1 引言
過去幾年，我國機床行業處于一個高速增長的時期，到2007年止，機床工具行業保持了連續8年的快速增長，各項主要經濟指標以國內生產總值（GDP）增速的2-3倍速度增長，行業規模和整體實力在壯大，企業產能在增加。進入2008年，尤其是下半年開始，受到金融危機的沖擊和影響，機床行業增長速度明顯回落，特別是普通型機床（非數控類）需求下滑較快，銷售及回款出現了持續下滑的態勢，企業庫存增加較為明顯。
為了應對全球金融危機，國家采取了多種政策來擴大內需、保持經濟增長。其中包括加快鐵路、公路和機場等重大基礎設施建設，這對機床行業來說，無疑是一個長期性的利好，但要想在短期內產生明顯作用是不現實的。
在激烈的市場競爭中，在復雜的市場環境下，機床廠商如何突圍？自動化產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查，獲取了大量真實有效的一手數據，從而全面、準確、深入解讀中國機床及其子行業中應用的自動化產品的市場規模、市場份額、應用特點、發展趨勢等，尤其是對機床中應用的數控系統的情況進行了細致深入的分析。本報告結合當前經濟情況，展望機床行業未來的發展，據此提出自動化產品的發展機會，以期為關注機床行業及其中自動化產品應用情況的相關企業和人員提供參考。
2 項目背景
過去幾年，我國機床行業處于一個高速增長的時期，到2007年止，機床工具行業保持了連續8年的快速增長，各項主要經濟指標以國內生產總值（GDP）增速的2-3倍速度增長，行業規模和整體實力在壯大，企業產能在增加。
根據國家統計局的數據，2007年，機床工具工業總產值2747.7億元，同比增長35.5％；完成固定資產投資額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，機床行業增長速度明顯回落，特別是普通型機床（非數控類）需求下滑較快，銷售及回款出現了持續下滑的態勢。企業庫存增加較為明顯，企業的財務費用支出加大。國內目前靠出口及固定資產投資拉動單一的經濟增長方式已經無法保證經濟的可持續發展。
為了應對全球金融危機，國家采取了多種政策來擴大內需、保持經濟增長。其中包括加快鐵路、公路和機場等重大基礎設施建設。這對機床行業來說，無疑是一個長期性的利好，但要想在短期內產生明顯作用是不現實的。
根據中國自動化網的調查，目前用戶對整個市場前景持有一種觀望態度，對購買行為保持著謹慎的心理，雖然普遍對機床行業未來走勢保持樂觀，但預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 變頻器在機床行業中的應用
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，要求機床執行部件具有不同的運動速度，因此機床的主運動應能進行調速，機床用戶對變頻器產品的調速作用更為關注。
主軸是車床構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，提升加工質量都有著很重要的作用，變頻器主要應用于主軸調速系統。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品，二是要設計在超速運轉以提高低速轉矩。
3.1變頻器在機床應用的優點
目前由于變頻器的高性價比，所以變頻器在經濟型數控機床和普通機床的數控化改造中使用非常普遍。其主要優點在于：
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幾個端子進行全范圍的控制。變頻器內部有完善的保護措施，勿需在其外圍線路中設計各種保護電路。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。因此，可以比原直流調速系統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；
可以采用標準異步電機。采用籠型異步電機可以發揮它結構簡單、堅固耐用、運行可靠、維修方便、價格低廉的優勢，避免直流電機定期更換、維護電刷和換向器的問題。
調試方便。變頻器的各種運行參數調試通過智能化鍵盤和顯示器來完成，設置方便、更改靈活、調試時間短。傳統的直流調速系統調試涉及到觸發脈沖相位調整，轉速負反饋調試等多項參數的綜合統調，調試難度大、時間長，且不易達到最優控制。
此外，用變頻器來改變切削速度，選定經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，既經濟又方便，是機械加工行業提高加工質量、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，降低噪音，提高主軸精度，有較強的適應各類產品及各種不同材質加工時所需主軸速度配給的特性。可方便實現數控，且其成本大大低于同類由直流調速組成的數控系統。
經濟型數控車床大多數是不能自動變速的，需要變速時，只能把機床停止，然后手動變速。而全功能數控車床的主傳動系統大多采用無級變速。目前，無級變速系統主要有變頻主軸系統和伺服主軸系統兩種，一般采用直流或交流主軸電機。通過帶傳動帶動主軸旋轉，或通過帶傳動和主軸箱內的減速齒輪（以獲得更大的轉矩）帶動主軸旋轉。由于主軸電機調速范圍廣，又可無級調速，使得主軸箱的結構大為簡化。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變頻器在機床行業中的總體市場情況
根據自動化網的調查，2008年機床行業變頻器的市場總額約為5億元左右。
車床中變頻器的應用規模最多，安川、臺達、富士、三菱等都有較大的市場份額，國產品牌在機床中應用也較多，如匯川在車床中表現都不俗。而磨床、鍛壓行業中對變頻器產品的性能要求較高，國外品牌較多，三菱、富士、西門子、臺達等處于優勢，并且一臺機床需用的變頻器數量也較多，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，并且售后服務完善，近年來市場份額增加較大。
4 機床中自動化產品發展市場趨勢
根據中國自動化網的調查顯示，在回答金融危機對企業造成的影響問題中，基本上是普通機床企業受到的影響比較大，而主攻中高端產品的企業受到的影響相對來說比較小，這就說明提高數控化率，提高機床的檔次，特別是加工精度高或者是超高精度的產品，是解決企業生存發展的重要途徑之一。企業提高數控化產品的比例的任務已經迫在眉睫。
目前國內生產的機床主要是低端產品，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和技術引進的力度，而且很多國外品牌開始到中國建立生產廠或者擴大在華的生產能力。
對比國內和國外的自動化產品，企業認為國內數控系統的穩定性不夠是國產產品最大的弊病，國外的數控系統技術很完善，目前國產產品和國外的技術仍有很大的差距。除去價格因素，國外的產品僅僅在供貨周期上需時較長，其他基本沒什么缺陷。國產數控系統在未來發展上依然任重而道遠。
中國的機床最終用戶主要集中在交通工具制造行業，包括汽車和造船，專業設備制造業如紡機廠和冶金設備制造廠和模具行業。航天航空、汽車和模具工業是近期國內機床市場需求的主體。航天航空工業對機床的需求，主要是高精度、較大規格的數控鏜銑床。汽車工業近期大規模建設項目不多，主要是技術改造。目前主要是將生產中普遍應用的專用機床生產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線，以此來提高生產過程的柔性，適應產品換型快的要求。
高檔數控機床與基礎制造裝備重大科技專項的實施，將為中國機床工業的長遠持續發展奠定基礎。
