被稱之為“工業(yè)母機(jī)”、“現(xiàn)代工業(yè)心臟”的機(jī)床，是制造業(yè)的根基，是制造業(yè)高端突破的重點(diǎn)領(lǐng)域，特別是為汽車工業(yè)、軌道交通、電子信息設(shè)備、船舶制造以及航空航天等高端裝備制造領(lǐng)域提供了重要支撐。而高端數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平，更是衡量一個(gè)國(guó)家核心制造能力的標(biāo)準(zhǔn)之一。
機(jī)床發(fā)展史
機(jī)床是指制造機(jī)器的機(jī)器。機(jī)床在國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的建設(shè)中有著不可替代的重要作用。
機(jī)床在十五世紀(jì)初顯雛形，起初是為了制造鐘表和武器，出現(xiàn)了螺紋車床和齒輪加工機(jī)床，以及水力驅(qū)動(dòng)的炮筒鏜床。中國(guó)明朝出版的《天工開物》中也載有磨床的結(jié)構(gòu)，用腳踏的方法使鐵盤旋轉(zhuǎn)，加上沙子和水來剖切玉石。
工業(yè)革命引發(fā)了各類機(jī)床的產(chǎn)生和改進(jìn)，出現(xiàn)了龍門刨床、臥式銑床、外圓磨床、坐標(biāo)鏜床和螺紋磨床等。
19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，單一的車床已逐漸演化出了銑床、刨床、磨床、鉆床等等，這些主要機(jī)床已經(jīng)基本定型，這為20世紀(jì)前期生產(chǎn)機(jī)械化和半自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。
在1920年以后的30年中，機(jī)械制造技術(shù)進(jìn)入了半自動(dòng)化時(shí)期，液壓和電氣元件在機(jī)床和其他機(jī)械上逐漸得到了應(yīng)用。
1950年，機(jī)床的發(fā)展開始進(jìn)入了自動(dòng)化時(shí)期，1951年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)。
數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Computer numerical control machine tools）的簡(jiǎn)稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來。
數(shù)控機(jī)床主要包含以下幾個(gè)部分：
機(jī)床主體：機(jī)床主體是機(jī)床的主要組成和重要機(jī)械附件部分，是最容易通過肉眼直觀看到的部分，作為機(jī)床的硬件，它還包括床身及底座鑄件、主軸及變速箱、導(dǎo)軌及滑臺(tái)、潤(rùn)滑、排屑及冷卻等部分。
傳動(dòng)系統(tǒng)：傳動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要“脈絡(luò)”，主導(dǎo)機(jī)床各部分的有序進(jìn)行及完成機(jī)床的工作使命，包括刀具、傳動(dòng)機(jī)械和輔助動(dòng)力系統(tǒng)。
刀具部分：包括保護(hù)裝置、刀庫(kù)和換刀裝置；
傳動(dòng)機(jī)械：包括滾珠絲桿、直線導(dǎo)軌和蝸桿兩個(gè)部分；
輔助動(dòng)力系統(tǒng)：包含液壓系統(tǒng)和啟動(dòng)系統(tǒng)兩個(gè)部分，這也是數(shù)控機(jī)床的動(dòng)力。
數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控系統(tǒng)，可以說是數(shù)控機(jī)床的靈魂所在，也是整個(gè)機(jī)床最具感性左右的部分，是機(jī)床完成各項(xiàng)功能和作業(yè)精髓所在。數(shù)控系統(tǒng)基本分為兩類：
驅(qū)動(dòng)裝置：它包括高速主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī)、普通電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)；
控制及檢測(cè)裝置：包括CNC系統(tǒng)、可編程序控制器、進(jìn)給伺服控制模塊、位置檢測(cè)模塊等。
數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。
數(shù)控機(jī)床是我國(guó)16個(gè)國(guó)家科技重大專項(xiàng)之一。
高端數(shù)控機(jī)床
高端數(shù)控機(jī)床具有高速、精密、智能、復(fù)合、多軸聯(lián)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)通信等功能，其發(fā)展象征著國(guó)家目前的機(jī)床制造業(yè)占全世界機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進(jìn)階段。多軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)是高端數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)之一。多軸聯(lián)動(dòng)是指數(shù)控機(jī)床各進(jìn)給軸（包括直線坐標(biāo)進(jìn)給軸和回轉(zhuǎn)坐標(biāo)進(jìn)給軸）在數(shù)控裝置控制下按照程序指令同時(shí)運(yùn)動(dòng)。高檔數(shù)控機(jī)床一般都具有3軸或3軸以上聯(lián)動(dòng)控制功能，多為4軸聯(lián)動(dòng)或5軸聯(lián)動(dòng)。
國(guó)際上把五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床等高檔機(jī)床技術(shù)作為一個(gè)國(guó)家工業(yè)化的重要標(biāo)志。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床指專門用于加工復(fù)雜曲面的機(jī)床，具有應(yīng)用范圍廣、工作效率高、能提高加工精度、增加刀具使用壽命等優(yōu)勢(shì)。隨著先進(jìn)制造業(yè)快速發(fā)展，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床作為國(guó)家工業(yè)化水平重要標(biāo)志，獲得廣闊發(fā)展前景。
五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床種類較多。按照樣式不同，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床可分為立式主軸雙擺頭和臥式主軸雙擺頭兩種；按照結(jié)構(gòu)不同，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床可分為雙轉(zhuǎn)臺(tái)形式、一擺一轉(zhuǎn)形式、俯垂型擺頭式、俯垂型工作臺(tái)式等。目前立式主軸雙擺頭五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床為市場(chǎng)主流產(chǎn)品，2021年全球立式主軸雙擺頭五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床營(yíng)收達(dá)44.1億美元，占據(jù)全球數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)近六成的份額。
五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括軍工、精密器械、航空航天、城市軌道交通、新能源汽車、醫(yī)療衛(wèi)生等。航空航天領(lǐng)域?yàn)槲遢S聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床最大需求端，需求占比達(dá)40.0％。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床能夠?qū)娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)葉盤、葉片、葉輪以及大中小型飛機(jī)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行切削加工，在航空航天領(lǐng)域中具有不可替代作用。
數(shù)控機(jī)床在我國(guó)的發(fā)展
我國(guó)數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)自2009年實(shí)施以來，取得了一批重大的創(chuàng)新性成果，具體而言，在產(chǎn)業(yè)體系上，從主機(jī)、功能部件到數(shù)控系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈，已能夠生產(chǎn)門類齊全、規(guī)格多樣的產(chǎn)品。但是，我國(guó)在高端數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的基礎(chǔ)薄弱，尚有部分核心技術(shù)還未掌握，并已成為嚴(yán)重制約我國(guó)向“制造強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)的“卡脖子”問題。
目前來看，海外品牌占據(jù)我國(guó)高端數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)主導(dǎo)地位。日本山崎馬扎克YAMAZAKI MAZAK CORPORATION、德國(guó)德馬吉森DMG Mori、德國(guó)格勞博GROB-WERKE、德國(guó)赫姆勒Hermle為全球知名五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床供應(yīng)商，占據(jù)全球市場(chǎng)近60.0％的份額。以上企業(yè)均在我國(guó)設(shè)有五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)基地，位居行業(yè)壟斷地位。
在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，我國(guó)本土五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床企業(yè)也在不斷加大投入進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。沈陽(yáng)機(jī)床、大連科德數(shù)控、上海日進(jìn)機(jī)床和華中數(shù)控等國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床龍頭企業(yè)，已逐漸掌握高端通用五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)，促進(jìn)了我國(guó)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)中高端數(shù)控機(jī)床的進(jìn)一步國(guó)產(chǎn)化。
