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調研企業基本情況

本次調研了“珠三角”9家企業和“長三角”5家企業，共計14家企業。在調研的14家企業中，其中屬于金屬切削機床制造企業11家，激光加工機床制造企業3家。這些企業大多是2000年以后新成立的民營企業，經過十多年的快速發展，現已成為我國機床行業發展中的新興力量。

 

主導產品技術和市場分析

1. 主導產品及技術特點

本次調研14家新興機床企業的主導產品，因其各自的背景、發展歷程及市場定位的不同而異，呈現出多樣性變化，大體可分為3C類、通用金切類、超精密部件與機床和激光加工四大類。

(1)3C產品類機床

3C產品是指計算機(Computer)、通信(Communication)和消費類電子產品(Consumer Electronics)。這類產品的零件具有尺寸小、重量輕、加工精度特別是表面質量高、加工批量大、加工效率要求高等特點。圍繞這類零件的加工，主要產品有鉆攻機類和雕銑機類(以及派生的多種專用雕銑機)。

鉆攻機類。這是用戶廣為熟悉的一類加工中心，也是各企業最量大面廣的產品，特別是華南廣東地區機床制造業得以快速發展的看家機型。頂置刀庫和C型緊湊結構是其主要結構特征，輕載高速高效是其主要工作特性。工作臺最大寬度500mm，最大快移速度60m/min，主軸多采用直連電機或電主軸驅動，最高轉速36000r/min，主電機功率范圍3.7-5.5kW，刀庫容量一般16、21把，換刀時間(T-T)1s，定位精度一般為±0.005/300mm。

雕銑機類。這是一類以高轉速小直徑刀具進行雕銑加工的機床，小龍門結構以及較鉆攻中心更高的轉速、雕銑精度和表面粗造度是其主要技術特點。工作臺最大寬度750mm，電主軸最高轉速36000r/min，最大快移速度達到60m/min。這類機型在手機行業衍生出多種專用機床，一般采用天然花崗石床身和立柱，如專用于手機玻璃或陶瓷后蓋周邊磨削、開槽、開孔、切割和倒角加工的玻璃機和陶瓷機;專用于金屬手機殼體和按鍵等零件鏡面加工的高光機;在雕銑機上附加車削功能(工作臺上增加轉臺，銑頭上安裝固定車刀)的車銑復合機床，可使手機外殼獲得不同于雕銑加工的表面紋路，滿足客戶個性化要求;此外還有專用于石墨材質雕銑加工的石墨機、手機透音小孔鉆孔機等。

(2)通用金切類

主要包括數控車、加工中心、龍門加工中心三類。

數控車。可分為臥式、立式和大型數控臥式車三類，主要集中在華東的紐威。國盛是在DMG MORI上海工廠關閉后，引進了其部分設計人員后，剛剛起步生產車削類產品。華南只有格力一家生產少量的臥式車削中心。臥式車削中心車削直徑范圍160-630mm，45°斜床身，主傳動為皮帶傳動，按機型配無動力刀塔或動力刀塔，導軌按機型分既有線性導軌也有滑動導軌，配置了動力刀塔的機型具有C軸功能，可以實現三軸聯動。大型數控臥車車削直徑范圍850-1900mm，平床身，V-平導軌，4工位轉位刀塔，主軸箱液壓缸自動變速。立式車削中心產品同樣集中在紐威，單柱單刀架型，切削直徑范圍550-2500mm。

加工中心可分為臥式、立式兩類。

臥式加工中心在華南的科杰、喬鋒、巨崗、鼎泰以及華東的國盛和紐威都有生產，目前以紐威的產量最大。機床布局有正T型(中大型規格)和倒T型(中小規格)之分，工作臺最大尺寸1100mm×1100mm，主軸錐孔按機型有7：24和BT之分，直線軸快移速度大于20m/min，具有自動換臺功能，工作臺1°分，多為三軸聯動，也有帶B軸的四軸聯動型。

生產立式加工中心的各家都有自己的產品，種類規格繁多。機床布局有C型(定柱型)、動柱式、橋式(工作臺固定)和小龍門式;聯動軸有3軸、3+1軸、3+2軸和可傾轉臺5軸聯動之分;按用途分有通用型和高速高精模具型;按導軌類型分，有直線滾珠導軌、直線滾柱導軌、滑動(硬軌)導軌和二線軌加一滑軌(一般Z軸為滑動導軌);按主傳動類型分，有皮帶式、直接式、齒輪式;工作臺最大寬度800mm，門式立加工作臺最大寬度1000mm。

龍門加工中心。華南的喬鋒、潤星、鼎泰、格力以及華東的國盛和紐威都有生產。品種規格非常豐富，在機床總體布局上有定梁工作臺移動式、定梁動柱式和高架橋式;在功能上有五面、五軸(包括高架橋式五軸，均為A/C軸擺頭)和一般三軸龍門;在滑枕形狀上有T型和四面環抱式正方形和矩形形;在工作載荷上有重型和高速型;在導軌類型上多數采用線性滾動導軌，少數為滑動導軌;在主軸驅動方式上，有直接驅動、皮帶驅動、齒輪傳動和電主軸;在控制方式上，一般為半閉環控制，五軸聯動機床則采用全閉環控制。中小規格機床具備自動換刀功能，中大規格機床具備自動換頭功能。機床最大規格工作臺寬3000mm，最大承重45t，快速小于20m/min。

(3)超精密部件與機床

這里專指江蘇哈博精密機械科技有限公司的三種超精密部件和其具體應用的三種超精密機床。

流體(氣體/液體)超精密靜壓轉臺。臺面直徑有150和300mm兩種規格。以300mm規格的氣體靜壓轉臺為例，最大軸向/徑向承載100/60kg，最大轉速50r/min，額定扭矩10.73N·m,定位精度/重復定位精度±1″/1″，軸向和徑向運動誤差0.1µ。可用于輕載超精密機床、超精密量儀、衛星姿態地面模擬器、多軸轉臺等領域。

流體(氣體/液體)超精密靜壓主軸。以氣體靜壓主軸為例，最大軸向/徑向承載180/80kg，主軸由同步電機驅動，額定轉速3000r/min，額定扭矩15 N·m,額定功率5kW，定位精度/重復定位精度±1″/1″，軸向和徑向運動誤差0.05µ，軸向/徑向剛度438/130N/µm。主要應用于超精密車削主軸。

流體(氣體/液體)系列超精密靜壓導軌。以液體靜壓導軌為例，在行程上目前有400、600、2100mm三個規格，定位精度±0.5µ(全行程)、±0.8µ(全行程)、±1.5µ(全行程)，直線電機驅動。

超精密數控單點金剛石車床。臥式T型布局，以天然花崗巖做基座和導軌材料，整臺機床支撐在主動隔振自平衡系統支架上，主軸(C軸)、轉臺(刀臺B軸)和導軌采用前述三種超精密氣體靜壓功能部件。加工精度以直徑75mm鋁合金為例，面型精度(PV-最大差值/峰值)≤0.2µ，表面粗造度(Ra)≤2.5nm，運行于Windows環境的DELTA TAU POWERPMAC 64位數控系統。機床可用于光學透鏡、光學模芯、鏡面精密機械零件的加工，還可通過靈活的配置擴展為四軸或五軸機床，進行球面、非球面、自由曲面、微陣列、菲涅爾透鏡的超精密加工。

超精密硬車。臥式斜床身布局，天然花崗巖床身，超精密液體靜壓主軸(包括靜壓尾座)，超精密液體靜壓導軌，德國海浮樂(Hyprostatik)液體靜壓絲杠進給傳動，德國SAUTER公司12工位轉塔刀架。最大加工直徑380mm，最大工件長度350mm，最大承重150kg，主軸軸向/徑向跳動≤0.2µ，C軸定位精度/重復定位精度≤2″/1″，SIEMENS 840D數控系統，HEIDENHAIN高精度光柵尺全閉環控制。

超精密臥式數控模輥車床。臥式布局，以天然花崗巖做基座和導軌材料，整臺機床支撐在主動隔振自平衡系統支架上，德國海浮樂公司產液體靜壓主軸和尾座主軸，超精密液體靜壓轉臺(B軸)，超精密液體靜壓導軌，最大加工直徑600mm，最大工件長度3000mm，最大承重2000kg，主軸和B軸軸向/徑向跳動≤0.2µ，主軸定位精度/重復定位精度≤2″/1″，加工形狀誤差<5µ，表面粗造度(Ra)<10nm，運行于Windows環境的DELTA TAU Advantage 900數控系統，全閉環控制。設備可用于LCD顯示屏、聚光光伏系統、交通標志標牌、裸眼3D設備等制造領域RTR(壓印) 工藝關鍵模輥零件表面微結構的超精密加工。

(4)激光類設備

百超迪能、宏山和蘇州迅鐳三家企業的激光加工設備，總體上可分為激光平面切割、激光管材切割、三維激光機器人切割機、激光微加工設備和激光焊接機五類。采用光纖傳導是目前產品的不二選擇，電源、激光器、激光頭、滾動導軌、滾珠絲杠、齒輪齒條、數控系統、伺服系統及伺服電機等主要關鍵配套件主要來自美國、德國、瑞士、英國、日本等境外品牌產品，配置檔次普遍較高。

激光平面切割機。這是三家企業最量大面廣的產品，焊接式床身和整體壓力鑄造航空鋁合金橫梁，最大激光功率15kW，最大切割范圍8000mm×2500mm，最大加速度2.8g，最大運行速度196m/min，重復定位精度±0.02-0.03mm，高自動化產品具有自動換臺功能。

激光切管機。宏山和迅鐳都有生產，最大激光功率8000W，最大切割直徑220mm，方管200mm×200mm，全自動化產品具有自動上下料功能，宏山還有一款五軸聯動切管機，采用德國進口擺角切割頭，用于焊接坡口的切割。

三維機器人切割機。宏山產品，最大載荷負載30kg，最大臂展2000mm，6關節，可重復精度±0.05mm。

激光焊接設備。有多種類型，三維激光焊接機采用掃描振鏡激光焊接頭、6關節機器人和柔性工作臺，能夠對空間焊縫實施連續焊接。光纖焊縫跟蹤填絲焊接機配備焊縫跟蹤系統，能夠優化并實時調整焊接參數，并對寬間隙焊縫進行冷絲填充焊接。振鏡焊接機，最大激光功率3KW,主要應用于手機屏蔽罩、金屬手機外殼、金屬電容器外殼、電腦內金屬屏蔽網、剃須刀片、電子接插件及其它類別電子產品的高效率激光點焊或密封焊。此外還有光纖傳導的焊接機(包括連續焊接機)、錫焊機、塑料焊接機等。

激光微加工設備。包括玻璃、藍寶石切割鉆孔機、PCB(印刷電路板)/FPC(柔性電路板)精密分板機、陶瓷精密切割劃線機和自動硅片切割機等。

2. 主導產品適應市場情況

新興機床企業能夠新興原因眾多，產品適應市場變化的需求并能夠快速靈活地做出有效應對是重要的一環。

(1)抓住3C和家用電器市場發展機遇是華南機床企業新興的關鍵因素

以手機市場為例，由普通手機到智能手機的換代，以及由此引發的爆發式發展，加工金屬機殼和玻璃面板的產品鏈為企業提供了前所未有的發展機遇。加工機殼的鉆攻中心、加工玻璃面板的玻璃雕刻機、透音小孔的鉆孔機等成為了市場炙手可熱的產品。之后，密切關注市場個性化需求動向，適時推出了能夠加工出更高表面質量和不同紋路的高光機、車銑復合機等。當出現曲面屏和陶瓷手機后蓋板的需求后，緊隨市場推出了加工曲面屏熱壓模具的石墨機、3D熱彎機、弧面掃光機和陶瓷雕刻機等。事實上，手機市場對制造裝備的需求變化一直沒有停止，下一代5G手機殼體從盒式向框式的轉變以及材質方面的變化(如陶瓷殼體、玻璃殼體)，已經造成主力機型鉆攻中心銷量的大幅下滑。讓人欣慰的是，各企業都注意到了這樣的變化，都在思考未來的發展方向。調訪中我們了解到，一些企業已經向長江沿岸包括華東地區進行投資和建廠，或許這就是他們思考的結果，“我們干的是輕型的，北方干的是重的”，在這種普遍的自我認知中，似乎也可以看出一些他們未來的走向。

(2)采用激光新技術和抓住激光設備市場發展機遇是新興激光設備制造企業成功的關鍵因素

這里所指激光新技術包括兩個因素，一是光纖激光技術不需要傳統激光設備復雜的光路傳導系統，很大程度上降低了設計、制造、維護的難度，且成本較低;二是大功率光纖激光器制造技術及市場發育迅速。激光加工設備市場發展機遇也包括兩個因素，一是傳統應用領域，如精密機械、汽車配件、廚衛五金、電子電氣、智能家居等領域的快速健康發展，二是新的應用領域和新的應用需求，如材料、厚度、切割效率等的變化中高功率光纖激光設備需求的快速增長。激光加工設備企業正是抓住了這種技術與市場需求完美結合的發展機遇，成就了企業的振興發展。

(3)注重細分領域產品研發是新興金切機床制造企業成功的重要因素

龍門加工中心是典型的例子，當大家都受制于大型機床特別是龍門機床市場的蕭條與不景氣時，紐威、國盛和創世紀卻表現出另外一種完全不同的場景，每月產出少則三、四十臺，多則六、七十臺。原因是多方面的，但若從產品適應市場角度分析，建立在對市場細分基礎上的產品多樣性是成功的原因之一。紐威、國盛和創世紀開展機床制造業務的時間大約在2000年、2010年和2008年，相比較應該說時間并不長，且進入龍門類機床研發的時間比這更晚，但如今紐威的龍門加工中心已經發展到7個系列85個品種規格，國盛4個系列36個品種規格，創世紀2個系列38個品種規格。這種綿密的產品型譜是他們應對多樣化市場需求的重要法寶。

3. 產品主要配套件和數控系統分析

綜合分析14家企業的產品配套情況，可總結歸納出以下幾點。

第一，以境外配套為主，中國大陸產品配套份額較弱。滾動組件(包括滾珠/滾柱絲杠、直線滾珠/滾柱導軌、絲杠支撐軸承、主軸軸承、陶瓷軸承等)、刀庫及自動換刀裝置(圓盤式、斗笠式、鏈式等)、主軸變速箱、電主軸、數控系統、伺服驅動系統等基本上采用德國(西門子)、日本(發那科、三菱)、臺灣的產品(新代)。四、五軸高檔數控系統和伺服驅動系統更是西門子和發那科一統天下。

第二，即便是應用于中檔或中檔以下產品的配套品，情況仍是如此。從前述這些企業主導產品的介紹中可以看出，很多產品并非是高技術高檔次產品，且這些產品的應用領域大都集中在3C和家用電器市場，更何況目前正處于“配套荒”期，大家都在為配套件斷供而尋找新的貨源時，國產機床配套件仍不能順勢而為，可見積弊之深，到了應該解決的時候了。

第三，激光類產品情況更為突出，且配套件所占成本較金切類機床要高。除機身、橫梁、外觀防護等少數機械件外，其余核心關鍵配套件，包括與金切機床同樣的滾動組件、光纖激光器、超高精密行星減速機與齒條、伺服電機、擺角激光頭、導軌和絲杠、激光頭、鏡片(自制激光頭用)、激光三維切割或焊接機中的關節機器人及伺服控制器/控制電機和一些電氣元器件等，多為美國、德國、瑞士、日本、英國的品牌產品。

第四，國產數控系統有一定的表現。在我國機床行業的主要配套環節對外依存度整體處于較高水平的情況下，調查中發現國產數控系統在華南和華東企業中仍有一定的作為，如華中數控在鼎泰、創世紀、潤星、喬鋒產品上的應用以及在蘇州勝利3C產品生產線乃至智能化示范工廠方面的應用。其中可借鑒的一點是，國產數控系統的推廣與應用要與用戶緊密配合，從發揮企業產品自身技術優勢角度以及實現用戶工藝要求為核心，開展多種形式的合作，定制數控系統的技術路線，并在生產應用中不斷持續改進，就能取得進步。

4. 生產及制造工藝特點——流水作業

由于這些企業產品量大，在裝配作業中普遍采用流水作業(包括電柜的組裝)，機床固定，人員流動，一批批投，幾天后一批批出。這樣的作業方式對于外協外購品的組織、工序的合理設計、“配膳”的跟進、工序作業與檢驗標準的制定與落實等一系列管理提出了很高的要求。在這點上，我們感覺這些企業具備了規模批量化生產作業的組織能力、管理能力和控制能力。

 

運營模式與發展創新

1.新興機床企業的運營模式

我國裝備制造業產業規模已連續多年居全球第一，約占世界總量的三分之一，其中電力裝備的制造總量大約占世界的60%，造船工業占比達40%，汽車年產量和高鐵的擁有量位居世界第一，3C產品和家用電器產量世界第一。我國裝備制造業的高速發展有賴于工業母機——機床產業的支撐。特別是2000年以來，在我國“珠三角”和“長三角”一帶， 3C產品以及家用電器和汽車零部件制造業快速發展，對加工機床需求急速上升，據專家測算，“珠三角”和“長三角”一帶，僅鉆削中心、C型立加和精雕機類機床年需求量超過10萬臺，加工玻璃、陶瓷和金屬的“高光機”年需求量超過4萬臺。由此造就了一大批新興民營機床企業迅速崛起，成為機床行業新的增長極和行業新生力量。

在華南企業中有“輕資產”與“重資產”兩種運營模式之分，資產的輕與重指的是企業的生產設備和設施。一般說，從3C產品做起的企業，屬于“輕資產”型，即沒有或很少加工設備，且廠房條件較為簡樸，以外協外配套和組裝為主要生產模式。從傳統機床做起的企業，屬“重資產”型，較“輕資產”型企業多了一些關鍵把關機械加工設備(當然，關鍵的檢測設備都是有的)，機床的基礎件乃至主軸加工能自行解決。這兩種模式孰優孰劣難分仲伯，14家企業無論資產輕與重，目前都獲得了成功。資產的輕重不一定就是企業的固定模式，實際上“輕資產”企業也很眼熱“重資產”企業。但有一點是大家共識的，即資產的輕重一定要量力而行，只有掙到了錢，才能談投入，任何時候不能置企業于資不抵債、資金斷流的危險中。經調研和初步分析，新興民營機床企業的投資和運營模式可分為以下類型。

(1)大型企業集團投資機床企業的運行模式

本次調研的“珠海格力智能裝備有限公司”和“紐威數控裝備(蘇州)有限公司”是屬于大型企業集團投資的子公司，由于大型企業集團財力雄厚，創建機床公司初期投資力度大，基礎廠房建設配套，初期購置一批世界先進的加工母機和檢測設備基本到位。公司引進機床行業技術人才，目標定位在中高端數控機床的研發和生產，初期生產的機床可為集團母公司企業加工配套，穩扎穩打，逐步推廣在全國裝備制造業銷售應用。這類機床企業按照母公司運營模式運行，整體管理規范，但由于進入機床產業時間較短，需要有一個技術和產業逐步積累提高過程。從總體看，這類企業具有較強發展生命力，是我國機床行業崛起的新生力量。

(2)以配套供應鏈為紐帶的機床集成制造模式

據專家介紹，2017年全球智能手機年銷售量超過15億臺，其中手機主要機加工件(手機面板、中框和蓋板等)90%以上在我國加工制造。在我國“珠三角”和“長三角”地區，3C行業和家用電器零部件加工量也非常巨大，因此這類加工機床的需求非常龐大，這些用戶行業對機床需求訂貨的特點是：機床訂貨數量大(一次合同幾百臺、幾千臺)、交貨期緊迫、要求機床加工穩定、投資回收期較短、用戶服務及時等，為適應這些行業加工需要，一批以配套供應鏈為紐帶的機床集成制造企業應運而生。這類企業以民營企業為主，具有強大的配套供應鏈和快速決策市場反應能力，以采購光機、數控系統、滾動導軌和絲杠、電器件、防護和附件等，迅速組織整機組裝、調試和交貨。這種運營模式是我國機床制造業發展中非常獨特的模式，對我國3C等制造業迅速發展具有重要意義。隨著機床行業的技術進步和企業的資金積累，這類企業隨3C領域產品的發展和對設備需求的變化，普遍意識到產品轉型升級的迫切性和重要性，在新機型開發、配套件和整機的檢測、技術人員的培養等方面開始重視投入，在核心部件的制造上也開始著手布局。相信隨著時間推移，這類發展好的企業也將成為機床行業發展較快的新生力量。

(3)掌握數控機床核心技術的新型制造模式

企業發展演變通過技術進步和資金積累等手段，發展實力增強，進而逐步掌握機床整體設計技術、運動控制技術、機床驅動和伺服優化技術、試驗檢測技術、可靠性等核心技術，并擁有機床關鍵件如主軸、床身、立柱等關鍵件加工手段和整機裝配檢驗能力，企業具備技術和產品創新能力，實現兩頭在內、中間在外的制造模式，即研發、關鍵件制造、整機組裝和用戶服務由主機制造企業掌握，大量的配套件實現國內外采購，企業逐步向“專、特、精”方向演變，成為掌握數控機床核心技術的新型制造模式。

本次調研的不少民營機床企業已經開始向上述模式演變，其中江蘇哈博精密機械科技有限公司是以高校高科技人才為主體的科技成果轉化型企業，該企業掌握超精密機床的核心技術，以設計、整機裝配測試和服務為主，在逐步加強關鍵件制造能力的基礎上，相信將成為我國超精密機床研發、生產新的重要力量。

(4)激光加工設備制造行業發展模式

激光加工是將激光束照射到工件的表面，以激光的高能量來切除、熔化材料以及改變物體表面性能。由于激光加工是無接觸式加工，工具不會與工件的表面直接摩擦產生阻力，所以激光加工的速度極快、加工對象受熱影響的范圍較小而且不會產生噪音，可以對多種金屬、非金屬加工，特別是可以加工高硬度、高脆性及高熔點的材料，激光加工具有適應性廣、生產效率高、質量可靠等特點。

近年來，隨著光纖激光技術和激光器技術突破，以