1 引言
過去幾年，我國機床行業(yè)處于一個高速增長的時期，到2007年止，機床工具行業(yè)保持了連續(xù)8年的快速增長，各項主要經(jīng)濟指標(biāo)以國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）增速的2-3倍速度增長，行業(yè)規(guī)模和整體實力在壯大，企業(yè)產(chǎn)能在增加。進入2008年，尤其是下半年開始，受到金融危機的沖擊和影響，機床行業(yè)增長速度明顯回落，特別是普通型機床（非數(shù)控類）需求下滑較快，銷售及回款出現(xiàn)了持續(xù)下滑的態(tài)勢，企業(yè)庫存增加較為明顯。
為了應(yīng)對全球金融危機，國家采取了多種政策來擴大內(nèi)需、保持經(jīng)濟增長。其中包括加快鐵路、公路和機場等重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這對機床行業(yè)來說，無疑是一個長期性的利好，但要想在短期內(nèi)產(chǎn)生明顯作用是不現(xiàn)實的。
在激烈的市場競爭中，在復(fù)雜的市場環(huán)境下，機床廠商如何突圍？自動化產(chǎn)品廠商如何尋找新的藍海？
本次研究通過大量的深度訪談和問卷調(diào)查，獲取了大量真實有效的一手數(shù)據(jù)，從而全面、準(zhǔn)確、深入解讀中國機床及其子行業(yè)中應(yīng)用的自動化產(chǎn)品的市場規(guī)模、市場份額、應(yīng)用特點、發(fā)展趨勢等，尤其是對機床中應(yīng)用的數(shù)控系統(tǒng)的情況進行了細致深入的分析。本報告結(jié)合當(dāng)前經(jīng)濟情況，展望機床行業(yè)未來的發(fā)展，據(jù)此提出自動化產(chǎn)品的發(fā)展機會，以期為關(guān)注機床行業(yè)及其中自動化產(chǎn)品應(yīng)用情況的相關(guān)企業(yè)和人員提供參考。
2 項目背景
過去幾年，我國機床行業(yè)處于一個高速增長的時期，到2007年止，機床工具行業(yè)保持了連續(xù)8年的快速增長，各項主要經(jīng)濟指標(biāo)以國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）增速的2-3倍速度增長，行業(yè)規(guī)模和整體實力在壯大，企業(yè)產(chǎn)能在增加。
根據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)，2007年，機床工具工業(yè)總產(chǎn)值2747.7億元，同比增長35.5％；完成固定資產(chǎn)投資額539.1億元，同比增長43.8％。進入2008年，尤其是下半年開始，受到金融危機的沖擊和影響，機床行業(yè)增長速度明顯回落，特別是普通型機床（非數(shù)控類）需求下滑較快，銷售及回款出現(xiàn)了持續(xù)下滑的態(tài)勢。企業(yè)庫存增加較為明顯，企業(yè)的財務(wù)費用支出加大。國內(nèi)目前靠出口及固定資產(chǎn)投資拉動單一的經(jīng)濟增長方式已經(jīng)無法保證經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
為了應(yīng)對全球金融危機，國家采取了多種政策來擴大內(nèi)需、保持經(jīng)濟增長。其中包括加快鐵路、公路和機場等重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。這對機床行業(yè)來說，無疑是一個長期性的利好，但要想在短期內(nèi)產(chǎn)生明顯作用是不現(xiàn)實的。
根據(jù)中國自動化網(wǎng)的調(diào)查，目前用戶對整個市場前景持有一種觀望態(tài)度，對購買行為保持著謹慎的心理，雖然普遍對機床行業(yè)未來走勢保持樂觀，但預(yù)計市場形勢真正回暖到07年上半年的水平還需等待2~3年的時間。
3 變頻器在機床行業(yè)中的應(yīng)用
由于機床加工范圍較廣，不同的工件，不同的工序，使用不同的刀具，要求機床執(zhí)行部件具有不同的運動速度，因此機床的主運動應(yīng)能進行調(diào)速，機床用戶對變頻器產(chǎn)品的調(diào)速作用更為關(guān)注。
主軸是車床構(gòu)成中一個重要的部分，對于提高加工效率，擴大加工材料范圍，提升加工質(zhì)量都有著很重要的作用，變頻器主要應(yīng)用于主軸調(diào)速系統(tǒng)。目前對客戶來說變頻器的性價比很高，所以變頻器在車床上使用非常普遍。
通用變頻器要想順利的使用在機床行業(yè)必須有兩個重要考慮：一是選用無速度傳感器矢量控制的產(chǎn)品，二是要設(shè)計在超速運轉(zhuǎn)以提高低速轉(zhuǎn)矩。
3.1變頻器在機床應(yīng)用的優(yōu)點
目前由于變頻器的高性價比，所以變頻器在經(jīng)濟型數(shù)控機床和普通機床的數(shù)控化改造中使用非常普遍。其主要優(yōu)點在于：
首先，簡化控制線路。變頻器的使用極為方便、可通過其外圍的少數(shù)幾個端子進行全范圍的控制。變頻器內(nèi)部有完善的保護措施，勿需在其外圍線路中設(shè)計各種保護電路。由于變頻器的正反向運行是通過控制端子來改變逆變器的輸出相位來實現(xiàn)。因此，可以比原直流調(diào)速系統(tǒng)少兩個大型直流接觸器。采用具有無速度傳感器的矢量控制變頻器后，還可以去掉用作傳速反饋的速度傳感器，使控制線路大為簡化；
可以采用標(biāo)準(zhǔn)異步電機。采用籠型異步電機可以發(fā)揮它結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、運行可靠、維修方便、價格低廉的優(yōu)勢，避免直流電機定期更換、維護電刷和換向器的問題。
調(diào)試方便。變頻器的各種運行參數(shù)調(diào)試通過智能化鍵盤和顯示器來完成，設(shè)置方便、更改靈活、調(diào)試時間短。傳統(tǒng)的直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試涉及到觸發(fā)脈沖相位調(diào)整，轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)試等多項參數(shù)的綜合統(tǒng)調(diào)，調(diào)試難度大、時間長，且不易達到最優(yōu)控制。
此外，用變頻器來改變切削速度，選定經(jīng)濟效益最佳切削速度。速度選擇好之后，用改變皮帶輪直徑和（或）更換電機的方法來改變切削速度，既經(jīng)濟又方便，是機械加工行業(yè)提高加工質(zhì)量、降低加工成本的一種行之有效的方法。
變頻器能減少變速傳動齒輪的對數(shù)，降低噪音，提高主軸精度，有較強的適應(yīng)各類產(chǎn)品及各種不同材質(zhì)加工時所需主軸速度配給的特性?？煞奖銓崿F(xiàn)數(shù)控，且其成本大大低于同類由直流調(diào)速組成的數(shù)控系統(tǒng)。
經(jīng)濟型數(shù)控車床大多數(shù)是不能自動變速的，需要變速時，只能把機床停止，然后手動變速。而全功能數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)大多采用無級變速。目前，無級變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種，一般采用直流或交流主軸電機。通過帶傳動帶動主軸旋轉(zhuǎn)，或通過帶傳動和主軸箱內(nèi)的減速齒輪（以獲得更大的轉(zhuǎn)矩）帶動主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電機調(diào)速范圍廣，又可無級調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡化。目前對客戶來說由于變頻器的高性價比，在車床上使用非常普遍。
3.2變頻器在機床行業(yè)中的總體市場情況
根據(jù)自動化網(wǎng)的調(diào)查，2008年機床行業(yè)變頻器的市場總額約為5億元左右。
車床中變頻器的應(yīng)用規(guī)模最多，安川、臺達、富士、三菱等都有較大的市場份額，國產(chǎn)品牌在機床中應(yīng)用也較多，如匯川在車床中表現(xiàn)都不俗。而磨床、鍛壓行業(yè)中對變頻器產(chǎn)品的性能要求較高，國外品牌較多，三菱、富士、西門子、臺達等處于優(yōu)勢，并且一臺機床需用的變頻器數(shù)量也較多，高的可達4-5臺。
由于三菱變頻器接近伺服的功能，其在機床中的應(yīng)用也較大；臺達由于其功能接近三菱，但價錢便宜許多，性價比較高，并且售后服務(wù)完善，近年來市場份額增加較大。
4 機床中自動化產(chǎn)品發(fā)展市場趨勢
根據(jù)中國自動化網(wǎng)的調(diào)查顯示，在回答金融危機對企業(yè)造成的影響問題中，基本上是普通機床企業(yè)受到的影響比較大，而主攻中高端產(chǎn)品的企業(yè)受到的影響相對來說比較小，這就說明提高數(shù)控化率，提高機床的檔次，特別是加工精度高或者是超高精度的產(chǎn)品，是解決企業(yè)生存發(fā)展的重要途徑之一。企業(yè)提高數(shù)控化產(chǎn)品的比例的任務(wù)已經(jīng)迫在眉睫。
目前國內(nèi)生產(chǎn)的機床主要是低端產(chǎn)品，加工精度比國外水平存在差距，控制水平很低，CNC、PLC、伺服、HMI等的使用率不高。但是隨著市場需求的影響，越來越多的廠家加大了開發(fā)和技術(shù)引進的力度，而且很多國外品牌開始到中國建立生產(chǎn)廠或者擴大在華的生產(chǎn)能力。
對比國內(nèi)和國外的自動化產(chǎn)品，企業(yè)認為國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性不夠是國產(chǎn)產(chǎn)品最大的弊病，國外的數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)很完善，目前國產(chǎn)產(chǎn)品和國外的技術(shù)仍有很大的差距。除去價格因素，國外的產(chǎn)品僅僅在供貨周期上需時較長，其他基本沒什么缺陷。國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在未來發(fā)展上依然任重而道遠。
的機床最終用戶主要集中在交通工具制造行業(yè)，包括和造船，專業(yè)制造業(yè)如紡機廠和冶金設(shè)備制造廠和模具行業(yè)。航天航空、汽車和模具是近期國內(nèi)機床市場需求的主體。航天航空工業(yè)對機床的需求，主要是高精度、較大規(guī)格的數(shù)控鏜銑床。汽車工業(yè)近期大規(guī)模建設(shè)項目不多，主要是改造。目前主要是將中普遍的專用機床生產(chǎn)線改造為具有較高柔性的，以高速加工中心為主的柔性生產(chǎn)線，以此來提高生產(chǎn)過程的柔性，適應(yīng)產(chǎn)品換型快的要求。
高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備重大科技專項的實施，將為中國機床工業(yè)的長遠持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
（轉(zhuǎn)載）
