数控机床的发展历史，讲101遍也不为过

七八十年的风风雨雨，数控机床行业是越来越卷了。

随着制造业升级、智能制造战略的推进，数控机床市场对高端化、精密化以及智能化产品的需求在日益增长，行业内部卷得跟神马似的。

产能过剩、同质化竞争、技术创新压力、品牌形象的打造和市场份额的争夺，无一不在卷。

小到一颗螺丝钉、机械零件，大到汽车、船舶、飞机、铁路，任谁都离不开工厂里轰鸣的机床。

作为制造业的根基，被誉为“工业母机”、“现代工业心脏”的机床，它在国民经济现代化的建设中有着不可替代的重要作用。

而数控机床作为高端机床，是“大国重器”零部件的生产机器，更是智能装备发展的基础。能不卷起来吗？

1

关于数控机床

数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，即为一种装有程序控制系统的自动化机床。

这个控制系统可以有条理、有规律地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，会将程序指令转化成代码数字表示，再通过信息载体把代码化的数字输入数控装置。

经过一系列的运算处理后，由数控装置发出各种控制信号，比如控制机床按图纸要求加工形状和尺寸等。

通俗一点来讲，数控机床其实就是一种利用数字代码形式的信息（程序指令）控制刀具，按照给定的工作程序、运动速度和运行轨迹进行自动加工的机床。

近20年来，科学技术不断发展，先进制造技术的兴起和日益成熟，对数控机床提出了更高的要求。

2003年，在米兰举办的EMO展览会上，瑞士米克朗公司首先推出了智能机床的概念。

2006年，在美国举办的第26届芝加哥国际机床制造技术展览会上，日本Mazak公司以“智能机床”的名称，展出了具有“四大智能”的数控机床。

这么卷的数控机床当初是怎么来的呢？它的出现，又跨越了哪些技术鸿沟？

2

机床的发展历程

15世纪初显雏形时，为了制造钟表和武器，螺纹车床和齿轮加工机床诞生了，水力驱动的炮筒镗床也出现了。

明朝万历年间，宋应星著作的《天工开物》中同样记载着磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加上沙子和水来剖切玉石。

工业革命时期，更是引发了各类机床的产生与改进，出现了龙门刨床、卧式铣床、外圆磨床、坐标镗床和螺纹磨床等。比如，1774年，威尔金森发明了世界上第一台真正意义上的镗床；1797年，“英国机床工业之父”莫兹利制成了第一台螺纹切削车床。

这里不得不提一嘴的是，由于有莫兹利一直对车床加以改进，终于在1800年，他将三角铁棒机架改为更坚实的铸铁车身，用惰轮配合交换齿轮对代替了更换不同螺距的丝杠，以车削不同螺距的螺纹。这也是现代车床的原型，具有重要的历史意义。

19世纪末到20世纪初，单一的车床已逐渐演化出了铣床、刨床、磨床、钻床等，这些主要机床已基本定型，这为20世纪前期生产机械化和半自动化创造了条件。

在20世纪中叶的前30年中，机械制造技术进入了半自动化时期，液压和电气元件在机床和其他机械上开始得到应用。

1951年，世界上第一台数控机床（铣床）诞生。

3

数控机床的起源

数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。

它的方案，其实是由美国的约翰·帕森斯在研制检查飞机螺旋桨叶剖面轮廓的板叶加工机时，率先向美国空军提出的。

在麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下，于在1949年取得了初步成效。

1951年，他们正式制成了第一台电子管数控机床样机，成功地解决了多品种小批量的复杂零件加工的自动化问题。

1952年，试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成。这一台数控机床的问世，无疑成为了世界机械工业史上划时代的一个标志性事件，也推动了自动化的全面发展。

1958年，美国卡尼·特雷克公司首先研制成功出第一台加工中心。它在数控卧式铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。

20世纪60年代初期各国陆续地开发、生产及使用数控机床，出现了采用集成电路和大规模集成电路的电子数字计算机，计算机在运算处理能力、小型化和可靠性方面的突破性进展，为数控机床技术发展带来了第一个拐点——由基于分立元件的数字控制( NC )走向了计算机数字控制(CNC)，数控机床也开始进入实际工业生产应用。

1968年，北京第一机床厂成功研制出国内第一台数控机床。

同年，英国的毛林斯机械公司研制成了第一条数控机床组成的自动线。不久，美国通用电气公司提出了“工厂自动化的先决条件是零件加工过程的数控和生产过程的程控”。

1970年代中期，世界各地开始出现自动化车间，自动化工厂也逐渐建造。1970年至1974年，由于小型计算机广泛应用于机床控制，出现了三次技术突破。

第一次是直接数字控制器，使一台小型电子计算机同时控制多台机床，出现了“群控”；第二次是计算机辅助设计，用一支光笔进行设计和修改设计及计算程序；第三次则是按加工的实际情况及意外变化反馈并自动改变加工用量和切削速度，出现了自适控制系统的机床。

20世纪80年代IBM公司推出采用16位微处理器的个人微型计算机(personal computer，PC )，给数控机床技术带来了第二个拐点——由过去专用厂商开发数控装置(包括硬件和软件)走向采用通用的PC化计算机数控。

随着数控机床在工业生产中的盛行，可能有人不禁要问：国内的数控产业是如何发展的，以后又将会有什么方向呢？

4

我国数控产业

80年代以来，国家对数控机床的发展十分重视，经历了“六五”“七五”期间的消化吸收引进技术，“八五”期间科技攻关开发自主版权数控系统2个阶段，为数控机床的产业化奠定了良好的基础。“九五”期间数控机床发展已进入实现产业化阶段。

进入90年代，我国数控系统的各方面研究力量以集中优势、突破关键、以我为主、发展产业为原则，逐步形成了以华中数控等国有企业为代表的中坚力量。

虽然在经历2020年至2022年的高速增长后，数控机床行业看似风光无两，实则面临着大洗牌时代的到来。截止2023年8月，我国数控机床行业仍处于在业/存续企业的数量为8382家。相较于2015-2022年的注册企业数量，企业存活率明显降低。

数据显示，2020年国内机床消费为213亿美元，2021年约为256亿美元，2022年达274.1亿美元。尽管消费额稳居世界第一，但是我国机床的数控化率仅为37%，而欧美等发达国家的机床数控华率已经超过70%，差距甚大。

当前，我国机床工具行业处于严重的两极分化状态，具有创新产品和创新业务的企业都在增长，而维持传统产品和传统业务的企业大幅萎缩，且同质化竞争不断加剧，直接材料成本趋同、人力成本持续攀升，将普遍陷入微利困境。

因此未来，国内机床行业或将呈现三分天下的格局：

一个是以德玛吉、山崎马扎克、牧野、哈斯等品牌为代表的外资机床企业。他们短期内还是会主导国内的高端机床领域，他们的较高市占率格局不会产生较大变化。

一个是以中国通用技术集团、秦川机床等品牌机床代表的国企机床企业。他们体现的则是国家对机床行业的支持力度，随着全行业兼并重组进程的展开，整个行业会迎来发展机会。

一个是以台群精机（创世纪）、海天精工、日发精机等品牌代表的民企。这些具备技术优势和快速反应市场能力的民营机床企业，盈利能力有望进一步强化，部分重点企业已经上市，不断拓展产品线，未来发展空间别有一番天地。

不管是以前，还是现在，亦或是将来国内机床行业的发展与其下游行业市场需求一直紧密相关，而且它的发展也将与国家十四五规划密切贴合。

因为十四五规划中，首次把科技创新放在了首位，把制造强国、战略新兴产业放在前头，反映了十四五规划国家的工作重心往科技产业、高端制造倾斜的决心。

由于里面涉及的主要细分行业方向众多，包括但不限于集成电路、航空航天、船舶与海洋工程装备、机器人、先进轨道交通装备、先进电力装备、工程机械、高端数控机床、医药及医疗设备、新能源汽车、农机等，未来全机通邀您共同关注。