国防工业出版社, 2013.
WANG Xiankui, LIU Qiang. Manual of Numerical Control Technology of Machine Tools. Volume:Technological Fundamentals［M］. Beijing:National Defense Industry Press,2013.
［2］LIU Chao, XU Xun. Cyber-Physical Machine Tool-the Era of Machine Tool 4.0［J］.Procedia CIRP， 2017，63：70-75.
［3］REINTIJES J F. Numerical Control-Making a New Technology［M］. New York：Oxford University Press,1991.
［4］刘强，丁德宇. 智能制造之路［M］.北京：机械工业出版社，2018.
LIU Qiang, DING Deyu. Road Towards Intelligent Manufacturing［M］. Beijing: China Machine Press,2018.
［5］MORIWAKI T. Multi-functional Machine Tool［J］. CIRP Annals—Manufacturing Technology,2008，57（2）：736-749.
［6］张曙. 机床产品创新与设计［M］. 南京：东南大学出版社，2019.
ZHANG Shu. Innovation and Design of Machine Tool Products［M］. Nanjing:Southeast University Press, 2019.
［7］ABELE E, ALTINTAS Y，BRECHER C. Machine tool Spindle Units［J］.CIRP Annals—Manufacturing Technology， 2010， 59（2)：781-802.
［8］ALTINTAS Y, VERL A, BRECHER C, et al. Machine Tool Feed Drives［J］. CIRP Annals—Manufacturing Technology， 2011， 60（2)：779-796.
［9］McKeown P A. The Role of Precision Engineering in Manufacturing of the Future［J］.CIRP Annals—Manufacturing Technology, 1987,36(2)：495-501.
［10］BYRNE G, DORNFELD D, DENKENA B. Advancing Cutting Technology［J］. CIRP Annals—Manufacturing Technology, 2003,52(2)：483-507.
［11］李泽湘.瑞士机床产业的启示［R/OL］（2020-05-03）. http:∥m.zhishifenzi.com/innovation/multiple/8919.html.
LI Zexiang. Enlightenments from Swiss Machine Tool Industry［R/OL］(2020-05-03). http:∥m.zhishifenzi.com/innovation/multiple/8919.html.
［12］中国机床工具协会. 中国机床工具工业70年巨变［J］.世界制造技术与装备市场，2019(5):90-96.
China Machine Tool & Tool Builders Association. Great Changes of China Machine Tool and Tools Industry in 70 Years［J］. World Manufacturing Technology & Equipment Market, 2019(5):90-96.
［13］刘强,李冬茹. 国产数控机床及其关键技术发展及展望［J］.航空制造技术，2010, 53(10):26-30.
LIU Qiang, LI Dongru. State of the Art and Prospect of Key Technologies of NC Machine Tools in China［J］. Aeronautical Manufacturing Technology,2010, 53(10):26-30.
［14］陈惠仁. 中国机床工业40年［J］.经济导刊， 2019(2):42-53.
CHEN Huiren. Forty Years of Machine Tool Industry in China［J］. Economic Herald,2019(2):42-53.
［15］汤立民. 04专项在航空航天领域的实施进展情况综述［J］. 高档数控机床与基础制造装备，2019(2):9-14.
TANG Liming. 04 Major Project Implementation Progress in Aeronautical and Astronautical Fields［J］. High-end NC Machine Tools and Basic Manufacturing Equipment,2019(2):9-14.
［16］孟光. 数控机床专项航天领域实施成效与展望［J］. 高档数控机床与基础制造装备，2019(1):14-19.
MENG Guang. NC Machine Tool Major Project Implementation Effect and Prospects in Astronautical Field［J］. High-end NC Machine Tools and Basic Manufacturing Equipment,2019(1):14-19.
［17］中国科协智能制造学会联合体. 中国智能制造重点领域发展报告 2019—2020［M］. 北京：机械工业出版社，2021.
Intelligent Manufacturing Alliance of CAST Member Societies. Development Report on Key Fields of Intelligent Manufacturing in China 2019-2020［M］. Beijing:China Machine Press,2021.
［18］杨雪莹.赛迪顾问|2019年数控机床产业数据［R/OL］(2020-03-06).https:∥mp.weixin.qq.com/s/S8VZpROx6Jt-JZxDUZkSSQ.
YANG Xueying. CCID Consultant｜Data of NC Machine Tool Industry in 2019［R/OL］(2020-03-06). https:∥mp.weixin.qq.com/s/S8VZpROx6Jt-JZxDUZkSSQ．
［19］Machine Tools Market Size, Share & COVID-19 Impact Analysis［R/OL］（2020-12-16）. https:∥www.fortunebusinessinsights.com / industryreports /
machine-tools-market-101693.

[1]	李荣启, 闫涛, 何智成, 米栋, 姜潮, 郑静. 流-热-力耦合的高性能结构拓扑优化设计方法[J]. 中国机械工程, 2024, 35(03): 487-497.
[2]	黄云, 黄建超, 肖贵坚, 刘帅, 林瓯川, 刘振扬. 超疏水表面加工技术及耐磨性能研究进展[J]. 中国机械工程, 2024, 35(01): 2-26.
[3]	李健, 慕宗燚, 杜彦斌, 黄广全, 冉琰. 基于元动作的数控机床可用性分析方法研究[J]. 中国机械工程, 2023, 34(15): 1848-1855.
[4]	李朕均, 赵春雨. 进给系统角接触球轴承的热力耦合分析[J]. 中国机械工程, 2023, 34(07): 821-829.
[5]	李东阳, 袁东风, 张海霞, 郑安竹, 狄子钧, 梁道君, . 云边端协同的机床刀具故障智能诊断系统研究[J]. 中国机械工程, 2023, 34(05): 584-594.
[6]	江雪梅, 袁子航, 娄平, 张小梅, 严俊伟, 胡辑伟, . 一种基于数字孪生的重型数控机床碰撞检测方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(22): 2647-2654，2663.
[7]	卢成伟, 钱博增, 王慧敏, 项四通. 工件分特征下的五轴数控机床关键几何误差分析与补偿方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(14): 1646-1653.
[8]	胡涞, 查俊, 朱永生, 位文明, 李东亚, 罗明, 牛文铁, 陈耀龙. 基础装备制造及高档集成数控机床研究进展[J]. 中国机械工程, 2021, 32(16): 1891-1903.
[9]	桂林;李升. 国内重型数控机床的现状及发展趋势[J]. 中国机械工程, 2020, 31(23): 2780-2787,2797.
[10]	张朝阳;吉卫喜;彭威. 基于迁移学习的数控机床节能控制决策方法[J]. 中国机械工程, 2020, 31(23): 2855-2863.
[11]	付国强, 饶勇建, 谢云鹏, 高宏力, 邓小雷. [误差建模及精度保证方法]几何误差贡献值影响下五轴数控机床运动轴误差灵敏度分析方法[J]. 中国机械工程, 2020, 31(13): 1518-1528.
[12]	黄智, 刘永超, 邓涛, 周涛, 祝云. [误差建模及精度保证方法]一种五轴数控机床热误差建模方法[J]. 中国机械工程, 2020, 31(13): 1529-1538.
[13]	刘红艺, 樊锐, 郭江真, 张维, 赵钦志, 陈五一. [可靠性建模及试验技术]面向数控机床可靠性试验的多维力随动加载装置[J]. 中国机械工程, 2020, 31(13): 1606-1612.
[14]	杨斌, 冉琰, 张根保. [可靠性建模及试验技术]基于元动作模块的多轴数控机床精度分析[J]. 中国机械工程, 2020, 31(13): 1621-1628.
[15]	王国彪. [会刊创刊30周年专栏]砥砺奋进三十载，继往开来铸辉煌——贺《中国机械工程》创刊30周年[J]. 中国机械工程, 2020, 31(01): 6-12.