机械之母-机床概述

什么是机床?

其实，如果我们要追溯机床的发展历史，可能要追溯到几千年前，因为在一个宽泛的定义下，所有不需要人力、用于加工的工具都可以被称为机床。但是现在我们要介绍的“机床”，特指一种用于制造业的动力驱动的固定机械装置，它可以用来将金属或其他材料加工成零件。工业加工过程中的机床主要包括金属切削和金属成形，不同类型的机床可以根据不同的刀具和运动方式完成不同的指令。金属切削的作用是去除金属加工材料，包括车床、钻床、铣床和非传统加工工具。金属成形是将金属成形成一定形状，如压力机、液压机等。

除了工业革命带来的工业需求，机床的发展也在最近的信息革命浪潮中掀起了另一波高潮。事实上，机床的数字化非常早。在计算机刚刚诞生的五十年代，第一台数控机床诞生了，可以说是当时非常先进的产品。所谓数控机床(NC Machines Tools)是在机床工作台上装有具有管理功能的数控系统。通过输入相关数值，在计算机操作后发出命令，让机床进行刀具移动、换刀、主轴操作等。但遗憾的是，计算机应用于机床后，机床的研究和开发大多是针对机床本身的机械装置和控制性能，很少通过改进软件技术来提升机床的价值。

20世纪90年代，为了应对越来越复杂的工业工艺，机床的结构越来越复杂，五轴机床和复合机床相继出现。多功能机床虽然很方便，但对用户来说不是很友好。此时机床厂商才意识到软件辅助的重要性，于是将重心转移到如何利用软件更好地帮助用户。操作并发挥机床的最佳性能。到目前为止，大多数机床已经具备了诊断监测和安全保护等功能。如今，在智能化的浪潮下，他们又开始了另一波动荡的变革。它正朝着网络结合、虚实融合的方向发展。

机床产业链

世界三大机床生产国分别是中国大陆、日本和德国。从全球的趋势来看，机床的生产基地已经逐渐从欧洲转移到亚洲，尤其是中国大陆，由于其巨大的内需市场，近年来取得了突飞猛进的发展。

机床上游行业包括滚珠丝杠、直线滑轨等零件的生产。由于机床工艺复杂，所需要的零件数量众多，大部分由不同的零件厂家铸造，然后将零件交给加工厂进行加工。有很多方法，如车、铣、磨、电火花加工、齿轮加工和激光加工。加工后的零部件交给机床制造商进行设计、集成和组装，完成后进行质量控制检测和销售。

机床可用于不同领域的机械制造，如航空航天、国防、汽车、生物医药、电子等行业。接下来，以汽车行业为例，说明机床对行业的贡献。

汽车工业中的机床

世界上60%到70%的机床用于汽车工业。无论是汽车组装还是汽车零部件，市场对先进的机床及其生产线的需求都很大。购买机床通常占固定资产总投资的2/3，直接影响汽车的制造成本。

在汽车的装配过程中，首先用冲床将钢板压入汽车的外壳，涉及到汽车的表面和线形设计，以及模具的冲压设计，然后经过焊接、车门和车盖安装等步骤，再组装发动机、传动和防震系统，最后是内部装饰、液压系统、燃油系统和车轮。

上述零件、模具、系统等都是在前段由机床进行加工，后段的装配工艺也有机床的参与，可以说是非常重要的应用。此外，机床对生产过程也起到了推动作用，如“铝轮辋自动化系统”。配有自动化生产线，每4分钟可完成内、外轮辋的高效生产。铁制轮辋升级为今天常用的铝合金轮辋。

机床的未来发展

为了满足需求行业对更好的质量流程的要求，全球机床制造商的发展趋势主要有两个主轴:一是提供性价比高的优质产品，二是定制化的系统集成和服务。

1. 性价比高的综合机床

在机床本身的硬件升级方面，机械臂与机床的结合和自动化的过程，可以大大降低人员成本，逐渐成为各机床厂商的主要产品。一台机床可以进行不同种类的加工操作。这种“多任务型”复合机床已逐渐成为满足灵活市场需求和小型多样化生产需求的必备机床。此外，也有一些制造商朝着复合材料加工机床的发展方向，以满足未来材料替代的趋势，特别是用于飞机在航空航天领域的轻量化改造。在技术发展和工业需求的推动下，机床已经从过去单一的专业功能转变为更加复杂的多任务集成。

2. 定制化的系统集成和服务

机床的发展也搭上了智能制造、智能自动化的顺风车，正在向软硬件结合的方向发展。配备了具有较高技术价值的控制器，除了提高处理精度、收集数据和分析产品使用情况，实现各种辅助处理和管理功能外，还可以通过网络诊断进行远程维护。定制定制系统服务，帮助客户实现更高的生产效率。

未来机床能够处理更加精细的加工，应对各种灵活多样的加工方法，并朝着智能化、低耗化的方向前进，继续在机械行业中发挥关键作用。