1 定義
A.產(chǎn)品定義
A1.行業(yè)產(chǎn)品定義
    機床定義：機床是對金屬或其他材料的坯料或工件進行加工，使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機器。機床是制造機器的機器，也是能制造機床本身的機器，這是機床區(qū)別于其他機器的主要特點，故機床又稱為工作母機或工具機。

A2.自動化產(chǎn)品定義
    CNC系統(tǒng)：是用一個存儲程序的計算機，按照存儲在計算機內(nèi)的讀寫存儲器中的控制程序去執(zhí)行數(shù)控裝置的一部分或全部功能，在計算機之外的唯一裝置是接口。

    HMI：生產(chǎn)中對設(shè)備進行數(shù)據(jù)存取、參數(shù)修改、操作監(jiān)控的人機對話工具。

    PLC：可編程控制器（PLC），根據(jù)I/O規(guī)模的不同，小型PLC(I/O<256)、中型PLC(2561024)。

    伺服系統(tǒng)：使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動控制系統(tǒng)。

    電機：指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。

    低壓電器：是一種能根據(jù)外界的信號和要求，手動或自動地接通、斷開電路，以實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調(diào)節(jié)的元件或設(shè)備。

B.地域定義
    調(diào)研區(qū)僅限于中國大陸地區(qū)，不包含臺灣、香港和澳門地區(qū)。該報告中所定義的市場只針對大陸地區(qū)用戶，并在大陸地區(qū)實現(xiàn)銷售收入的市場，包含出口設(shè)備上使用的產(chǎn)品及在大陸地區(qū)采購零部件，不包含隨國外設(shè)備一起引進的產(chǎn)品形成的市場。

C.行業(yè)定義
    根據(jù)國統(tǒng)局的定義，機床行業(yè)包括機床，數(shù)控機床，特種加工機床，鍛壓機床等。我們根據(jù)機床的用途不同將機床分為特種加工機床，鍛壓機床。本報告的研究范圍，包括對機床的市場研究和自動化產(chǎn)品在機床上的應(yīng)用和市場研究。

D.時間定義
    報告中所有數(shù)據(jù)基于自然年，即2013年1月1日—2013年12月31日。對于一些國外的供應(yīng)商，財政年度和自然年不相符的，我們將數(shù)據(jù)調(diào)整為自然年的數(shù)據(jù)，并將市場數(shù)據(jù)拆分到四個季度當中。

2 機床行業(yè)概述
A.機床的分類
    機床的分類形式多種多樣，可以按工件大小和機床重量、加工精度、自動化程度、控制方式分類，又可以按機床的適用范圍、加工方式或加工對象分類，這里采用的分類方式最為常用，如下：
（1）普通機床：包括普通車床、鉆床、鏜床、銑床、刨插床等。

（2）精密機床：包括磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床和其他各種精密機床。 　　

（3）高精度機床：包括坐標鏜床、齒輪磨床、螺紋磨床、高精度滾齒機、高精度刻線機和其他高精度機床等。

（4）數(shù)控機床：數(shù)控機床是數(shù)字控制機床的簡稱，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，從而使機床動作并加工零件。

B.常用機床的基本機構(gòu)
B1.普通車床
    普通車床：常用于加工工件的內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面、端面和各種內(nèi)外螺紋，采用相應(yīng)的刀具和附件，還可進行鉆孔、擴孔、攻絲和滾花等。其基本結(jié)構(gòu)包括變速箱，主軸箱，掛輪箱，進給箱，溜板箱，刀架，尾座等，如圖1所示。

（1）變速箱變速箱用來改變主軸的轉(zhuǎn)速。主要由傳動軸和變速齒輪組成。通過操縱變速箱和主軸箱外面的變速手柄棗改變齒輪或離合器的位置，可使主軸獲得12種不同的速度。主軸的反轉(zhuǎn)是通過電動機的反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。

（2）主軸箱 主軸箱用來支承主軸，并使其作各種速度旋轉(zhuǎn)運動；主軸是空心的，便于穿過長的工件；在主軸的前端可以利用錐孔安裝頂尖，也可利用主軸前端圓錐面安裝卡盤和撥盤，以便裝夾工件。

（3）掛輪箱 掛輪箱用來搭配不同齒數(shù)的齒輪，以獲得不同的進給量。主要用于車削不同種類的螺紋。

（4）進給箱 進給箱用來改變進給量。主軸經(jīng)掛輪箱傳入進給箱的運動，通過移動變速手柄來改變進給箱中滑動齒輪的嚙合位置，便可使光桿或絲桿獲得不同的轉(zhuǎn)速。

（5）溜板箱 溜板箱用來使光杠和絲杠的轉(zhuǎn)動改變?yōu)榈都艿淖詣舆M給運動。光杠用于一般的車削，絲杠只用于車螺紋。溜板箱中設(shè)有互鎖機構(gòu)，使兩者不能同時使用。

（6）刀架 刀架用來夾持車刀并使其作縱向、橫向或斜向進給運動。

（7）尾座 尾座用于安裝后頂尖以支持工件，或安裝鉆頭、鉸刀等刀具進行孔加工。尾座的結(jié)構(gòu)如圖3所示，它主要由套筒、尾座體、底座等幾部分組成。轉(zhuǎn)動手輪，可調(diào)整套筒伸縮一定距離，并且尾座還可沿床身導(dǎo)軌推移至所需位置，以適應(yīng)不同工件加工的要求。

（8）床身 固定在床腿上，床身是車床的基本支承件，床身的功用是支承各主要部件并使它們在工作時保持準確的相對位置。

（9）絲杠 絲杠能帶動大拖板作縱向移動，用來車削螺紋。絲杠是車床中主要精密件之一，一般不用絲杠自動進給，以便長期保持絲杠的精度。

（10）光杠 光杠用于機動進給時傳遞運動。通過光杠可把進給箱的運動傳遞給溜板箱，使刀架作縱向或橫向進給運動。

（11）操縱桿 操縱桿是車床的控制機構(gòu)，在操縱桿左端和拖板箱右側(cè)各裝有一個手柄，操作工人可以很方便地操縱手柄以控制車床主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停車。

B2.數(shù)控機床
    數(shù)控機床：數(shù)控機床較普通機床的不同之處在于它的控制系統(tǒng)—CNC系統(tǒng)。由程序編制及程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置、驅(qū)動裝置和位置檢測裝置、輔助控制裝置、機床本體。

（1）程序編制及程序載體  數(shù)控程序是數(shù)控機床自動加工零件的工作指令。在對加工零件進行工藝分析的基礎(chǔ)上，確定零件坐標系在機床坐標系上的相對位置，即零件在機床上的安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參數(shù)；零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數(shù)以及輔助裝置的動作等。得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數(shù)等加工信息后，用由文字、數(shù)字和符號組成的標準數(shù)控代碼，按規(guī)定的方法和格式，編制零件加工的數(shù)控程序單。編制程序的工作可由人工進行；對于形狀復(fù)雜的零件，則要在專用的編程機或通用計算機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設(shè)計。

（2）輸入裝置  輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數(shù)控代碼傳遞并存入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。根據(jù)控制存儲介質(zhì)的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅(qū)動器等。數(shù)控機床加工程序也可通過鍵盤用手工方式直接輸入數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控加工程序還可由編程計算機用RS232C或采用網(wǎng)絡(luò)通信方式傳送到數(shù)控系統(tǒng)中。

（3）數(shù)控裝置  數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心。數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟件進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制機床各部分的工作，使其進行規(guī)定的有序運動和動作。

（4）驅(qū)動裝置和位置檢測裝置  驅(qū)動裝置接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，嚴格按照指令信息的要求驅(qū)動機床移動部件，以加工出符合圖樣要求的零件。因此，它的

伺服精度和動態(tài)響應(yīng)性能是影響數(shù)控機床加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一。驅(qū)動裝置包括控制器（含功率放大器）和執(zhí)行機構(gòu)兩大部分。目前大都采用直流或交流伺服電動機作為執(zhí)行機構(gòu)。

（5）輔助控制裝置  輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開關(guān)量指令信號，經(jīng)過編譯、邏輯判別和運動，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動相應(yīng)的電器，帶動機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關(guān)量動作。這些控制包括主軸運動部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟動停止，工件和機床部件的松開、夾緊，分度工作臺轉(zhuǎn)位分度等開關(guān)輔助動作。由于可編程邏輯控制器（PLC）具有響應(yīng)快，性能可靠，易于使用、編程和修改程序并可直接啟動機床開關(guān)等特點，現(xiàn)已廣泛用作數(shù)控機床的輔助控制裝置。

（6）機床本體  數(shù)控機床的機床本體與傳統(tǒng)機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。但數(shù)控機床在整體布局、外觀造型、傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及操作機構(gòu)等方面都已發(fā)生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數(shù)控機床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機床。

3機床行業(yè)自動化產(chǎn)品應(yīng)用介紹
A.機床的自動化產(chǎn)品組成
    在機床行業(yè)，應(yīng)用自動化產(chǎn)品最多、最為廣泛的莫過于數(shù)控機床。數(shù)控機床一般由輸入裝置、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、測量環(huán)節(jié)和機床床體（組成機床本體的各機械部件）組成。數(shù)控機床組成示意圖如下圖所示：

（1）輸入輸出裝置 輸入裝置可將不同加工信息傳遞于計算機。在數(shù)控機床產(chǎn)生的初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現(xiàn)已趨于淘汰；目前，使用鍵盤、磁盤等，大大方便了信息輸入工作。

（2）數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心與主導(dǎo)，完成所有加工數(shù)據(jù)的處理、計算工作，最終實現(xiàn)數(shù)控機床各功能的指揮工作。它包含微計算機的電路，各種接口電路、CRT顯示器等硬件及相應(yīng)的軟件。

（3）可編程控制器 即PLC，它對主軸單元實現(xiàn)控制，將程序中的轉(zhuǎn)速指令進行處理而控制主軸轉(zhuǎn)速；管理刀庫，進行自動刀具交換、選刀方式、刀具累計使用次數(shù)、刀具剩余壽命及刀具刃磨次數(shù)等管理；控制主軸正反轉(zhuǎn)和停止、準停、切削液開關(guān)、卡盤夾緊松開、機械手取送刀等動作；還對機床外部開關(guān)（行程開關(guān)、壓力開關(guān)、溫控開關(guān)等）進行控制；對輸出信號（刀庫、機械手、回轉(zhuǎn)工作臺等）進行控制。

（4）檢測反饋裝置 由檢測元件和相應(yīng)的電路組成，主要是檢測速度和位移，并將信息反饋于數(shù)控裝置，實現(xiàn)閉環(huán)控制以保證數(shù)控機床加工精度。

（5）機床主機 數(shù)控機床的主體，包括床身、主軸、進給傳動機構(gòu)等機械部件。

1.CNC系統(tǒng)在數(shù)控機床中的應(yīng)用
    CNC系統(tǒng)最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是數(shù)控車床，隨著數(shù)控車床產(chǎn)量的增長，對CNC系統(tǒng)的需求量也在不斷上升。CNC作為數(shù)控機床主要控制系統(tǒng)，對機床設(shè)備的影響極為關(guān)鍵。

2.HMI在數(shù)控機床中的應(yīng)用
    為實現(xiàn)數(shù)控機床和CNC加工中心的高度模塊化，采用HMI連接人的指令與機器的執(zhí)行。

3.PLC在數(shù)控機床中的應(yīng)用
    數(shù)控機床中所用的PLC可分為兩類：一類是專為實現(xiàn)數(shù)控機床順序控制而設(shè)計制造的內(nèi)裝型PLC(built-in Type)，另一類是那些輸入輸出技術(shù)規(guī)范，輸入輸出點數(shù)，程序存

    儲容量以及運算和控制功能等均能滿足數(shù)控機床控制要求的獨立型PLC(Stand-alone Type)。

    內(nèi)裝式PLC也稱集成式PLC，采用這種方式的數(shù)控系統(tǒng)，在設(shè)計之初就將NC和PLC結(jié)合起來考慮，NC和PLC之間的信號傳遞是在內(nèi)部總線的基礎(chǔ)上進行的，因而有較高的交換速度和較寬的信息通道。它們可以共用一個CPU也可以是單獨的CPU。這種結(jié)構(gòu)從軟硬件整體上考慮，PLC 和NC 之間沒有多余的導(dǎo)線連接，增加了系統(tǒng)的可靠性，而且NC和PLC之間易實現(xiàn)許多高級功能。PLC 中的信息也能通過CNC 的顯示器顯示, 這種方式對于系統(tǒng)的使用具有較大的優(yōu)勢。高檔次的數(shù)控系統(tǒng)一般都采用這種形式的PLC。

    獨立式PLC也稱外裝式PLC，它獨立于NC裝置，具有獨立完成控制功能的PLC。采用這種應(yīng)用方式，可根據(jù)用戶自己的特點，選用不同專業(yè)PLC廠商的產(chǎn)品，并且可以更為方便的對控制規(guī)模進行調(diào)整。

4.伺服系統(tǒng)在數(shù)控機床中的應(yīng)用
    伺服系統(tǒng)是以機械運動的驅(qū)動設(shè)備—電機為控制對象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機構(gòu)的電氣傳動控制系統(tǒng)。這類系統(tǒng)控制電機的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，將電能轉(zhuǎn)換為機械能，實現(xiàn)運動機械的運動要求。具體在數(shù)控機床中，伺服系統(tǒng)接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的位移、速度指令，經(jīng)變換、放大與調(diào)整后，由電機和機械傳動機構(gòu)驅(qū)動機床坐標軸、主軸帶動工作臺及刀架，通過軸的聯(lián)動使刀具相對工件產(chǎn)生各種復(fù)雜的機械運動，從而加工出用戶所需的工件。

5.電機在數(shù)控機床中的應(yīng)用
    機床在設(shè)計中采用直線電機驅(qū)動，對減輕運動部件質(zhì)量、加強機床剛性、解決高速高加速運動下的抗沖擊性、直線電機的防護，以及控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)與電機的匹配和優(yōu)化調(diào)試等方面做了 突出的貢獻。

6.低壓電器在數(shù)控機床中的應(yīng)用
    低壓電器在各種電控設(shè)備中都有廣泛應(yīng)用，數(shù)控機床中的低壓電器種類也相對較多，如低壓斷路器、熔斷保護器、開關(guān)等部件。

4機床行業(yè)市場分析
A.機床行業(yè)整體市場
    國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2013年機床行業(yè)整體保持穩(wěn)定，機床工具行業(yè)、金切機床行業(yè)、成型機床行業(yè)運行情況如下：

⑴機床工具行業(yè)
    機床工具行業(yè)累計實現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入同比增長13.7%。機床工具行業(yè)實現(xiàn)利潤同比增長8.8%。本期累計固定資產(chǎn)投資完成額同比增長21.2%。

⑵金切機床行業(yè)
    金切機床行業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入同比增長0.8%。金切機床行業(yè)實現(xiàn)利潤同比減少9.9億元，增長-23.1%。金切機床產(chǎn)量同比增長-1.5%，其中數(shù)控機床產(chǎn)量同比增長2.4%。

⑶成形機床行業(yè)
    成形機床行業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入同比增長16.1%。成形機床行業(yè)實現(xiàn)利潤同比增長10.5%。成形機床產(chǎn)量比同期增長0.1%。

    2013年機床工具累計進出口額同比下降12.9%；其中出口額同比增長3.2%；進口額同比下降20.2%。進出口逆差同比下降40.1%。

B.機床市場的未來發(fā)展預(yù)測
    2012年下半年開始，機床行業(yè)出現(xiàn)急速下滑的局面，主要因為重點行業(yè)投資減速，對大型設(shè)備的需求量減少，加上2011年以前機床行業(yè)急速擴張，產(chǎn)能過剩非常嚴重。

    2013年機床行業(yè)延續(xù)2012年以來的頹勢，整體下滑20%左右，相應(yīng)的也影響機床行業(yè)相關(guān)產(chǎn)品的市場規(guī)模出現(xiàn)下滑局面。

    我國經(jīng)濟將由高速增長向適度平穩(wěn)增長過渡，總體處于階段性調(diào)整中，機床行業(yè)市場前景仍然不容樂觀，預(yù)計較2014年將會繼續(xù)下滑，但下滑速度將會減緩。

不樂觀原因主要有四：
    一、固定資產(chǎn)投資對機床工具行業(yè)的拉動力度仍然不足。房地產(chǎn)調(diào)控政策影響機械行業(yè)乃至機床工具行業(yè)的回升。與機床工具行業(yè)密切相關(guān)的裝備制造業(yè)和有關(guān)行業(yè)需求仍不夠強勁。裝備制造業(yè)投資意向減弱；

    二、結(jié)構(gòu)調(diào)整進展緩慢，企業(yè)經(jīng)營困難。企業(yè)資金占用現(xiàn)象突出。社會流動資金緊張，企業(yè)應(yīng)收賬款增加，嚴重影響正常運營。機床工具行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，低端產(chǎn)品生產(chǎn)能力過剩，導(dǎo)致企業(yè)庫存、社會庫存增加。去庫存、去產(chǎn)能將導(dǎo)致機床工具行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值等經(jīng)濟指標，在一定時期內(nèi)還將呈現(xiàn)低速或負增長的狀態(tài)；

    三、外需增長的不確定因素依然存在。全球經(jīng)濟復(fù)蘇依然脆弱。2012年末，世界經(jīng)濟形勢有所好轉(zhuǎn)，但歐債危機等因素可能導(dǎo)致全球經(jīng)濟再度陷入衰退的風(fēng)險；

    四、傳統(tǒng)工業(yè)品出口競爭優(yōu)勢削弱。近年來，我國用工成本快速上漲。與東南亞國家相比，我國勞動力成本偏高，導(dǎo)致近期部分勞動密集型產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)向周邊國家轉(zhuǎn)移勢頭。這預(yù)示著未來一段時間內(nèi)，我國出口形勢依然嚴峻，不確定因素依然存在。                                             

C.中國機床市場主要廠商市場份額
    2013年主要機床廠商都有不同幅度的下滑，具體情況如下：

    沈陽機床：全年低端產(chǎn)品下滑嚴重，高端（龍門、落地鏜床等）則保持穩(wěn)定，在軍工等行業(yè)有所收獲，下半年情況好于上半年。

    昆明機床：昆機全年下滑比較厲害，優(yōu)勢領(lǐng)域（工程機械、風(fēng)電、水電行業(yè)）沒有起色，降價促銷效果不大。

    大連機床：全年大連機床形勢慘淡，低端床子需求大幅下滑，降價促銷，改善付款條件，也仍然沒有起色。

    秦川發(fā)展：秦川發(fā)展在4月份的展會收獲較多，下半年也保持穩(wěn)定，全年訂單較去年基本持平；目前秦川銷售政策有所調(diào)整，正在逐步壓縮代理商，直接走客戶簽單。

    武漢重型：4-6月下滑嚴重，7月份1億的軍工訂單對全年業(yè)績拉動明顯，下半年情況穩(wěn)定。

    北一機床：上半年情況尚好，下半年自9月人事調(diào)整之后，情況不樂觀，前年下滑較大；另外日元貶值，日本進口機床對北一亦有沖擊。

    寧波海天：海天定位高端，專注做大型床子；13年情況尚可，下半年情況較上半年明朗。

    南通科技：南通科技全年業(yè)績波動較大，4月份和11月份是兩個小高峰；其他月份則業(yè)績一般；全年有一定的下滑。

供稿/德佳咨詢（www.delkaconsulting.com）