1 定義
A.產品定義
A1.行業產品定義
    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.自動化產品定義
    CNC系統：是用一個存儲程序的計算機，按照存儲在計算機內的讀寫存儲器中的控制程序去執行數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：生產中對設備進行數據存取、參數修改、操作監控的人機對話工具。

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

    伺服系統：使物體的位置、方位、狀態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。

    電機：指依據電磁感應定律實現電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置。

    低壓電器：是一種能根據外界的信號和要求，手動或自動地接通、斷開電路，以實現對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調節的元件或設備。

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

C.行業定義
    根據國統局的定義，機床行業包括機床，數控機床，特種加工機床，鍛壓機床等。我們根據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品在機床上的應用和市場研究。

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

2 機床行業概述
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）數控機床：數控機床是數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，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
B1.普通車床
    普通車床：常用于加工工件的內外回轉表面、端面和各種內外螺紋，采用相應的刀具和附件，還可進行鉆孔、擴孔、攻絲和滾花等。其基本結構包括變速箱，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。主軸的反轉是通過電動機的反轉來實現的。

（2）主軸箱 主軸箱用來支承主軸，并使其作各種速度旋轉運動；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速。

（5）溜板箱 溜板箱用來使光杠和絲杠的轉動改變為刀架的自動進給運動。光杠用于一般的車削，絲杠只用于車螺紋。溜板箱中設有互鎖機構，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。尾座的結構如圖3所示，它主要由套筒、尾座體、底座等幾部分組成。轉動手輪，可調整套筒伸縮一定距離，并且尾座還可沿床身導軌推移至所需位置，以適應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，在操縱桿左端和拖板箱右側各裝有一個手柄，操作工人可以很方便地操縱手柄以控制車床主軸正轉、反轉或停車。

B2.數控機床
    數控機床：數控機床較普通機床的不同之處在于它的控制系統—CNC系統。由程序編制及程序載體、輸入裝置、數控裝置、驅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  數控程序是數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；零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數以及輔助裝置的動作等。得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信息后，用由文字、數字和符號組成的標準數控代碼，按規定的方法和格式，編制零件加工的數控程序單。編制程序的工作可由人工進行；對于形狀復雜的零件，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）上的數控代碼傳遞并存入數控系統內。根據控制存儲介質的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。數控機床加工程序也可通過鍵盤用手工方式直接輸入數控系統；數控加工程序還可由編程計算機用RS232C或采用網絡通信方式傳送到數控系統中。

（3）數控裝置  數控裝置是數控機床的核心。數控裝置從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數控加工程序，經過數控裝置的邏輯電路或系統軟件進行編譯、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，使其進行規定的有序運動和動作。

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

伺服精度和動態響應性能是影響數控機床加工精度、表面質量和生產率的重要因素之一。驅動裝置包括控制器（含功率放大器）和執行機構兩大部分。目前大都采用直流或交流伺服電動機作為執行機構。

（5）輔助控制裝置  輔助控制裝置的主要作用是接收數控裝置輸出的開關量指令信號，經過編譯、邏輯判別和運動，再經功率放大后驅動相應的電器，帶動機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關量動作。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，分度工作臺轉位分度等開關輔助動作。由于可編程邏輯控制器（PLC）具有響應快，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等特點，現已廣泛用作數控機床的輔助控制裝置。

（6）機床本體  數控機床的機床本體與傳統機床相似，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、潤滑系統、冷卻裝置等組成。但數控機床在整體布局、外觀造型、傳動系統、刀具系統的結構以及操作機構等方面都已發生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數控機床的要求和充分發揮數控機床。

3機床行業自動化產品應用介紹
A.機床的自動化產品組成
    在機床行業，應用自動化產品最多、最為廣泛的莫過于數控機床。數控機床一般由輸入裝置、數控系統、伺服系統、測量環節和機床床體（組成機床本體的各機械部件）組成。數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。在數控機床產生的初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現已趨于淘汰；目前，使用鍵盤、磁盤等，大大方便了信息輸入工作。

（2）數控裝置 數控裝置是數控機床的核心與主導，完成所有加工數據的處理、計算工作，最終實現數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的軟件。

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

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

（5）機床主機 數控機床的主體，包括床身、主軸、進給傳動機構等機械部件。

1.CNC系統在數控機床中的應用
    CNC系統最主要的應用領域是數控車床，隨著數控車床產量的增長，對CNC系統的需求量也在不斷上升。CNC作為數控機床主要控制系統，對機床設備的影響極為關鍵。

2.HMI在數控機床中的應用
    為實現數控機床和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行。

3.PLC在數控機床中的應用
    數控機床中所用的PLC可分為兩類：一類是專為實現數控機床順序控制而設計制造的內裝型PLC(built-in Type)，另一類是那些輸入輸出技術規范，輸入輸出點數，程序存

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

    內裝式PLC也稱集成式PLC，采用這種方式的數控系統，在設計之初就將NC和PLC結合起來考慮，NC和PLC之間的信號傳遞是在內部總線的基礎上進行的，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。這種結構從軟硬件整體上考慮，PLC 和NC 之間沒有多余的導線連接，增加了系統的可靠性，而且NC和PLC之間易實現許多高級功能。PLC 中的信息也能通過CNC 的顯示器顯示, 這種方式對于系統的使用具有較大的優勢。高檔次的數控系統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。采用這種應用方式，可根據用戶自己的特點，選用不同專業PLC廠商的產品，并且可以更為方便的對控制規模進行調整。

4.伺服系統在數控機床中的應用
    伺服系統是以機械運動的驅動設備—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行機構的電氣傳動控制系統。這類系統控制電機的轉矩、轉速和轉角，將電能轉換為機械能，實現運動機械的運動要求。具體在數控機床中，伺服系統接收數控系統發出的位移、速度指令，經變換、放大與調整后，由電機和機械傳動機構驅動機床坐標軸、主軸帶動工作臺及刀架，通過軸的聯動使刀具相對工件產生各種復雜的機械運動，從而加工出用戶所需的工件。

5.電機在數控機床中的應用
    機床在設計中采用直線電機驅動，對減輕運動部件質量、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、伺服系統與電機的匹配和優化調試等方面做了 突出的貢獻。

6.低壓電器在數控機床中的應用
    低壓電器在各種電控設備中都有廣泛應用，數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、開關等部件。

4機床行業市場分析
A.機床行業整體市場
    國家統計局數據顯示，2013年機床行業整體保持穩定，機床工具行業、金切機床行業、成型機床行業運行情況如下：

⑴機床工具行業
    機床工具行業累計實現產品銷售收入同比增長13.7%。機床工具行業實現利潤同比增長8.8%。本期累計固定資產投資完成額同比增長21.2%。

⑵金切機床行業
    金切機床行業實現產品銷售收入同比增長0.8%。金切機床行業實現利潤同比減少9.9億元，增長-23.1%。金切機床產量同比增長-1.5%，其中數控機床產量同比增長2.4%。

⑶成形機床行業
    成形機床行業實現產品銷售收入同比增長16.1%。成形機床行業實現利潤同比增長10.5%。成形機床產量比同期增長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.機床市場的未來發展預測
    2012年下半年開始，機床行業出現急速下滑的局面，主要因為重點行業投資減速，對大型設備的需求量減少，加上2011年以前機床行業急速擴張，產能過剩非常嚴重。

    2013年機床行業延續2012年以來的頹勢，整體下滑20%左右，相應的也影響機床行業相關產品的市場規模出現下滑局面。

    我國經濟將由高速增長向適度平穩增長過渡，總體處于階段性調整中，機床行業市場前景仍然不容樂觀，預計較2014年將會繼續下滑，但下滑速度將會減緩。

不樂觀原因主要有四：
    一、固定資產投資對機床工具行業的拉動力度仍然不足。房地產調控政策影響機械行業乃至機床工具行業的回升。與機床工具行業密切相關的裝備制造業和有關行業需求仍不夠強勁。裝備制造業投資意向減弱；

    二、結構調整進展緩慢，企業經營困難。企業資金占用現象突出。社會流動資金緊張，企業應收賬款增加，嚴重影響正常運營。機床工具行業產業結構不合理，低端產品生產能力過剩，導致企業庫存、社會庫存增加。去庫存、去產能將導致機床工具行業工業總產值等經濟指標，在一定時期內還將呈現低速或負增長的狀態；

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

    四、傳統工業品出口競爭優勢削弱。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，導致近期部分勞動密集型產業出現向周邊國家轉移勢頭。這預示著未來一段時間內，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：全年低端產品下滑嚴重，高端（龍門、落地鏜床等）則保持穩定，在軍工等行業有所收獲，下半年情況好于上半年。

    昆明機床：昆機全年下滑比較厲害，優勢領域（工程機械、風電、水電行業）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。

    秦川發展：秦川發展在4月份的展會收獲較多，下半年也保持穩定，全年訂單較去年基本持平；目前秦川銷售政策有所調整，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績拉動明顯，下半年情況穩定。

    北一機床：上半年情況尚好，下半年自9月人事調整之后，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：南通科技全年業績波動較大，4月份和11月份是兩個小高峰；其他月份則業績一般；全年有一定的下滑。

供稿/德佳咨詢（www.delkaconsulting.com）