美、德、日三國是當今世上在數(shù)控機床科研、設(shè)計、制造和使用上，技術(shù)最先進、經(jīng)驗最豐富的國家。因其社會歷史條件和政府發(fā)展策略不同，各有特點。

　　美國的數(shù)控機床發(fā)展

　　美國歷屆政府都十分重視機床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務(wù),并且提供充足的經(jīng)費，同時網(wǎng)羅世界人才，在發(fā)展中尤其講究“效率”和“創(chuàng)新”，注重基礎(chǔ)科研。機床技術(shù)不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由於美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機床的主機設(shè)計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。但是其缺點在于偏重基礎(chǔ)科研而忽視應(yīng)用技術(shù)，加上在上世紀80年代政府引導(dǎo)的放松，致使數(shù)控機床產(chǎn)量增長放緩，于1982年被后起之秀日本超過，并大量進口。從90年代起，政府糾正了過去偏向，數(shù)控機床從技術(shù)轉(zhuǎn)向?qū)嵱?，產(chǎn)量又逐漸回升。

　　美國機床工業(yè)起步比英國要晚50年，但在制造技術(shù)方面很快就超過了英國，躍居世界首位。1896年福特制造出第一輛汽車，為配合汽車大量生產(chǎn)，格里森公司研制了一整套用于齒輪加工、測量的設(shè)備和刀具，其他公司也研制出許多新型高效的自動化機床。1934年研制出世界上第一條組合機床自動線。1948年建立了世界上第一條年產(chǎn)3000萬套軸承的自動線，使汽車產(chǎn)量迅速提高，1950年汽車產(chǎn)量達到800萬輛(相比2000年中國汽車產(chǎn)量為207萬輛)。從此，美國機床工業(yè)迅猛發(fā)展，在機床技術(shù)先進性、產(chǎn)量、生產(chǎn)規(guī)模上，長期居世界首位。雖然在20世紀80年代中期，美國經(jīng)濟衰退，機床工業(yè)一度陷入頹勢，被日本、德國先后趕超，但很快由政府采取措施扭轉(zhuǎn)了局面。

　　目前，美國機床制造業(yè)在高效自動化機床、自動生產(chǎn)線、NC機床、FMS等機床技術(shù)及工業(yè)生產(chǎn)上仍處于世界領(lǐng)先地位。主要分布于中西部和東北部各州，主要消費用戶是汽車制造業(yè)、航空工業(yè)、建筑業(yè)和醫(yī)療設(shè)備制造業(yè)等。

　　美國的機床技術(shù)之所以能夠在世界上保持長期領(lǐng)先，政府在引導(dǎo)加強研發(fā)和不斷創(chuàng)新方面起到了至關(guān)重要的作用。主要表現(xiàn)在：

　　首先，對方向性重大科研課題定出計劃、措施并提供充足經(jīng)費。例如為NC機床的研究開發(fā)提供大量經(jīng)費。為新一代NC系統(tǒng)的研發(fā)提供1億美元經(jīng)費。

　　其次，組織引導(dǎo)有關(guān)科研單位和企業(yè)間的科研合作。例如：新一代NC系統(tǒng)的研發(fā)，由全美制造科學(xué)中心與美國空軍協(xié)作開發(fā);CIM的研制，政府組織通用汽車公司、波音飛機公司以及有關(guān)機床工業(yè)公司共同研發(fā)。

　　再次，新產(chǎn)品開發(fā)出來后，組織訂貨推廣使用，同時加速推進科研進一步深化。例如：1952年麻省理工學(xué)院研制出第一臺NC銑床后，馬上組織軍工部門訂貨100臺用于生產(chǎn)，并不斷改進，從而加速NC機床技術(shù)不斷提高。又如：1994年美國G&L公司研制出世界上第一臺VARLA4并聯(lián)機構(gòu)機床后，及時組織有關(guān)大學(xué)研究分析并在企業(yè)中使用，以便在技術(shù)上進一步提高。

　　由于美國缺乏熟練工人以及工人工資相對較高，機床用戶要求機床制造廠家的機床使用性能更具有靈活性并可反復(fù)編程，以減少對熟練工人的需求。由于汽車行業(yè)的競爭越來越激烈，汽車型號更新周期也越來越短，汽車行業(yè)要求機床的性能靈活、使用范圍廣、調(diào)試周期短，以適應(yīng)汽車生產(chǎn)批量少、更新?lián)Q代快的要求。美國航空業(yè)、汽車業(yè)和模具制造業(yè)對高速機床的需求在不斷增加。由于環(huán)保的原因，許多客戶要求機床減少冷卻液的使用量。以上種種情況表明，科技進步是影響美國機床工業(yè)發(fā)展的主要因素。

　　比如目前電子化、高速化、精密化成為了美國機床業(yè)發(fā)展的主流：如美國企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)企業(yè)對企業(yè)的服務(wù)，有效整合供應(yīng)商與客戶的采購和存貨系統(tǒng);大型汽車公司(通用、福特、戴姆勒/克萊斯勒)和航天航空公司(波音、洛克希德)都通過這種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在全球范圍內(nèi)與相關(guān)體系同步設(shè)計開發(fā);機床業(yè)的制造過程管理、遠端監(jiān)控、故障排除和售后服務(wù)日漸普及;銑床主軸采用液壓軸承模具，運用非接觸式取代滾珠軸承;線性馬達擺脫應(yīng)用限制，進入商品化。

　　著眼未來，美國機床制造有以下明顯的發(fā)展趨勢：

　　一、追求具有更高加工效率的機床。因為提高機床的效率就等于縮短零件的加工周期，縮短加工周期有兩條途徑，一條途徑是提高切削速度，即提高主軸轉(zhuǎn)速。目前車床和車削中心的主軸轉(zhuǎn)速都在8000r/min以上，加工中心的主軸轉(zhuǎn)速一般都在15000~20000r/min，還有40000r/min和60000r/min的。同樣，送給速度也有大幅度提高，可達20m/min，甚至60m/min。隨著切削速度的增加，機床的結(jié)構(gòu)剛性和動態(tài)特性都有明顯提高，高速主軸和刀具系統(tǒng)的動平衡設(shè)計也獲得相應(yīng)提高;另一條途徑是減少非加工時間。因為在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調(diào)整、換刀和主軸的升、降速上，因此，復(fù)合機床的研發(fā)近期發(fā)展很快，其核心是在一臺機床上要完成車、銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔和擴孔等多種操作工序。車床技術(shù)發(fā)展的主要趨勢是多功能機床，目前的多功能復(fù)合機床實際上就是一臺具有車削功能的加工中心。在磨削方面，目前的技術(shù)重點是開發(fā)基于PC的磨削控制系統(tǒng)，一臺磨床能進行內(nèi)圓、外圓和臺階軸磨削，或給機床以不同的循環(huán)來加快生產(chǎn)進程，既磨得快又能保證尺寸精度和表面粗糙度。

　　二、追求更加安全可靠和符合環(huán)保要求的機床。由于機床的運行速度的提高，操作者的安全和健康也被提到優(yōu)先考慮的位置。目前美國研制的高檔機床在可能傷害人的地方幾乎都加有安全警示裝置。干切削和微量潤滑劑切削方法因其可大大減少潤滑劑的揮發(fā)而得到越來越廣泛的應(yīng)用，并且，幾乎整個機床都是被封閉起來的，有些機床甚至看不到切屑，這樣，即使有過量的油霧和煙霧也容易收集。同時，機床操作者在工作時的環(huán)境、位置會被考慮得非常舒適。此外，無污染的清潔加工技術(shù)也受到極大重視。

　　三、機床配套部件產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。機床配套件發(fā)展很快，品種齊全。主要產(chǎn)品有滾珠絲杠副、精密軸承、各種轉(zhuǎn)臺、換刀裝置、各種氣動、液壓裝置、直線導(dǎo)軌及主軸部件等等。這些配套件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有力地推動了機床主機的發(fā)展，不但有助于提高機床的速度和性能，而且可以大大縮短主機的生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。

　　四、追求更加完善的控制系統(tǒng)。更高速的處理器和更精確的控制設(shè)備使機床的功能和性能完善而強大。技術(shù)密集已進入超速發(fā)展階段，而集成的關(guān)鍵是開放式結(jié)構(gòu)。PCC技術(shù)的應(yīng)用，開始改變了機床的工作方式，把CNC推向了控制中心而不局限于機床控制器的范圍?？刂栖浖l(fā)展更快，一年甚至改進幾次。CNC制造商已提供一些開放式結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)。目前機械制造廠里開放式結(jié)構(gòu)的CNC控制器占到10%~20%。零件程序可以離線開發(fā)，然后傳送到生產(chǎn)車間的編程系統(tǒng)，在CNC控制器上運行，操作者可以觀察、檢測刀具運行情況和加工過程，還可以對加工過程進行必要的修正。美國GEFANUC公司銷售的控制器中，有30%是開放式的，實現(xiàn)了真正的CAM/CNC集成，并趨于智能化控制，還可上網(wǎng)。虛擬制造和無紙化生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)已經(jīng)具備，借助信息技術(shù)，此類軟件的應(yīng)用將以更快速度發(fā)展。

　　五、追求更高的機床外觀質(zhì)量。目前，機床制造商更加注重機床造型的美觀和色調(diào)的協(xié)調(diào)柔和，機床精品更向工藝品方向發(fā)展。

　　德國的數(shù)控機床發(fā)展

　　德國政府一貫重視機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。盡管德國機床工業(yè)發(fā)展比美國晚，但由于善于學(xué)習美國、英國的先進技術(shù)，并加強科學(xué)實驗和研究分析，特別是先進工藝方面的研究，因此機床業(yè)發(fā)展十分迅速。首先，講究“實際”與“實效”。德國特別注重科學(xué)試驗，理論與實際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。其次堅持“以人為本”，不斷提高人員素質(zhì)。企業(yè)與大學(xué)科研部門緊密合作，對用戶產(chǎn)品、加工工藝、機床布局研究和數(shù)控機床的共性和特性問題進行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機床質(zhì)量及性能良好、先進實用，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。最后，德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件之先進實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上均居世界前列。如西門子公司的數(shù)控系統(tǒng)，為世界聞名，成為大部分用戶配套的不二選擇。

　　同樣，德國機床協(xié)會(VDW)給德國企業(yè)提供一切可能的市場支持，從市場信息、統(tǒng)計資料到各類產(chǎn)品的報告和對關(guān)鍵領(lǐng)域如汽車工業(yè)的預(yù)測。VDW借助中國機床工具協(xié)會，為有意在中國尋求合作伙伴的德國公司提供直接接觸的機會;提供所有各類設(shè)備和服務(wù)的進口認證以及其他貿(mào)易信息;根據(jù)需要組織中方有關(guān)人員到德國進行技術(shù)培訓(xùn)活動;組織德國企業(yè)代表團參加在中國的大型金屬加工展覽會，以及聯(lián)系德國政府提供官方支持。

　　日本的數(shù)控機床發(fā)展

　　日本政府對機床工業(yè)的發(fā)展異常重視，一方面通過規(guī)劃和制定法規(guī)(如“機振法”、“機電法”、“機信法”等)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，另一方面提供充足的研發(fā)經(jīng)費鼓勵科研機構(gòu)和企業(yè)大力發(fā)展數(shù)控機床。在重視人才及機床元部件配套上學(xué)習德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控機床技術(shù)上學(xué)習美國，并將兩國經(jīng)驗結(jié)合，形成了自己的發(fā)展特色而后來居上。

　　自1958年研制出第一臺數(shù)控機床后，日本1978年產(chǎn)量(7,342臺)就超過了美國(5,688臺)，并在很長一段時期產(chǎn)量、出口量均居世界首位(2001年產(chǎn)量46,604臺，出口27,409臺，占59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機床，大量出口，占領(lǐng)大部分世界市場份額，并在上世紀80年代開始進一步加強科研，向高性能數(shù)控機床發(fā)展。日本FANUC公司正是采取這種戰(zhàn)略，在日本政府的引導(dǎo)鼓勵下，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上領(lǐng)先，成為世界上最大的機床數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)商。該公司現(xiàn)有職工3,674人，科研人員超過600人，月產(chǎn)能力7,000套，銷售額在世界市場上占50%，在日本國內(nèi)約占80%，對加速日本和世界數(shù)控機床的發(fā)展起了重大促進作用。

　　與FANUC公司同時發(fā)展的還有其他眾多機械加工配件公司，在政府的引導(dǎo)下這些日本公司都特別重視發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)和核心產(chǎn)品。這種分工合作關(guān)系提高了日本數(shù)控機床行業(yè)的效率，避免了美國數(shù)控機床行業(yè)由于各廠家都想成為行業(yè)標準而引發(fā)的內(nèi)部爭斗，從而保存了對外競爭力。此外，日本政府還鼓勵一些規(guī)模不大但是擁有自己獨特技術(shù)優(yōu)勢的數(shù)控機床和自動化設(shè)備生產(chǎn)廠家發(fā)展自己的專利技術(shù)。

　　中國臺灣地區(qū)

　　現(xiàn)代數(shù)控機床企業(yè)的發(fā)展越來越依靠供應(yīng)鏈，這一點已經(jīng)被世界各國和地區(qū)機床工業(yè)發(fā)展經(jīng)驗所證明。比如中國臺灣地區(qū)的機床產(chǎn)業(yè)就是個很好的例子。

　　中國臺灣地區(qū)的機床產(chǎn)業(yè)屬于裝配型。除了主軸等精密部件，機床生產(chǎn)廠家基本不進行其他的機械加工。鑄造、鈑金、熱處理、噴漆等工藝都交由協(xié)作廠來完成，比如友嘉公司有約70家協(xié)作廠分布于臺中地區(qū)。

　　可見臺灣地區(qū)的機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢在于已經(jīng)形成配套完善、品種齊全的機床零部件(配套件)產(chǎn)業(yè)，這些零部件廠商都集中在機床廠周圍不到百公里的范圍內(nèi)，部件供應(yīng)準時、齊全。中國臺灣地區(qū)機床產(chǎn)業(yè)90%以上的生產(chǎn)商都集中在臺中地區(qū)，相互之間沒有太長的距離，幾乎是一家挨著一家，這樣既可以做到準確供貨，又可以減少庫存，甚至在某些廠家或某些環(huán)節(jié)實現(xiàn)零庫存。發(fā)達的機床零部件工業(yè)和便捷完善的供應(yīng)鏈，是臺灣地區(qū)機床產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢和驕傲，在獲取零部件的便捷性上甚至優(yōu)于日本和德國。

　　此外，隨著市場競爭的不斷加劇，中國臺灣地區(qū)機床企業(yè)普遍重視研發(fā)工作，每年的研發(fā)投入都在營業(yè)額的4%以上?；A(chǔ)好、資金實力強的公司年研發(fā)投入可以達到營業(yè)額的5%以上。

　　我國的現(xiàn)狀

　　我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀五十年代，通過“六五”期間引進數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998~2004年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元，國內(nèi)數(shù)控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進口。

　　由此可以看出我國國產(chǎn)數(shù)控機床特別是中高檔數(shù)控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認識國產(chǎn)數(shù)控機床的不足，努力發(fā)展先進技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達國家之間的差距。