數控機床是機床工業(ye) 的主流產(chan) 品。“十一五”規劃的經濟發展重點在於(yu) 實現經濟增長方式的轉變,先進製造業(ye) 是傳(chuan) 統製造業(ye) 的改造方向,傳(chuan) 統工業(ye) 如汽車、機械、家電、紡織、農(nong) 機、環保等行業(ye) 的技術改造,對數控機床的需求繼續攀升;電子信息、生物工程、新能源新材料等高新技術產(chan) 業(ye) 的發展又為(wei) 精密、高效、專(zhuan) 用數控機床開辟了新的需求;從(cong) 地域發展分析,我國東(dong) 部產(chan) 業(ye) 的升級、東(dong) 北等老工業(ye) 基地的振興(xing) 和中西部的開發加快步伐,為(wei) 數控機床產(chan) 業(ye) 發展提供國內(nei) 市場;經濟全球化,國際資本和產(chan) 業(ye) 向中國的轉移、國際技術和人才的交流、中國國際貿易的強勁發展等,為(wei) 我國數控機床產(chan) 業(ye) 的發展提供了外部環境,使我們(men) 處於(yu) 難得的戰略發展期。
十一五數控機床成績斐然
進入“十一五”以來,國家相繼頒布了《加快振興(xing) 裝備製造業(ye) 的若幹意見》和《國家中長期科學和技術發展規劃》;2009年,為(wei) 應對國際金融危機的衝(chong) 擊,國務院又出台了《國家裝備製造業(ye) 振興(xing) 規劃》。在振興(xing) 裝備製造業(ye) 的國策之下,國家出台了一係列政策對行業(ye) 進行大力扶持,產(chan) 業(ye) 政策、進出口政策、稅收政策都極大地推動了機床行業(ye) 近幾年來的持續快速發展,其中的稅收優(you) 惠政策給企業(ye) 帶來的實惠使企業(ye) 的盈利大幅度增加。政策的大力扶持給予了行業(ye) 特殊的優(you) 勢,在一定程度上保證了行業(ye) 的快速發展和較高的安全邊際。
數控機床屬於(yu) 金屬切削機床製造業(ye) 。現代機械製造中加工機械零件的方法很多:除切削加工外,還有鑄造、鍛造、焊接、衝(chong) 壓、擠壓等,但凡屬精度要求較高和表麵粗糙度要求較細的零件,一般都需在機床上用切削的方法進行最終加工。而金屬切削機床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器。中機聯數據顯示,2010年,數控金屬切削機床增長突出,產(chan) 量同比增長66.71%,增速比上年提高67.17個(ge) 百分點。而在過去10年裏,我國數控金屬切削機床產(chan) 量年均複合增長率也隻有31.93%。2010年的增長數據意味著數控金屬切削機床的發展已經步入新階段。
過去5年我國數控機床產(chan) 量的年均複合增長率為(wei) 37.39%,過去10年年均複合增長29.94%,過去15年複合增長22.10%。在國家振興(xing) 裝備製造業(ye) 和國際產(chan) 業(ye) 轉移的帶動下,我國設備工具購置投資增長率在未來5~10年內(nei) 將持續維持20%左右的水平,機床行業(ye) 的需求仍將保持高速增長。國際模具及五金塑膠產(chan) 業(ye) 供應商協會(hui) 負責人羅百輝表示,在需求的拉動下,我國數控機床產(chan) 量保持高速增長,隨著經濟結構調整的深化,數控機床和數控係統設備類的上市公司的高成長有望延續。2010年數控機床消費超過60億(yi) 美元,台數超過10萬(wan) 台,表明了數控機床已成為(wei) 機床消費的主流,我國未來數控機床市場巨大。
目前,沈陽機床、秦川發展是中國金屬切削機床領域的龍頭企業(ye) ,切削機床市場的繁榮將直接提升其經營業(ye) 績。去年底,沈陽機床已經宣布業(ye) 績增長5倍以上。
中機聯數據還顯示,2010年數控機床需求的快速增長帶來數控係統的巨大需求,全年數控係統設備同比增長一倍以上。數控係統設備行業(ye) 的上市公司包括華東(dong) 數控、昆明機床、法因數控、南通科技。
十二五數控機床發展迎春
2010年9月8日國務院召開常務會(hui) 議審議並原則通過《國務院關(guan) 於(yu) 加快培育和發展戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 的決(jue) 定》,高端裝備製造、節能環保、新一代信息技術、生物、新能源、新材料和新能源汽車七個(ge) 產(chan) 業(ye) 作為(wei) 重點領域將集中力量加快推進,國家將加強財稅金融等政策扶持力度。國務院發展研究中心產(chan) 業(ye) 部部長馮(feng) 飛預計,未來十年將是戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 蓬勃 發展的十年,到2020年,戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 占工業(ye) 增加值比重可望達到20%以上。
機床工業(ye) 由於(yu) 技術含量和工藝要求極高,屬於(yu) 技術和資本密集型產(chan) 業(ye) ,行業(ye) 壁壘很高,無論在國內(nei) 還是全球範圍內(nei) ,行業(ye) 格局變化都比較緩慢。機床本屬於(yu) 機械行業(ye) ,而機械行業(ye) 與(yu) 下遊行業(ye) 固定資產(chan) 投資密切相關(guan) 。下遊行業(ye) 每年固定資產(chan) 投資中,約60%用於(yu) 購買(mai) 機械產(chan) 品。設備工器具購置在固定資產(chan) 投資中的比例保持在20%左右,並長期保持穩定。因此在機床行業(ye) 下遊產(chan) 業(ye) 中,固定資產(chan) 投資的主要部分都是用來購買(mai) 裝備製造工具——機床。通過統計發現,機床下遊行業(ye) 固定資產(chan) 投資增速遠快於(yu) 全社會(hui) 平均增速水平。數控機床的需求來自於(yu) 下遊的機械行業(ye) 固定資產(chan) 投資,2011年汽車及零部件、航空航天設備、高速列車、軍(jun) 工、電子信息、電力設備、船舶、工程機械、模具等高端裝備業(ye) 崛起,行業(ye) 產(chan) 能高速擴張,繼續帶動數控機床消費的高速增長。羅百輝表示,2011年高端裝備自主創新勢頭將更為(wei) 強勁,繼續帶動機械工業(ye) 15%以上的增速。
目前我國正處於(yu) 重化工業(ye) 化時期,這個(ge) 是超脫於(yu) 經濟短期波動、在近幾十年裏對中國經濟產(chan) 生巨大影響的因素,對我國機械工業(ye) 的發展也一直起著促進作用。它與(yu) 長期向好的中國宏觀經濟一樣,成為(wei) 機械工業(ye) 近30年來持續快速發展的最好注解。所謂重化工業(ye) 化時期,也就是工業(ye) 化的中期,即從(cong) 解決(jue) 短缺為(wei) 主的開放逐步向建設經濟強國轉變,煤炭、汽車、鋼鐵、房地產(chan) 、建材、機械、電子、化工等一批以重工業(ye) 為(wei) 基礎的高增長行業(ye) 發展勢頭強勁,構成了對機床市場尤其是數控機床的巨大需求。中國已經超過德國,成為(wei) 世界第一大機床市場。數控機床已成為(wei) 機床消費的主流。預計2015年數控機床消費仍將超過60億(yi) 美元,台數將超過10萬(wan) 台。數控係統的發展趨勢將是:①平台數字化。②運行高速化。③加工高精化。④功能複合化。⑤控製智能化。⑥伺服驅動高性能控製。中高檔數控機床的比例會(hui) 大幅增加,經濟型數控機床的比例不會(hui) 有太大變化,而非數控的普通機床的需求將會(hui) 大幅度減少。
按照規劃,2015年中檔數控機床數控係統國產(chan) 化率達到40%,2020年要提高到60%以上;高檔數控機床數控係統國產(chan) 化率分別達到10%和20%。而目前,我國國產(chan) 中檔數控機床中進口係統占80%、高檔數控機床國外係統占98%份額。
數控機床技術發展需求分析
2010年7月在上海舉(ju) 辦了“第12屆上海國際機床展”(12thShanghaiInternationalMachineToolFair)展會(hui) 上,展位麵積最大的是沈陽機床集團(ShenyangMachineToolGroup,SYMG)*1。該集團目前擁有7個(ge) 品牌,被認為(wei) 是全球產(chan) 量最大的機床企業(ye) 。據羅百輝介紹,沈陽機床集團於(yu) 1995年由中國多家機床企業(ye) 合並而成。2004年將老牌企業(ye) 德國希斯(Schiess)收歸旗下,進一步擴大了規模。此次除低價(jia) 通用立式MC及NC車床外,還展出了5軸控製MC及大型門式機床等高性能機床。沈陽機床集團的展示以5軸控製MC·VMC0656e為(wei) 最大亮點。這是一款可通過A軸及C軸使工件旋轉的機型,價(jia) 格為(wei) 260萬(wan) 元*2。VMC0656e雖然使用了日本製造的軸承,其他部分則大量采用了中國企業(ye) 製造的部件。其中,NC裝置配備的是沈陽機床集團品牌之一FIYANG(飛陽)的產(chan) 品。該公司原來在NC裝置方麵全部采用海外企業(ye) 的產(chan) 品,但2009年開發出了自主產(chan) 品*3。此次在可謂旗艦機型的5軸加工機上配備了自主NC裝置進行展示,目的是為(wei) 了展示其已經擁有對可謂機床心髒部分的NC裝置進行 開發的能力。VMC0656e還可選擇日本發那科(FANUC)、德國西門子(Siemens)、德國海德漢(Heidenhain)等海外企業(ye) 製造的以及其他中國企業(ye) 製造的NC裝置。#p#分頁標題#e#
中國機床企業(ye) 通過與(yu) 日本企業(ye) 成立合資企業(ye) 及展開技術合作,在高性能機床方麵積累了技術經驗,迄今已推出眾(zhong) 多機床產(chan) 品。但是,NC裝置、主軸及軸承等主要部件大多仍采用進口產(chan) 品,所以即便是中國企業(ye) ,在降低價(jia) 格方麵也存在著極限。不過,今後通過主要部件轉為(wei) 自主製造或采用國產(chan) 部件,中國機床企業(ye) 很可能會(hui) 不斷推出低價(jia) 位的5軸控製MC。
除了沈陽機床集團的產(chan) 品,還有其他中國企業(ye) 的產(chan) 品也驗證了這一可能性,這就是西安瑞特快速製造工程研究有限公司(XianRuiteRapidManufacturingEngineeringResearch)等開發的5軸控製MC·RM-LX720。價(jia) 格為(wei) 77萬(wan) 元,在中國企業(ye) 中也屬於(yu) 相當便宜的產(chan) 品*4。還開發完成了X軸的移動量為(wei) 920mm、其他性能參數基本相同的RM-LX920(約100萬(wan) 元)。
西安瑞特快速開發了主軸,NC裝置則采用武漢華中數控股份有限公司(WuhanHuazhongNumericalControl)的產(chan) 品。該機床雖然將德國西門子NC裝置等海外產(chan) 主要部件作為(wei) 選配,但不失為(wei) 全部采用中國產(chan) 部件的低價(jia) 化範例之一。
四川長征機床集團有限公司(SichuanChangzhengMachineToolGroup)除了主軸及工件的直線移動與(yu) 旋轉運動相結合的普通5軸控製MC之外,還展出了采用並聯機構的機床。用3根搖臂(X軸、Y軸、Z軸)支撐主軸單元,主軸單元內(nei) 還具有可改變主軸方向的2個(ge) 旋轉機構。計劃2010年內(nei) 投產(chan) ,預定價(jia) 格約為(wei) 200萬(wan) 元。采用並聯機構時,主軸的移動速度比通過滾珠絲(si) 杠驅動時快。因此設想用於(yu) 加工飛機及汽車等的大型部件。其原因在於(yu) ,從(cong) 某一加工位置到下一加工位置的距離較長時,可縮短加工時間。參展機床的各軸最大速度及加速度方麵,X軸和Y軸為(wei) 10萬(wan) mm/min、29m/s2,Z軸為(wei) 4萬(wan) mm/min、10m/s2*5。A軸的最大速度為(wei) 45rpm,最大加速度為(wei) 40rad/s2,C軸的最大速度為(wei) 35rpm,最大加速度為(wei) 40rad/s2。在展示中,四川長征集團還進行了將該並聯機構整個(ge) 設置在直線導軌上做橫向移動的演示,由此表明還可加工長達數m的工件。另外該公司還表示,雖然目前正在開發的機型其搖臂衝(chong) 程僅(jin) 為(wei) 300mm,但同時也在開發衝(chong) 程為(wei) 600mm和900mm的機型。
在此次展會(hui) 上,3軸控製MC方麵也有很多以高精度為(wei) 賣點的產(chan) 品展出。比如,立場數控製設備有限公司(LeadYangIndustrial,HEFEI)展出了2009年開發的立式MCV10。定位精度為(wei) ±3μm,反複定位精度為(wei) ±2.5μm,規格頗高。V10配備日本發那科製造的NC裝置。目前,中國企業(ye) 製造的機床,尤其是5軸控製MC及高精度機床大多采用日本發那科、三菱電機及德國西門子等海外企業(ye) 的NC裝置。不過,像沈陽機床集團那樣自主開發NC裝置的中國機床企業(ye) 以及專(zhuan) 業(ye) 從(cong) 事NC裝置的中國企業(ye) 在逐漸增加。除了武漢華中數控股份有限公司之外,還有廣州數控設備有限公司(GSKCNCEquipment)及上海開通數控有限公司(ShanghaiCapitalNumericalControl)等專(zhuan) 業(ye) 從(cong) 事NC裝置業(ye) 務。
中國企業(ye) 的裝置雖說價(jia) 格便宜,但在性能方麵還存在不足之處。羅百輝表示,未來數控機床技術將朝數字化、高速 高精化、複合化、智能化等方向發展。
1、高速高精與(yu) 多軸加工成為(wei) 數控機床的主流,納米控製成為(wei) 高速高精加工的潮流。
2、多任務和多軸加工數控機床越來越多地應用到能源、航空航天等行業(ye) 。
3、機床與(yu) 機器人的集成應用日趨普及,且結構形式多樣化,應用範圍擴大化,運動速度高速化,多傳(chuan) 感器融合技術實用化,控製功能智能化,多機器人協同普及化。
4、智能化加工與(yu) 監測功能不斷擴充,車間的加工監測與(yu) 管理可實時獲取機床本身的狀態信息,分析相關(guan) 數據,預測機床的狀態,提前進行相關(guan) 的維護,避免事故的發生,減少機床的故障率,提高機床的利用率。
5、最新的機床誤差檢測與(yu) 補償(chang) 技術能夠在較短的時間內(nei) 完成對機床的補償(chang) 測量,與(yu) 傳(chuan) 統的激光幹涉儀(yi) 相比,對機床誤差的補償(chang) 精度能夠提高3~4倍,同時效率得到大幅度提升。
6、CAD/CAM技術為(wei) 多軸多任務數控機床的加工提供強有力的支持,可以大幅度提高加工效率。
7、刀具技術發展迅速,眾(zhong) 多刀具的設計涵蓋了整個(ge) 加工過程,並且新型刀具能夠滿足平穩加工以及抗振性能的要求。
十大製造行業(ye) 對數控機床需求分析
1、航空工業(ye) ,飛機機翼、機身、尾翼等和發動機零件的製造需要大批高速五軸加工中心、龍門移動式高速加工中心、精密數控車床、精密臥式加工中心、多坐標鏜銑中心、精密齒輪和螺紋加工數控機床等。
2、航天工業(ye) 需求大批精密、高速、中小型數控機床,如精密數控車床和車削中心、立臥轉換五軸加工中心、高精度電加工機床、高精度萬(wan) 能磨床和坐標磨床等。
3、造船工業(ye) 急需製造柴油機體(ti) 的重型、超重型龍門銑鏜床和重型數控落地鏜銑床以及大型數控車床和車銑中心、大型數控磨齒機、曲軸鏜銑床、大型曲軸車銑中心和曲軸磨床等。
4、汽車製造業(ye) 是機床的需求大戶,約占機床總消費的40%左右。汽車製造業(ye) 需要大批高效、高性能、專(zhuan) 用數控機床和柔性生產(chan) 線,如用於(yu) 發動機加工的以高速臥式加工中心為(wei) 主的柔性生產(chan) 線、曲軸加工專(zhuan) 用數控機床等。汽車零配件生產(chan) 需求大批數控車床、立臥式加工中心、數控高效磨床和數控齒輪加工機床等。
5、兵器製造業(ye) 需求數控機床更是量大麵廣,要求數控機床可靠、穩定。兵器製造業(ye) 需求大批數控車床、立臥加工中心、五軸加工中心、龍門鏜銑床、鏜銑加工中心、齒輪加工機床等。
6、發電設備製造行業(ye) 需要重型數控龍門鏜銑床、大型落地鏜銑床、大型數控車床、葉根槽專(zhuan) 用銑床和葉片數控加工機床等,輸變電設備製造行業(ye) 需要數控車床、加工中心、數控鏜床等。
7、冶金設備製造業(ye) 重點解決(jue) 連鑄連軋成套設備的製造,需求大型龍門銑床、大型數控車床等設備。我國黑色金屬冶煉及延壓加工、有色金屬冶煉及延壓加工生產(chan) 規模近年來穩定快速增長,隨著我國成為(wei) 製造業(ye) 大國,冶煉行業(ye) 仍有不斷增長趨勢。
8、工程機械製造業(ye) 需求大批中小型數控機床如數控車床、中型加工中心、數控銑床和齒輪加工機床等。
9、模具製造業(ye) 需求高速數控銑床、三坐標測量機、精密電加工機床、高精度加工中心、精密磨床等。
10、電子信息設備製造行業(ye) 需求大批小型精密數控機床:如高速銑削中心、高速加工中心、小型精密車床、小型精密衝(chong) 床、精密和超精密加工專(zhuan) 用數控機床及精密電加工機床等。
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