1 引言
过去几年，我国机床行业处于一个高速增长的时期，到2007年止，机床工具行业保持了连续8年的快速增长，各项主要经济指标以国内生产总值（GDP）增速的2-3倍速度增长，行业规模和整体实力在壮大，企业产能在增加。进入2008年，尤其是下半年开始，受到金融危机的冲击和影响，机床行业增长速度明显回落，特别是普通型机床（非数控类）需求下滑较快，销售及回款出现了持续下滑的态势，企业库存增加较为明显。
为了应对全球金融危机，国家采取了多种政策来扩大内需、保持经济增长。其中包括加快铁路、公路和机场等重大基础设施建设，这对机床行业来说，无疑是一个长期性的利好，但要想在短期内产生明显作用是不现实的。
在激烈的市场竞争中，在复杂的市场环境下，机床厂商如何突围？自动化产品厂商如何寻找新的蓝海？
本次研究通过大量的深度访谈和问卷调查，获取了大量真实有效的一手数据，从而全面、准确、深入解读中国机床及其子行业中应用的自动化产品的市场规模、市场份额、应用特点、发展趋势等，尤其是对机床中应用的数控系统的情况进行了细致深入的分析。本报告结合当前经济情况，展望机床行业未来的发展，据此提出自动化产品的发展机会，以期为关注机床行业及其中自动化产品应用情况的相关企业和人员提供参考。
2 项目背景
过去几年，我国机床行业处于一个高速增长的时期，到2007年止，机床工具行业保持了连续8年的快速增长，各项主要经济指标以国内生产总值（GDP）增速的2-3倍速度增长，行业规模和整体实力在壮大，企业产能在增加。
根据国家统计局的数据，2007年，机床工具工业总产值2747.7亿元，同比增长35.5％；完成固定资产投资额539.1亿元，同比增长43.8％。进入2008年，尤其是下半年开始，受到金融危机的冲击和影响，机床行业增长速度明显回落，特别是普通型机床（非数控类）需求下滑较快，销售及回款出现了持续下滑的态势。企业库存增加较为明显，企业的财务费用支出加大。国内目前靠出口及固定资产投资拉动单一的经济增长方式已经无法保证经济的可持续发展。
为了应对全球金融危机，国家采取了多种政策来扩大内需、保持经济增长。其中包括加快铁路、公路和机场等重大基础设施建设。这对机床行业来说，无疑是一个长期性的利好，但要想在短期内产生明显作用是不现实的。
根据中国自动化网的调查，目前用户对整个市场前景持有一种观望态度，对购买行为保持着谨慎的心理，虽然普遍对机床行业未来走势保持乐观，但预计市场形势真正回暖到07年上半年的水平还需等待2~3年的时间。
3 变频器在机床行业中的应用
由于机床加工范围较广，不同的工件，不同的工序，使用不同的刀具，要求机床执行部件具有不同的运动速度，因此机床的主运动应能进行调速，机床用户对变频器产品的调速作用更为关注。
主轴是车床构成中一个重要的部分，对于提高加工效率，扩大加工材料范围，提升加工质量都有着很重要的作用，变频器主要应用于主轴调速系统。目前对客户来说变频器的性价比很高，所以变频器在车床上使用非常普遍。
通用变频器要想顺利的使用在机床行业必须有两个重要考虑：一是选用无速度传感器矢量控制的产品，二是要设计在超速运转以提高低速转矩。
3.1变频器在机床应用的优点
目前由于变频器的高性价比，所以变频器在经济型数控机床和普通机床的数控化改造中使用非常普遍。其主要优点在于：
首先，简化控制线路。变频器的使用极为方便、可通过其外围的少数几个端子进行全范围的控制。变频器内部有完善的保护措施，勿需在其外围线路中设计各种保护电路。由于变频器的正反向运行是通过控制端子来改变逆变器的输出相位来实现。因此，可以比原直流调速系统少两个大型直流接触器。采用具有无速度传感器的矢量控制变频器后，还可以去掉用作传速反馈的速度传感器，使控制线路大为简化；
可以采用标准异步电机。采用笼型异步电机可以发挥它结构简单、坚固耐用、运行可靠、维修方便、价格低廉的优势，避免直流电机定期更换、维护电刷和换向器的问题。
调试方便。变频器的各种运行参数调试通过智能化键盘和显示器来完成，设置方便、更改灵活、调试时间短。传统的直流调速系统调试涉及到触发脉冲相位调整，转速负反馈调试等多项参数的综合统调，调试难度大、时间长，且不易达到最优控制。
此外，用变频器来改变切削速度，选定经济效益最佳切削速度。速度选择好之后，用改变皮带轮直径和（或）更换电机的方法来改变切削速度，既经济又方便，是机械加工行业提高加工质量、降低加工成本的一种行之有效的方法。
变频器能减少变速传动齿轮的对数，降低噪音，提高主轴精度，有较强的适应各类产品及各种不同材质加工时所需主轴速度配给的特性。可方便实现数控，且其成本大大低于同类由直流调速组成的数控系统。
经济型数控车床大多数是不能自动变速的，需要变速时，只能把机床停止，然后手动变速。而全功能数控车床的主传动系统大多采用无级变速。目前，无级变速系统主要有变频主轴系统和伺服主轴系统两种，一般采用直流或交流主轴电机。通过带传动带动主轴旋转，或通过带传动和主轴箱内的减速齿轮（以获得更大的转矩）带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广，又可无级调速，使得主轴箱的结构大为简化。目前对客户来说由于变频器的高性价比，在车床上使用非常普遍。
3.2变频器在机床行业中的总体市场情况
根据自动化网的调查，2008年机床行业变频器的市场总额约为5亿元左右。
车床中变频器的应用规模最多，安川、台达、富士、三菱等都有较大的市场份额，国产品牌在机床中应用也较多，如汇川在车床中表现都不俗。而磨床、锻压行业中对变频器产品的性能要求较高，国外品牌较多，三菱、富士、西门子、台达等处于优势，并且一台机床需用的变频器数量也较多，高的可达4-5台。
由于三菱变频器接近伺服的功能，其在机床中的应用也较大；台达由于其功能接近三菱，但价钱便宜许多，性价比较高，并且售后服务完善，近年来市场份额增加较大。
4 机床中自动化产品发展市场趋势
根据中国自动化网的调查显示，在回答金融危机对企业造成的影响问题中，基本上是普通机床企业受到的影响比较大，而主攻中高端产品的企业受到的影响相对来说比较小，这就说明提高数控化率，提高机床的档次，特别是加工精度高或者是超高精度的产品，是解决企业生存发展的重要途径之一。企业提高数控化产品的比例的任务已经迫在眉睫。
目前国内生产的机床主要是低端产品，加工精度比国外水平存在差距，控制水平很低，CNC、PLC、伺服、HMI等的使用率不高。但是随着市场需求的影响，越来越多的厂家加大了开发和技术引进的力度，而且很多国外品牌开始到中国建立生产厂或者扩大在华的生产能力。
对比国内和国外的自动化产品，企业认为国内数控系统的稳定性不够是国产产品最大的弊病，国外的数控系统技术很完善，目前国产产品和国外的技术仍有很大的差距。除去价格因素，国外的产品仅仅在供货周期上需时较长，其他基本没什么缺陷。国产数控系统在未来发展上依然任重而道远。
中国的机床最终用户主要集中在交通工具制造行业，包括汽车和造船，专业设备制造业如纺机厂和冶金设备制造厂和模具行业。航天航空、汽车和模具工业是近期国内机床市场需求的主体。航天航空工业对机床的需求，主要是高精度、较大规格的数控镗铣床。汽车工业近期大规模建设项目不多，主要是技术改造。目前主要是将生产中普遍应用的专用机床生产线改造为具有较高柔性的，以高速加工中心为主的柔性生产线，以此来提高生产过程的柔性，适应产品换型快的要求。
高档数控机床与基础制造装备重大科技专项的实施，将为中国机床工业的长远持续发展奠定基础。
