五軸聯(lián)動數(shù)控機床應(yīng)用領(lǐng)域 2020數(shù)控機床行業(yè)前景趨勢分析

• 2020年6月28日 WuYaNan來源：中研網(wǎng) 321 13
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五軸聯(lián)動數(shù)控機床是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復(fù)雜曲面的機床，這種機床系統(tǒng)對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。隨著我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展和國防建設(shè)的 需要，對高檔的數(shù)控機床提出了迫切的大量需求

五軸聯(lián)動數(shù)控機床是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復(fù)雜曲面的機床，這種機床系統(tǒng)對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。隨著我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展和國防建設(shè)的 需要，對高檔的數(shù)控機床提出了迫切的大量需求。機床是一個國家制造業(yè)水平的象征。而代表機床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)，從某種意義上說，它反映了一個國家的工業(yè)發(fā)展水平狀況。長期以來，以美國為首的西方工業(yè)發(fā)達國家，一直把五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)作為重要的戰(zhàn)略物資，實行出口許可證制度。

五軸聯(lián)動數(shù)控機床應(yīng)用領(lǐng)域

目前，五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉(zhuǎn)子、汽輪機轉(zhuǎn)子、大型柴油機曲軸等等加工的唯一手段。當前，國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床在品種上已經(jīng)擁有立式、臥式、龍門式和落地式的加工中心，適應(yīng)不同大小尺寸的雜零件加工，加上五軸聯(lián)動銑床和大型鏜銑床以及車銑中心等的開發(fā)，基本涵蓋了國內(nèi)市場的需求。

未來五軸聯(lián)動機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢分析

1、首先是采用直線電機驅(qū)動技術(shù)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，直線電機技術(shù)已經(jīng)非常成熟。直線電機剛開發(fā)出來易受干擾和產(chǎn)熱量大的問題已經(jīng)得到解 決，而直線電機的定位技術(shù)，既在高速移動中快速停止，也有部分機床廠家采用阻尼技術(shù)給予解決。直線電機的優(yōu)點是直線驅(qū)動、無傳動鏈、無磨損、無反向間隙， 所以能達到最佳的定位精度。直線電機具有較高的動態(tài)性，加速度可超過2g。采用直線電機驅(qū)動還具有可靠性高、免維護等特點。

2、其次是采用雙驅(qū)動技術(shù)。對于較寬工作臺或龍門架型式，如果采用中間驅(qū)動，實際無法保證驅(qū)動力在中心，容易造成傾斜，使得動態(tài)性能較差。 使用雙驅(qū)動，雙光柵尺，一個驅(qū)動模塊，就能使動態(tài)性能非常完美。一個驅(qū)動指令，雙驅(qū)同時工作，光柵尺來檢測兩點是否平衡，如果不平衡則通過不同指令使其達 到平衡。當然，五軸聯(lián)動機床技術(shù)的發(fā)展還遠遠不止這些，許多技術(shù)在以后的機床產(chǎn)品中都將會體現(xiàn)出來。

2020中國五軸聯(lián)動數(shù)控機床行業(yè)現(xiàn)狀及市場前景規(guī)模分析

國外五軸聯(lián)動數(shù)控機床是為適應(yīng)多面體和曲面零件加工而出現(xiàn)的。隨著機床復(fù)合化技術(shù)的新發(fā)展，在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上,又很快生產(chǎn)出了能進行銑削加工的車銑中心。五軸聯(lián)動數(shù)控機床的加工效率相當于兩臺三軸機床，有時甚至可以完全省去某些大型自動化生產(chǎn)線的投資,大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元之間的 周轉(zhuǎn)運輸時間及費用。市場的需求推動了我國五軸聯(lián)動數(shù)控機床的發(fā)展，CIMT99 展覽會上國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床第一次登上機床市場的舞臺。自江蘇多棱數(shù)控機床股份有限公司展出第一臺五軸聯(lián)動龍門加工中心以來，北京機電研究院、北京第一機床廠、桂林機床股份有限公司、濟南二機床集團有限公司等企業(yè)也相繼開發(fā)出五軸聯(lián)動數(shù)控機床。

五軸聯(lián)動加工中心有高效率、高精度的特點，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。若配以五軸聯(lián)動的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對復(fù)雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適應(yīng)像汽車零部件、飛機結(jié)構(gòu)件等現(xiàn)代模具的加工。

我國現(xiàn)在能夠生產(chǎn)五軸聯(lián)動立式加工中心的廠家數(shù)量眾多，包括眾多民營機床廠家如(新瑞，海天精工，日進)，但是大部分處于生產(chǎn)機床結(jié)構(gòu)，向國外采購A，C軸和高速主軸的組裝商模式，研發(fā)能力較低下，也未能觸摸到關(guān)鍵技術(shù)和客戶真正的需求，而關(guān)鍵的伺服系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)基本從國外大品牌進行采購(FANUCHEIDENHAIN西門子等等)缺乏對五軸機床的調(diào)整和完善的能力。

國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的廣數(shù)，華中雖然擁有五軸聯(lián)動NC系統(tǒng)，但在穩(wěn)定性，精度上仍然有所欠缺。部分高端數(shù)控機床仍需依靠進口，據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，機床工具行業(yè)2017年進口146.33億美元，同比增長18.2%;金屬加工機床進口8.62萬臺，86.79億美元，同比增長17.75%，其中立式加工中心、龍門式加工中中心、數(shù)控龍門銑床、數(shù)控刃磨機床、數(shù)控電加工機床、金切機床零附件進口大幅度增長。

據(jù)中研研究院《2020-2025年數(shù)控剪切機床市場發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查及供需格局分析預(yù)測報告》顯示

2020年五軸聯(lián)動數(shù)控機床行業(yè)發(fā)展前景趨勢及現(xiàn)狀分析

一、五軸聯(lián)動機床生產(chǎn)區(qū)域分布

目前，我國五軸聯(lián)動機床的生產(chǎn)區(qū)域比較分散，全國各地都有生產(chǎn)五軸聯(lián)動機床的企業(yè)，我國五軸聯(lián)動機床行業(yè)的整體區(qū)域效益并不明顯。

東北地區(qū)：東北地區(qū)是我國的老工業(yè)基地，新中國時期誕生了一大批重型制造企業(yè)，因此，整個東北地區(qū)的機床行業(yè)具備一定的基礎(chǔ)優(yōu)勢，目前，東北地區(qū)生產(chǎn)五軸兩地機床的企業(yè)有：沈陽機床、大連科德、大連三壘等公司;

華北地區(qū)：華北地區(qū)的五軸聯(lián)動機床生產(chǎn)、研發(fā)中心主要集中在北京、陜西兩地，華北地區(qū)的生產(chǎn)五軸兩地機床的企業(yè)有：北一機床、北京精雕等;

華東地區(qū)：華東地區(qū)的五軸兩地機床產(chǎn)業(yè)相對東北地區(qū)較為滯后，華東地區(qū)生產(chǎn)五軸聯(lián)動機床的企業(yè)數(shù)量也較少，較知名的企業(yè)有：蘇州上金、寧波海天等;

華中地區(qū)生產(chǎn)五軸聯(lián)動機床的企業(yè)有華中數(shù)控;西部地區(qū)生產(chǎn)五軸聯(lián)動機床的企業(yè)有青海華鼎、昆明機床等;華南地區(qū)生產(chǎn)五軸聯(lián)動機床的企業(yè)有桂林機床公司。

圖表：我國部分五軸聯(lián)動機床生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品型號

數(shù)據(jù)來源：中研普華

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，各領(lǐng)域?qū)Σ煌馁|(zhì)的零件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多樣性要求也不斷提高，多軸甚至五軸聯(lián)動機床越來越成為必不可少的加工設(shè)備。

經(jīng)過多年的發(fā)展進步，五軸聯(lián)動加工機床不僅在結(jié)構(gòu)形式上不斷豐富，比如從旋轉(zhuǎn)軸看，主要有雙擺頭式、工作臺雙擺轉(zhuǎn)臺式、一擺頭一轉(zhuǎn)臺式等，滿足了各領(lǐng)域復(fù)雜零件的加工需求。

在復(fù)合性、高效性等方面也有了長足的發(fā)展，比如復(fù)合性方面，將車削、磨削、超聲加工、激光加工等加工方式與五軸銑削復(fù)合，不僅滿足了多品種小批量零件的高效加工，而且因不同加工方式的改變和產(chǎn)生，各類材料的零件應(yīng)用更加廣泛，刺激了各行業(yè)新技術(shù)加速更新。比如高效性方面，通過提高運行速度、配置雙主軸或多主軸、配置交換工作臺、單機生產(chǎn)單元、多機生產(chǎn)線等措施提高生產(chǎn)效率。

二、五軸聯(lián)動機床產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)能規(guī)模

目前，五軸機床生產(chǎn)尚未成規(guī)模，供給偏少，2012到2017年，目前我國五軸聯(lián)動機床的產(chǎn)量總共約為600臺左右，主要應(yīng)用于航空航天等高科技方面。

數(shù)控機床是數(shù)字控制機床(Computer numerical control machine tools)的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。

數(shù)控機床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現(xiàn)代機床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。

中研普華研究院數(shù)控剪切機床行業(yè)報告依據(jù)全國及海外多種相關(guān)報紙雜志的基礎(chǔ)信息等公布和提供的大量資料和數(shù)據(jù)，客觀、多角度地對市場進行了分析研究。報告在總結(jié)中國數(shù)控剪切機床行業(yè)發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，結(jié)合新時期的各方面因素，對中國行業(yè)的發(fā)展趨勢給予了細致和審慎的預(yù)測論證。未來數(shù)控動機床行業(yè)將如何發(fā)展?請關(guān)注中研普華研究院報告《2020-2025年數(shù)控剪切機床市場發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查及供需格局分析預(yù)測報告》

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