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详细解读:《数控机床发展历程及未来趋势》(二)

来源: 点击数:193次 更新时间:2021-04-29

       可以说,中国数控机床最早的研制工作几乎是与世界同步的,虽然起步较早,但初期数控机床技术研究和产业发展基本上处于一种封闭状态,从1958年到1978年改革开放前,数控机床关键技术研究开发及产业发展缓慢。相对于美、日和欧洲先进工业国家在70年代末和80年代初就已实现了机床产品的数控化升级换代,我国的机床数控化进程到70年代末才刚刚开始,并且这一升级换代过程历经了多重曲折困难,直到30多年后,机床工业的产品数控化升级换代才得以全面实现。

数控机床未来发展趋势(二).jpg

  1978年后,随着国家的改革开放,我国数控机床进入一个新的发展时期,初步建立产业体系并推进产业化。80年代初期,通过引进数控系统、机床主机技术,并与国外公司联合设计,我国开始研制和生产数控机床,例如:青海第一机床厂根据机械工业部安排与日本FANUC合作,研制成功国内第1台卧式数控加工中心XH754 (1980年);北京机床研究所与北京第三机床厂合作研制成功国内首个JCS-FMC-1/2卧/立式加工柔性单元,北京机床所与日本FANUC合作研发的我国第1条回转体加工柔性制造系统投入生产;南京机床厂与德国TRAUB公司合作生产TND360数控车床,成批量应用于生产;北京航空航天大学研制的国内首台微型计算机数控系统 CNC-4D 成批量成功应用于航空企业XK5040铣床的数控化改造(1983年)。“六五”期间(1981~ 1985),对数控机床采用直接从国外“引进技术”的方式,通过许可证贸易、合作生产、购进样机等方式,引进数控机床及相关技术183项,开发出数控机床新品种81种,累计可供品种达113种,这成为我国数控机床从展品、样机走向商品的一个分水岭。

  “七五”期间(1986~1990),国家安排了数控机床科技攻关专题和以引进技术“消化吸收”为主要内容的“数控一条龙”项目,包括5种机床主机和3种数控系统的消化吸收国产化。

  “八五”期间(1991~1995),以“自主开发”为重点支持国产数控系统的技术攻关和产品开发,成功开发出了具有当时国际先进技术水平的中华Ⅰ型(普拉迪数控科技公司和北京航空航天大学联合开发),华中Ⅰ型(武汉华中数控)和蓝天Ⅰ型(沈阳高档数控国家工程研究中心)等高档数控系统。

  “九五”期间(1996~2000),以推进数控机床“产业化”为重点,在技术方面基于工业 PC 平台的普及型数控系统开始走向实用,并且攻克了开放式网络化多通道多轴联动技术;在产品方面,重点发展数控车床、加工中心、型材加工中心、数控磨床、数控电加工机床、数控锻压机床和数控重型机床等6大类产品,形成主机批量生产能力和关键配套能力,到2000年,我国数控机床品种达1500种,还研发出了5轴联动数控加工中心并投入市场,但此期间机床工业的产值数控化率一直在20%左右徘徊,产量数控化率不足10%;在产业方面,国产数控机床面向市场竞争的产业化发展步伐加快,开始进入市场竞争阶段。

  十五期间,中国机床进入了高速发展和转型升级阶段,数控技术及产品得到了快速普及和升级。

  “十五”期间(2001~2005 ),随着 2002 年中国正式加入WTO,我国数控机床进入高速发展时期,国产数控机床产量以超过30%的幅度逐年增长,国产5轴联动加工中心和5面体龙门式加工中心为能源、汽车、型材加工中心、航空航天等国家重点建设工程提供了关键装备。这期间,在国家“863计划”中还实施了“高精尖数控机床”重点专项,支持了航空、汽车等部分重点领域急需的高精尖数控装备研制。

  “十一五”期间(2006~2010),我国机床工业保持持续稳定高速发展,2007年沈阳机床和大连机床分别进入全球机床行业前 10强。一方面,一批机床企业“走出去”,到发达国家进行技术并购,如沈阳机床在德国设立技术研发中心,大连机床、沈阳机床、北一机床分别并购 Ingersoll(美国)、Schiess(德国)和 Waldrich-Coburg(德国)等。另一方面,国内市场对中高档数控机床需求急增,机床企业加大产品研发力度,“十一五”期间金属切削机床中的数控机床产量达72.8万台,与“十五”期间相比,增长 281%,产量数控化率从15%(2006年)提高到30%(2010年);一批民营数控机床企业开始快速发展,其产品在一些细分领域(如3C、汽车零部件和家电等)占有重要地位。从2009年开始,中国在金属加工机床的生产、消费和进口三个方面均列世界第一,并保持到 2018年。2009年,国家出台«装备制造业调整和振兴规划»,启动实施“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(以下简称“04 专项”),聚焦航空航天、汽车以及船舶、发电领域对高档数控机床与基础制造装备的需求,进行重点支持。

  “十二五”以来,总体来说国产数控机床市场竞争力不断增强,在国内中低端数控机床市场已占有明显优势。04专项对高档数控机床技术和产业发展发挥了重要推动作用,加快了高档数控机床、数控系统和功能部件的技术研发步伐,促进了机床企业与航空航天、汽车、船舶和发电等领域的用户企业的结合;一批高档数控机床(如车铣复合加工中心、大型龙门式 5 轴联动加工中心、多主轴镜像铣削机床等)实现了从“无”到“有”,并成功应用于重点领域和重点工程的实际生产;济南二机床已有9条用于大型快速高效全自动冲压生产线出口至福特汽车集团(美国),并进一步拓展到日产汽车公司(日本)、标致雪铁龙集团(法国),进入国际市场;5轴联动数控机床精度测试“S试件”标准列入ISO 标准,实现我国在国际高档数控机床技术标准领域“零”的突破。2015年,国家全面推进实施制造强国战略,“高档数控机床和机器人”等10大领域被列为重点。2016年,我国机床工业的产出数控化率和机床市场的消费数控化率均接近 80% 的水平,基本实现了机床产品的数控化升级。我国数控机床产业在高速发展的同时,企业创新能力不足、核心技术缺失、专业人才不足、技术基础薄弱和产业结构失衡等深层次问题也逐渐显现,2019年国内机床行业两大巨头——大连机床和沈阳机床分别走向破产和重整,并被中国通用技术集团重组。与此同时,一批数控机床后起之秀异军突起,以东部沿海地区为主形成了面向市场的数控机床产业聚集地区等。

  “十八罗汉”变迁

  中国机床的发展,经历了“十八罗汉”变迁和民营机床企业快速发展。

  “一五”时期,我国由苏联及东欧国家援建了156项重点工程项目,其中涉及机床工业的项目有:新建沈阳第一机床厂和武汉重型机床厂、改建沈阳第二机床厂(即中捷友谊厂),此外在苏联专家指导下,一机部按专业分工规划布局了被称为“十八罗汉”的一批骨干机床企业,这些企业及其专业产品分工见表1。

  在计划经济环境下,“十八罗汉”和“七所一院”快速建立了我国较完整的机床工具产业和科研体系,支撑了建国后直至1978年改革开放前我国的工业化发展,并为改革开放后制造业的快速发展奠定了基础。近年来,“十八罗汉”经过多次改革,经营机制、管理体制、所有制结构都发生了很大变化。经过40多年发展变迁,曾经作为我国机床行业主力军的“十八罗汉”企业中,一部分改革创新稳定发展,如济南二机床已发展为世界三大数控冲压装备制造商之一,同时还生产大重型金属切削机床,成为“中国名牌”;一部分企业仍在改革调整之中,例如,普拉迪机床等共同组成了先进制造与技术服务主业中的机床板块;少数企业已经破产不再经营。

  

表1 “一五”时期布局的机床行业“十八罗汉”

表1 “一五”时期布局的机床行业“十八罗汉”而近10年来,一批民营数控机床企业异军突起,在国内外市场产生重要影响,如北京精雕、四川普什宁江、大连光洋/科德、上海拓璞、纽威数控(苏州)、宁波海天精工、武汉华中数控、广州数控等,它们是在数控机床行业国内外市场竞争中崛起的后起之秀,成为中国数控机床产业发展新的有生力量。另外,以市场和用户需求为导向,东部沿海地区则形成了数控机床产业聚集区,如山东滕州中小机床之都、江苏泰州特种加工机床基地、浙江温岭工量具机床名城、浙江玉环经济型数控车床之都、浙江宁波模具之都、安徽博望刃具之乡等,它们为数控机床市场繁荣带来了新鲜的活力和特色。



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