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数控机床产品市场趋势

数控机床产品市场趋势

数控机床产品市场趋势范文第1篇

目前,数控机床已成为各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户及扩大市场的焦点。尽管我国数控机床产业起步晚,但近年来发展迅猛,在普及型出口机床领域具备一定的竞争力;但在中高端数控机床领域,我国数控机床产业与发达国家相比还存在较大的差距,国际竞争力还比较弱。

发展速度惊人

我国的数控机床产业主要通过设备和技术的引进发展起来的。从20世纪80年代开始,从发达国家引进了一些数控系统和伺服技术,结束了我国数控机床发展长期徘徊不前的局面。2007年,国内企业终于占有了国内机床市场的半壁江山。2009年,国产机床市场继续占有率显著提升,国产金属加工机床产值市场占有率由上年的61%提高到70%,其中国产数控机床由51.6%提高到62%。

近年来,我国机床行业保持高速增长,增速超过美国、日本。2009年,当世界主要机床生产国和地区产值均大幅下降,而我国产值逆势增长。在拉动内需政策带动下,金属加工机床总产值同比上升了7.6%,以153亿美元的产值超越了日本和德国,跃居世界第一,2009年世界机床总消费512.1亿美元,其中,我国消费机床197.86亿美元,占当年世界机床产值的35.7%。同时,我国人均机床消费排位,首次超过了美国和西班牙。

中高端机床,还要进口

目前,在中高端数控机床领域,尤其是高端数控机床领域,国产机床市场占有率还是偏低。我国高端机床的市场需求很大,机床进口单价总体保持增长趋势。不仅在数控机床及加工中心等中高端大型机床上需要依赖进口,而且国内机床行业的数控系统和机床关键零部件也有不少仍然依靠进口,加大了贸易逆差。而出口产品以中低档机床为主,产品附加值低。

与发达国家相比,国产中高端机床仍然落后,在加工精度、稳定性、无故障时间上与国外产品有较大差距,而且数控化率偏低。我国企业在中高端数控机床领域的专利水平是非常有限。据统计,我国数控机床领域中70%以上的专利属于国外机床企业。而发达国家严格限制出口数控机床技术,因此在数控机床领域,我国很难引进国外核心技术和关键部件。

尽管我国企业虽然加大了科研投入的资本投入力度,但企业对数控机床领域的技术控制力仍很薄弱。这导致在中高档机床领域,尤其是在高端数控机床领域,国产机床市场占有率偏低。尽管内资企业专利、技术实力以及自有品牌占有率近年来均有所提高,但与发达国家相比仍存在很大差距,我国不得不在中高端数控机床产品方面依赖进口。

差距仍较明显

目前,我国数控机床行业发展的最大瓶颈是技术能力低下,对国外尖端技术的依存度很高。国内数控机床企业生产的中、高端数控机床,更多处于组装和制造环节,普遍未掌握核心技术。

据统计,数控机床的核心技术――数控系统由显示器、控制器伺服、伺服电机和各种开关、传感器构成,中国有90%需要从国外进口。目前70%的数控专利仍为国外企业所把持。我国在数控机床研发基础薄弱,投入力度不够,导致国产数控系统在性能与功能上与国外的差距较大。

例如,在高端数控机床领域,由于在高速高效性、精度等问题未能解决,国产机床在高端数控机床领域的市场份额不高。如国外滚珠丝杠副驱动的高速加工中心快速进给速度大多在40m/min以上,最高已达到90m/min,直线电机驱动的加工中心最高达到120m/min;而国内加工中心快速进给大多在30m/min左右,直线电机驱动的加工中心也仅试制出样品。

德国13%的机床都是作为生产设备出售给全世界其他国家的机床生产企业。显示德国机床全球领先的技术优势。德国机床企业将年销售额的6%用于研发,大部分企业可自主开发和生产数控机床,在数控机床主机以及功能部件开发方面位于世界前列。目前,数控机床占德产值近80%,占出口额3/4以上。机床制造业占德工业产值比例虽然不足1%,但已经成为德国制造业长盛不衰、竞争力突出的重要保障。

大势所趋

目前,世界机床生产国集中度偏高。进入世界机床产值最大的20家企业中,日本有6家为最多,其次为德国有5家,就集中度而言,日本、德国、美国入围企业的合计产值均已占其本国产值的48%以上,而中国的2家入围企业仅占全国产值的22.2%。为最低。

与发达国家相比,我国机床业的产业集中度较低。中国机床亟待产业升级和自主创新。随着全球数控机床向大型化、精密化方向发展,对资本投入、研发投入的要求将不断加大。在此背景下,国外机床企业纷纷进行重组和整合,提升行业集中度。

在我国,中小机床企业在技术上和市场销售上将难以与大企业相竞争,将面临被淘汰的境地;而以沈阳机床、大连机床、秦川集团为代表的行业龙头,自身竞争力不断提高,在政府的支持下,将加快并购整合的步伐。例如,大连机床实现整合,成立了大连机床集团并且兼并了英格索尔生产系统公司等国外企业,销售额位居世界机床行业第九;沈阳机床通过改制整合,市场占有率明显提高,销售额位居世界机床行业第七;北京第一机床厂并购了德国科宝公司,技术水平大幅提升。

我国企业已从单纯的“技术引进”转变为“技术引进与自主研发”相结合的模式。例如,沈阳机床把研发的“触角”扩展到德国、意大利,其在世界机床的排位也由名不见经传跃升到了2009年的第7位。目前,沈阳机床的研发费用约占其销售额的4%左右。

在未来,我国还应继续扶植较大型企业,形成几家有国际竞争力的大型机床企业,加快促进我国数控机床产业的发展。而这几年兴起的民营企业,在市场竞争大潮中还将经历考验,集中度增大是个趋势。他们要生存,也要搞“专、精、特”上下功夫。

如何更好地走出去

如何提升我国数控机床产业竞争力呢?我们对此提出如下建议:

关注国家投资重点,加快产业结构调整

金融危机爆发以来,国际机床市场不断下滑,但全行业中高档数控机床以及大型数控机床的产值比例稳步上升,这反映了市场需求结构正在发生重大变化。即:中高档数控机床的比例会大幅增加,经济型数控机床的比例不会有太大变化,而非数控的普通机床需求将会大幅度减少。

目前,国家对航空、汽车、铁路、绿色能源、船舶、电子信息等行业的巨大的投

资拉动了市场需求结构向高端发展。国家着眼于结构调整这一长远发展目标。我国在很多关键领域还受到国外的技术封锁,有的甚至对我国禁售。因此结构调整必将以自主创新为基础。这将给机床工具行业带来产业升级和结构调整的机遇。

数控机床企业应关注重点投资领域,深入了解用户工艺,加大研发适用产品的力度。尽快淘汰落后产品和产能。避免恶性竞争。应大胆尝试向“专、精、特”产品转移。一些企业开发出高速铁路轨道板磨床就是向“专机”发展的成功例子。这种需要我们填补空白的领域还有很多。

提高数控机床产业的自主创新能力

快速提高我国数控机床企业的自主开发能力,加快引进吸收,形成紧密的产学研相结合体系成为当务之急。

为此,要积极支持建立国家数控机床工程研究中心,完善企业技术开发体系,利用国家科技经费,支持提升行业技术水平和产业化水平的机床功能部件及数控系统,抓紧实施数控产业关键技术及基础共性技术的研究开发项目,支持机床行业和骨干企业提高技术创新能力,促进数控新产品的开发;要大力提升企业制造的专业化水平,增强行业配套能力,鼓励采取产学研相结合等多种形式,依托重点工程,多方面筹集研发资金,发展具有自主知识产权的高档数控机床、功能部件及数控系统,尤其要提高重点企业的技术开发能力、装备数控化率和管理信息化水平。

积极扩大出口,调整出口结构

根据目前全球经济形势,行业要保持传统机床、工具、重型机床和成形机床等优势产品的出口。针对当前增长较快的亚洲市场,通过扩大宣传、提供完善的售后服务,实现批量出口中高档机床的目标。有海外并购的企业应通过海外渠道突破高档机床的出口。此外,还可以利用政府的援外项目以及政府贷款扩大我行业产品及技术出口。

当前,国际市场回升迹象仍不明显,机床工具行业要密切关注欧、美、日等世界发达经济体的发展趋势,巩固行业传统出口市场。同时着重瞄准东盟及亚洲其他地区、金砖四国中其他三个国家、VISTA五国等具有发展潜力的新兴出口市场,扩大行业出口。特别是我国与东盟自贸区协议已于2010年1月1日生效,绝大部分商品贸易将享受零关税,我国企业应利用这一便利条件,关注东盟市场需求,加强中高档机床的出口。

数控机床产品市场趋势范文第2篇

机床是先进制造技术的载体和装备工业的基本生产手段,机械制造的工作母机,是装备制造业的基础设备,主要应用领域是船舶、工程机械、军工、农机、电力设备、铁路机车、汽车等行业。在船舶、工程机械等行业的产能扩张压力的推动之下,机床工业正迎来快速发展阶段。

就最近几年的发展情况看,在机床工业的下游产业中,船舶、工程机械、重型机械、军工是发展最快的行业,这些行业的企业在从产能闲置发展到满产超产的过程中,对机床设备的更新换代和小规模添置需求带动了机床工业稳定中速增长;当前各大造船公司、工程机械公司的产能利用率基本都在100%以上,尤其是造船行业,手持订单远超当前产能。生产任务已经排到了2011年,扩大产能已成为必然,扩产必须的生产设备尤其是机床设备的需求量将迎来加速增长,其他如汽车、电力设备的需求也将维持稳定增长。

二、各机械子行业交替推动机床工业发展。大型重型机床速度远快于中小型机床

机床是制造机器的机器,为汽车、船舶、军工、工程机械等各个装备制造产业提供装备,因此与宏观经济、特别是制造领域的固定资产投资密切相关。同时机床行业的直接下游是机械制造,因此机床行业与机械制造业的关系更为密切。机床工业给其下游多个机械制造子行业提供产品,因此不同时期,各装备制造子行业有繁荣,有衰退,而机床工业发展比其下游行业要相对稳健。在各个不同的经济发展阶段,各个子行业交替成为推动机床行业发展的主动力,机床行业将跟随发展最快的子行业增长。

在当前的经济发展阶段,船舶、工程机械,重型机械、石化生产设备等重型设备是发展最快和增长前景最为明确的下游行业,汽车工业虽然整体盈利水平增长跟不上产量增长,但产销量的增长还是比较明朗的,因此汽车工业对机床的需求仍将稳定增长。

重型工业发展是此轮中国经济繁荣的主要增长点,成为拉动我国经济的重要力量,中国目前正处于重型机械、重化工业发展阶段的中段,这一阶段还将持续很长时间,重型机械行业发展应该快于轻型、中型机械产品的发展,相对应地其所推动的大型、重型机床行业的发展速度将远快于中小型机床,因此我们更看好大型、重型机床行业的发展前景。

三、高精密机床壁垒很高

机床行业作为精密机械制造业,发展特点是循序渐进,逐步累积,产品性能很难在短时间内取得爆发式进展。如同其它制造业一样,基于亚洲国家的成本优势,近年来机床工业有向亚洲新兴国家转移的趋势,但这种趋势发展的速度比较缓慢,远远落后于其它类机械设备制造业,这主要也是因为机床工业技术和工艺提高的难度很高。当然我们认为这种转移的趋势不可逆转。

高精机床是先发优势明显的行业,技术与工艺非常严苛,每提高一步都需要很丰富的技术、工艺上的沉淀和艰苦的努力。对于后发的国家和企业来说很难弥补,这也是我国机床工业长期落后,贸易逆差居高不下的重要原因。这与我国其他行业特别是其他机械子行业发展突飞猛进,产品开始大规模出口的形势形成了鲜明对比。相对于其他机械行业来说,我国管理部门对机床行业的重视和扶持力度是相当大的,但是机床行业的逆差水平是所有机械类子行业中最高的,这充分说明了高精机床提高的难度。

正因为高精机床行业提高难度大,所以机床行业先进国家对本国机床企业保护的力度也比其他行业要大,西方国家对我国机床业不仅在技术上严格限制转让,而且基于政治原因在高精机床产品上也对我国实施限制和禁运。高精机床是当前为数不多的西方国家对我国采取限制和禁运措施的产品。

当然机床行业这种高壁垒特点确实给国内机床企业发展制造了障碍,但这也成为国内高精机床行业龙头企业的保护墙和后发企业的进入壁垒,龙头机床企业相对国内后发企业的技术优势会维持很长一段时期。

四、中国机床工业取得很大进步

机床是装备工业的基础,生产装备的装备,机床工业是关系国民经济、国防建设的基础工业和战略性产业,在发达国家无一不重视机床工业。我国机床工业经过多年艰苦努力,建立起较大的规模和较完整的体系,奠定了有利的技术基础,具备相当的竞争实力。整体上说,我国机床工业已跨入世界行列的第一方阵。2000年以来,世界机床工业由欧洲向亚洲新兴国家转移趋势,虽然缓慢但难以逆转。

“十五”以来,我国机床消费连创纪录,大陆市场机床消费总额(国内产品销售产值十进口额一出口额)和进口额已连续5年居世界第一,成为令全球瞩目的机床消费大国。2006年中国大陆市场机床消费额达131.1亿美元,同比增长约20%;机床进口72.4亿美元,同比增长11.55%,增幅比上年同期提高1.7个百分点。中国机床消费额占全球机床销售总额的比重已达到20%以上,为机床产业发展提供了难得的市场机遇。世界机床消费位列二、三、四名的日本约占15%,美国约占11.6%,德国约占10.6%。

作为一个世界上发挥重要作用的大国,我国必须从各个方面确保国家的独立自主地位。我国机床行业产品种类齐全,可生产品种已经超过3600种,基本已经无空白领域,大部分满足了我国装备制造业对机床的需求。

近年来,我国机床市场需求非常旺盛,2003年至2006年之间,销售收入增长率分别为21%、21%、17%,27%,而数控机床更是以50%以上的速度增长。机床工具行业整体销售收入连年以20%以上的复合增长率增长,从目前的情况来看,国内机床行业需求旺盛趋势还将延续。在技术含量较高的金属切削机床方面,机床产量连年上升,年复合增长率22%以上,数控金属切削机床产量上升幅度更快,数控金切机床比例稳步增长,2001年中国数控金切机床比例只有9%,到2007年上半年已经达到了20%。由于我国目前正处于工业化初期,很多金属加工产品要求的精度并不要求很高,加上我国劳动力成本低廉,因此低端普通机床仍然有一定的市场销路。

五、国产机床数控化率逐年提高

数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作(如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液)和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示,通过控制介质将数字信息送入数控装置,数控装置对输入的信息进行处理与运算,发出各种控制信号,控制机床的伺服系统或其他驱动元件,使机床自动加工出所需要的工件。所以,数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取,即数控编程。

数控机床与普通机床相比有很多无可比拟优点:1、适合于复杂异形零件的加工;2、加工精度高;3、加工稳定可靠;4、高柔性,加工对象改变时,一般只需要更改数控程序,体现出很好的适应性,5、高生产率;6、劳动条件好,机床自动化程度高,操作人员劳动强度大大降低,工作环境较好。

缺点是:1、投资大,使用费用高;2、生产准备工作复杂;3、维修困难,数控机床是典型的机电一体化产品,技术含量高,对维修人员的技术要求很高。欧洲、美国、日本的机床业都很重视数控化,目前欧美日的金属切削机床的产值数控化率均在80%以上,数量数控化率也在60%以上。

我国数控机床开发晚,起点低,前期发展缓慢。数控系统装置是数控机床的神经中枢,是长期阻碍中国数控领域发展的关键环节。“九五”以后国家有关部门明确发展以pc为平台的数控系统,通过“九五”的攻关,现在框架上已初步完成。解决了多坐标联动的技术难题。从过去的三坐标联动达到了最多可达入坐标联动,打破了国外对我国的技术“限制”。同时,我国国产数控系统已具备批量生产能力,市场品牌也在逐步树立,正在改变国际强手在中国市场上奇货可居的垄断局面。

经过多年的发展的我国数控机床已经取得了很大进步,远高于普通机床的发展速度,2002年国产数控金属切削机床24803台,06年达到了82024台,数量数控化率从9%提高到了20%,产值数控化率为44%。

但是总体来说我国数控金切机床还是相对比较落后,国内市场占有率低,基本依赖进口,这是导致我国金属加工、金属切削机床的贸易逆差连年上升的重要原因。我国数控金切机床消费对进口产品的依存度长期维持在70%以上,如何发展我国数控金切机床,是我国机床业界的重要任务,同时也是我国机床扩张和增长的重大机会。

六、对进口机床依存度仍然很高

长期以来我国机床工业取得了很大发展,但是相对于发达国家的机床工业我们仍然落后,主要在加工精度、稳定性、无故障时间上与国外产品有较大差距,而且数控化率偏低,虽然我国大陆机床主机的销售收入增长很快,但进口增长也很快,进出口逆差有逐年扩大趋势,只是在07年上半年,进出口逆差有稍稍缩小的迹象,总体而言,我国对进口机床的依存度较高,一直维持在50%以上。这其中,数控金切机床对国外产品的依存度很高是重要原因。我国数控金切机床对进口存度达到了70%,可以说基本依赖进口。

造成这种局面的主要原因是我国机床产品,尤其是高精机床和数控机床的性能、质量、稳定性落后,而且提高速度缓慢;另一个原因是国内对机床行业的保护力度还不到位。前些年为了吸引外资,对外商直接投资企业购买外国设备免税。近年来,政府已经对这些政策进行了修改,外商投资企业进口机床的免税条款已经废除,而且国内企业的固定资产投资购买国产设备可以抵税。这些措施有力地支持了国产机床业的发展。

当然我国机床行业对进口度高,也从侧面说明了机床行业提高的速度较慢,很难取得爆发性的飞跃,行业壁垒非常高,因此国内机床行业内的领先企业,在技术和产品性能上优势将保持很长一段时间,其他后来者很难在短时间内超越。同时对外依存度高也给予了我国机床行业较大的发展空间。

数控机床产品市场趋势范文第3篇

关键词: 数控机床 制造强国 发展趋势

数控技术是先进制造技术中的一项核心技术,由数控机床组成的柔性化制造系统是改造传统机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础装备,它的发展一直备受制造业的关注,其设计、制造和应用的水平在某种程度上代表了一个国家的制造业水平和竞争力。近年来,国内机床设备和技术的发展在市场需求旺盛的情况下,设备以满足市场和用户需求为主,在高性能加工的设备和技术上并没有进行很好的研究和技术储备,在市场趋于平稳的时期,我国的机床工业势必会更加缺乏竞争力。因此,国家将数控机床作为重点支持的产业项目,在发展规划中明确了发展高速、高精度数控加工设备作为主要的支持发展方向,将提升装备水平和核心技术放在重要的位置。

“机床是装备制造业的工作母机,实现装备制造业的现代化,取决于我国的机床发展水平。振兴装备制造业,首先要振兴机床工业,要大力发展国产数控机床”。振兴装备制造业,机床工业需先行,这是一条经济发展的客观规律。在国民经济快速发展的拉动和国家产业政策的正确引导下,中国机床工业行业发展迅速,产销两旺,行业综合水平落后的面貌得到改变。进入21世纪以来,随着我国国民经济实力的快速增长,我国制造业在国际上的地位日益提高。目前,我国正处在工业化的中期阶段,制造业仍然是国民经济的主体和支柱。但从总体上看,我国制造业与先进国家的差距还比较明显。有人坦言:“无论今后科学技术怎样进步,发展先进的制造业将是人类社会永恒的主题,制造业也将永远是人类社会的‘首席产业’。”在当今世界上,高度发达的制造业和先进的制造技术已经成为衡量一个国家综合经济实力和科技水平的最重要标志。制造业最重要的基础是装备制造业。现在我国已是制造业大国,但并不是制造业强国。目前我国的装备制造业水平有限,以至于不能很好地满足现代化机械生产的需要。而现代制造业发展的主要方向体现在信息化制造方面,其中自动化、智能化制造则是装备制造业中的主导技术,这对于高速、高精度、低消耗的产品制造来说尤为重要。

数控机床是近展起来的具有广阔发展前景的新型自动化机床,是高度机电一体化的产品。随着科学技术的发展,机械产品的结构越来越合理,其性能精度和效率日趋提高,因此对加工机械产品零部件生产设备――机床也相应提出了高性能高精度与高自动化的要求。大批量的产品,如汽车拖拉机与家用电器的零件,以及航空航天、内燃机、军工、汽车、船舶等行业需要的重要加工设备,尤其是高刚性、高精度、高稳定性、高复合型的精密数控卧式铣镗床更是航天和军工企业急需的关键设备。

“十一五”期间,国家对装备制造业提出要求:变“制造大国”成为“制造强国”,调整产业结构,重点开发高档数控机床,提升行业水平。自主开发高速精密卧式机床,研究其相关的设计和制造技术并取得突破,对国家在高端装备领域拥有自主知识产权和核心竞争力,将起到至关重要的影响。随着工业技术的发展,各行各业对高速数控机床的需求也越来越多。2010年9月8日国务院召开常务会议审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,高端装备制造、节能环保、新一代信息技术、生物、新能源、新材料和新能源汽车七个产业作为重点领域将集中力量加快推进,国家将加强财税金融等政策扶持力度。国务院发展研究中心产业部部长冯飞预计,未来十年将是战略性新兴产业蓬勃发展的十年,到2020年,战略性新兴产业占工业增加值比重可望达到20%以上。机床工业由于技术含量和工艺要求极高,属于技术和资本密集型产业,行业壁垒很高,无论在国内还是全球范围,行业格局变化都比较缓慢。机床本属于机械行业,而机械行业与下游行业固定资产投资密切相关。下游行业每年固定资产投资中,约60%用于购买机械产品。设备工器具购置在固定资产投资中的比例保持在20%左右,并长期保持稳定。因此在机床行业下游产业中,固定资产投资的主要部分都是用来购买装备制造工具――机床。通过统计发现,机床下游行业固定资产投资增速远快于全社会平均增速水平。数控机床的需求来自于下游的机械行业固定资产投资,2011年汽车及零部件、航空航天设备、高速列车、军工、电子信息、电力设备、船舶、工程机械、模具等高端装备业崛起,行业产能高速扩张,继续带动数控机床消费的高速增长。罗百辉表示,2011年高端装备自主创新势头将更为强劲,继续带动机械工业15%以上的增速。目前我国正处于重化工业化时期,这是超脱于经济短期波动、在近几十年里对中国经济产生巨大影响的因素,对我国机械工业的发展也起着促进作用。它与长期向好的中国宏观经济一样,成为机械工业近30年来持续快速发展的最好注解。所谓重化工业化时期,也就是工业化的中期,即从解决短缺为主的开放逐步向建设经济强国转变,煤炭、汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、化工等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲,构成了对机床市场尤其是数控机床的巨大需求。中国已经超过德国,成为世界第一大机床市场。数控机床已成为机床消费的主流。预计2015年数控机床消费将超过60亿美元,台数将超过10万台。数控系统的发展趋势是:①平台数字化。②运行高速化。③加工高精化。④功能复合化。⑤控制智能化。⑥伺服驱动高性能控制。中高档数控机床的比例会大幅增加,经济型数控机床的比例不会有太大变化,而非数控的普通机床的需求将会大幅度减少。

参考文献:

[1]张江华.TK7640数控铣镗床的运动误差分析及其补偿(硕士论文),2007.

[2]畅越星.数控落地铣镗床主轴箱动力学分析与结构设计研究(硕士论文),2007.

[3]李军华,数控机床主传动齿轮综合啮合刚度研究(硕士论文),2007.

[4]张利平主编.液压气动技术速查手册.北京,化学工业出版社,2006.

[5]姚银歌.大型数控落地铣镗床CAE与主轴箱优化设计研究及应用(硕士论文),2010.

[6]姜华.高速精密卧式加工中心开发的关键技术研究(博士论文),2007.

数控机床产品市场趋势范文第4篇

关键词:数控技术 发展趋势

马克思曾经说过"各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,用什么劳动资料生产"。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术;(6)软件技术等。

1 数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面[1~3]。

1.1高速、高精加工技术及装备的新趋势

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一,国际生产工程学会(CIRP)将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。

当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。

1.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机,如在EMO2001展中,日本山崎马扎克(Mazak)公司展出的"CyberProduction Center"(智能生产控制中心,简称CPC);日本大隈(Okuma)机床公司展出"IT plaza"(信息技术广场,简称IT广场);德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment(开放制造环境,简称OME)等,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

2 对我国数控技术及其产业发展的基本估计

纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看取得了以下成绩。

a.奠定了数控技术发展的基础,基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术,其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础,部分技术已商品化、产业化。

b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上,建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。

c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。

虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步,但我们也要清醒地认识到,我国高端数控技术的研究开发,尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。

2.1 战略考虑

我国是制造大国,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移,即要掌握先进制造核心技术,否则在新一轮国际产业结构调整中,我国制造业将进一步"空芯"。我们以资源、环境、市场为代价,交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际"加工中心"和"组装中心",而非掌握核心技术的制造中心的地位,这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。

我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题,首先从社会安全看,因为制造业是我国就业人口最多的行业,制造业发展不仅可提高人民的生活水平,而且还可缓解我国就业的压力,保障社会的稳定;其次从国防安全看,西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质,对我国实现禁运和限制,"东芝事件"和"考克斯报告"就是最好的例证。

2.2 发展策略

从我国基本国情的角度出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,用系统的方法,选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容,实现制造装备业的跨跃式发展。

强调市场需求为导向,即以数控终端产品为主,以整机(如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等)带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件(数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等)的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品;没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品;当然,没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。

在高精尖装备研发方面,要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合,以"做得出、用得上、卖得掉"为目标,按国家意志实施攻关,以解决国家之急需。

参考文献:

[1]中国机床工具工业协会 行业发展部.CIMT2001巡礼[J].世界制造技术与装备市场,2001(3):18-20.

[2]梁训王宣 ,周延佑.机床技术发展的新动向[J].世界制造技术与装备市场,2001(3):21-28.

[3]中国机床工具工业协会 数控系统分会.CIMT2001巡礼[J].世界制造技术与装备市场,2001(5):13-17.

数控机床产品市场趋势范文第5篇

关键词:数控机床;数控技术;发展趋势;概况

0 引言

数控技术是每个国家先进制造业发展水平的重要标志,国家综合国力的提高和国防工业的现代化所必不可少的重要基础。美国、日本和德国等发达国家的数控机床和技术都处于世界先进行列, 如日本山崎马扎克公司开发出了2种可使用长镗杆切削工件的复合加工机床。德国德马吉(DMG)公司生产的CTX 310 ECO通用车床其主轴驱动在无级可调情况下,转速可达5000r/min,输出功率为ll千瓦 。

而我国数控技术发展比较晚,起步比较慢。在20世纪50年代末,经历了封闭式开发阶段。在“六五”、“七五”间,通过吸收和引进相结合,于“八五”期间建立国产体系。“九五”期间实现了产业化阶段,组建了数控研发,数控生产基地,初步掌握了数控发展的技术,同时培养一批数控专业技术人才,初步形成了国产数控产业规模,开拓了国产数控产业市场。如图1所示为我国数控机床产业销售情况分布图。其规模较大生产公司有华中数控、广州数控和航天数控等具有经济性和普及型的数控系统及机床产品。经过50多年的大力发展,其产品和性能大幅度提高,并逐渐在市场上站稳脚跟。但高端技术产品含量比较低,与国外数控系统差距比较大,对我国数控产业的发展还达不到主导和支撑作用。绝大部分高端数控产品主要依赖进口,如表1所示是近年来我国数控机床进出口变化对比表。因此大力发展国产数控产业对我国经济的发展、国防的进步和综合国力水平的提高具有极为重要的作用。

1 数控机床与技术简介

1.1 数控机床的结构组成

数字控制(Numerical Control )是一种借助数字、字符或其它符号对某一加工过程进行可编程控制的自动化方法。而数控技术(Numerical Control Technology)就是采用数字控制的方法对加工过程实现自动控制的技术。再将数控技术应用到机床上就演化为现在的数控机床。标准型的数控机床通常由数控机床控制系统和机床本体这两大部分组成,如图2所示。

1.2 数控机床及技术分类

1)按控制系统特点分,主要包括点位控制、直线控制和轮廓控制数控机床。其中,点位控制数控机床只要控制移动部件的终点位置,对运动轨迹不作要求;直线控制数控机床不仅控制两点间准确位置,还要控制其移动速度和轨迹;轮廓控制数控机床能够同时控制两轴以上的轴,并具有插补功能,同时对运动的起、终点,速度和轨迹进行精确控制来加工任意形状的曲线和曲面。

2)按执行机构的控制方式分,主要包括开环、半闭环和闭环数控机床。其中,开环数控机床无位置反馈系统,加工精度低;半闭环数控机床带有位置反馈系统,并安装在滚珠丝杠或电机轴上,加工精度较高;闭环数控机床不仅带有位置反馈系统,而且将其安装在运动部件上,加工精度最高。

3)按工艺用途分,主要包括金属切削类、金属成形类和特种加工数控机床及其他类型数控机床。其中,金属切削类数控机床应用最为广泛,种类最多;金属成形类数控机床最近几年发展较快。

4)按数控机床的性能分,主要有高、中、低档三种数控机床。

1.3 数控机床及技术特点

数控机床作为一种先进的自动化机床,不仅具有较高的自动化程度,而且还具有广泛的通用性,综合运用了计算机技术、微电子技术、自动控制技术、机械结构和精密测量等最新成就和技术,广泛应用于机械加工制造、国防军工产品生产、航空航天、交通运输等领域,其主要特点如下:

1)加工精度高,加工质量稳定、可靠性高;

2)加工过程无需人工干预,降低了工人的劳动强度;

3)当零件发生改变时,只需改变数控程序,即可继续加工,节省生产准备时间,提高生产率;

4)能实现多坐标的联动加工,能加工各种形状复杂的零件,加工范围广;

5)适应性强,适合加工单件和小批量复杂工件;

6)有利于实现机械加工的现代化管理。

2 数控机床及技术的发展概况

数控机床产业是国民经济发展的支柱产业,中国是世界制造大国,但不是制造强国。创新能力不强,基础薄弱,主要以低端产品为主,而制造业的发展主要依赖于机床业的发展。为此,国家于2005年制定了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,同时将“高档数控机床与基础制造装备”确立为16个科技重大专项之一。通过国家计划支持,在数控关键技术方面取得较大突破,主要表现在如下几个方面:

1)关键部件的技术水平和质量逐步提高,功能日趋完善,部分零部件的性能指标逐步达到国际先进水平。开发出了高速主轴控制单元、重载导轨、数控回转工作台、A/C轴数控铣头、机械手和刀库装置和数字化量仪等部件和样机,并实现小批量生产规模。

2)中高档数控系统的研发取得了一定的成果。通过自主研发与国外合作,在中档数控系统研发上取得很大进展。解决了远程数据传输和坐标联动的关键难题,相继又开发了伺服驱动系统,形成了系列化和标准化生产。

3)中高档数控机床研发有了较大的突破,在复合加工、五轴联动、高速加工和数字设计等方面取得了重大进展。

但与国外先进发达国家相比,差距还很大,还有很长的路要走,其不足主要有以下几点:

1)自主创新能力还不足,创新成分少,吸收和消化能力差。就目前情况来看,我国只是停留在掌握已有国外的先进技术上和提高国产化率上,没有形成自主研发和自主创新能力。要改变这种局面,不仅借助国外的先进技术作引导,还必须增强消化吸收能力,否则会更加依赖于国外技术。

2)功能部件发展滞后。由于数控机床是由若干功能部件在立柱和床身上进行组装而成。其整体和功能部件之间是相互依赖,相互发展的,这些功能部件的发展也在一定程度上限制了数控机床的发展。

3)产品的稳定性、可靠性不高。进口机床的平均无故障时间约为10,000小时以上,国产为3000-6000小时左右。这种差距在一定程度上影响了国产机床在市场上的占有率。

4)网络化水平和技术较低。目前应用较多的还是NC传输、串口通讯技术和纸带阅读器,而远程故障排除、集成化和网络化水平有限。

5)产品可靠性、服务水平和产品质量等方面不强。国产机床的交货期、服务和质量等方面与国外的著名品牌差距较大,其数控系统的平均无故障时间差距也很大。另外,服务体系不完善,快速反应能力和成套技术服务满足不了现在的多元化市场要求。

6)高档数控机床的需求量较大。尤其对高端数控机床的需求量较大,每年大约有60%的固定资产用于购买机床。在“十二五”期间,随着汽车、高铁、航天工业、工程机械等行业投资增速、产业结构调整,对中高端数控机床需求量将继续增大。据分析,到2020年低中高档数控机床之比将达到20:60:20,中高档数控机床年需求量在12万台左右。

7)体系结构不够完善和开放。用户接口不够完善,少数开放功能的产品,只停留在试验和试制阶段。

8)创新环境不完善。我国还未形成有利于企业创新的竞争环境,创新动力和创新意识不强。

3 数控机床及技术的发展趋势

数控技术不仅对传统的制造业带来了巨大的变革,而且成为工业化的象征。随着数控技术的发展和应用领域的逐渐扩大,对国际民生的重要行业产生了极为重要的作用。从目前世界上数控技术及装备的发展趋势来看,主要体现在以下几个方面:

3.1 高精度化、高速化、高效性、高可靠性

世界各工业国家从精密到超精密加工,从微米级到亚微米级,再到纳米级发展,以适应现代科技的发展。通过高速化缩短切削时间,来提高生产率,实现高效发展。高的可靠性可以大大降低机床故障率,提高机床寿命。

3.2 开放式、智能化、网络化

开放式数控系统能在一个统一平台上,面向厂家和用户,通过增加、剪切和改变结构对象,实现产品的系列化。智能化主要是对产品质量、驱动性能、编程、人机对话、智能控制、智能诊断等方面实现智能化。网络化是近年来的一大亮点,这一目标的实现可极大满足制造系统和制造企业对信息集成的需求,实现虚拟制造和敏捷制造等。

3.3 五轴联动加工和复合快速加工

采用五轴联动可实现对三维曲面零件的加工,效率高、加工质量好。但价格较高,编程难度较大,从而限制了五轴联动机床的发展。由于当前电主轴的快速发展,使五轴联动的复合主轴头结构大为简化,制造难度和成本降低,促进了五轴联动机床和复合加工机床的迅速发展。我国复合加工机床刚刚起步、国内首台复合加工机床是由沈阳机床集团与德国MAX-MULLER公司合作生产的车铣复合中心。

3.4 环保化

随着环境保护意识的增强,环保的要求也越来越高。不仅在制造过程中不污染环境,在使用中也不产生二次污染。在这种环境下,装备制造领域对机床提出了无液、无冷却液、无气味的环保要求。欧洲已有10%-15%的加工实行了干切削或准干切削,如德国HUELLER的高速加工中心均采用了干切削技术;美国HARDING的QUEST系列车床;日本原洲公司加工中心采用了液氮冷却技术;日本富士公司的数控车床采用了冷风冷却技术。

3.5 新技术规范和标准的建立

开放式数控系统有更好的适应性、扩展性、通用性和柔性。美国、欧共体和日本等国纷纷开始对开放式体系结构的数控系统新技术规范的研究和制定,这预示着数控技术的又一个新的变革时期的到来。我国在2000年也开始对中国的ONC数控系统的规范进行研究和制定。

4 结束语

我国是制造和生产大国,在世界产业转移中尽量接受前端而不是后端的转移。一方面,要努力掌握世界先进制造核心技术,缩短与先进国家之间的差距。重视数控人才的培养,加大对数控高端科技领域的拓展,加大经济的投入,实现由制造大国到制造强国的转变。另一方面,制造业还是我国就业人口最多的行业,可缓解当前就业的压力,提高人民的生活水平,保障社会的稳定。

参考文献:

[1] 林宝,单国栋.我国数控机床市场发展现状和趋势[J].东方企业文化,2010(9):121.

[2] 张玲. 数控加工编程[M]. 南京:南京大学出版社,2012.1.

[3] 胡俊,王宇晗,吴祖育等.数控技术的现状和发展趋势[J].机械工程师,2000(3):5-7.