五軸聯動車銑中心現狀與發展策略

2009/7/31/11:48 來源：瀋陽機床

    高速、高精、高效、環保和複合型是機床發展方向。複合加工機床可以實現單台機床多工序、多工種加工、減少裝卸和調整時間、效率高、質量好，可以實現工件裝卸和工序間傳送自動化。

    五軸聯動車銑中心是在車削中心上配置有回轉刀具的銑削功能，或在加工中心上配置車削功能，最近又出現了不同原理加工方法的集約，如鐳射加工和切削加工的複合等，進一步提高機床複合化程度。

    1發展現狀

    五軸聯動車銑中心技術目前基本掌握在MAZAK、OKUMA、MORISEIKI、DMG、WFL等大企業手中，國內企業剛剛涉足此領域，市場份額基本被國外企業壟斷。五軸聯動車銑中心的理念源於歐洲，奧地利的WFL銑車技術公司是行業的開拓者。日本複合加工機開始於上世紀70年代末80年代初，目前德國和瑞士的機床精度最高。綜合起來，德國的水平最高，日本的產值最大，全球市場佔有率最高。我國五軸聯動車銑中心剛剛起步，首台由瀋陽機床（SMTCL）與德國MAXMULLER公司合作生產，出現在CIMT2001中國國際機床展覽會上。雖然我國複合加工機發展起步較晚，但國內用戶在複雜零件加工、以及科研、新產品製造上也已使用了大量進口的車銑複合加工機。

    2結構分析

    (1）臥式五軸總體結構

    目前國際上五軸機床主流結構有伺服Y軸、直接Y軸、垂直Y軸等3種

    伺服Y軸，斜床身結構，通過X軸與刀架傾斜運動的運動合成，插補實現Y軸功能，代表機型MAZAK的INTEGREXIV系列、DMG的GMXlinear系列、DOOSSANPUMAMX、SMTCL的HTM6315Oiy系列。

    直接Y軸，斜床身結構，刀架沿垂直X軸方向上下運動，實現Y軸功能，代表機型WFL的M系列，SMTCL的HTM4O、HTM80系列。

    垂直Y軸，平床身結構，刀架沿垂直方l6J運動，實現Y軸功能代表機型MORISEllI的NTDCG系列、MAZAK的INTEGREXE-H系列，SMTCL的HTM6315O等。

    (2）結構對比

    直接Y軸：最早由奧地利WFL公司開發，設計思想基於車床，加工以車銑為主體，該結構Y軸行程及B軸刀架整體剛性受機床結構限制。

    伺服Y軸：目前大部分企業採用這種結構，與直接Y軸思想類似，源於車床，以車加工為主。兩軸插補實現Y軸功能，結構緊湊價格低，但Y軸行程受結構限制，一般行程較小。

垂直Y軸：近幾年基於加工中心與車床結構而開發，平床身整體框架結構，Y軸行程大，受整機結構限制相對少，MORISEKI車削直徑66Omm，機床Y軸行程420mm,Y軸行程比其他結構相近規格的機床要大，銑削範圍廣，性價比更高。

    基於以上原因，MAZAK公司將臥式機床分採用伺服Y軸結構的INTEGRXW和採用垂直Y軸結構的INTEGRXe一H二大系列。INTEGRXW系列的車削直徑一般小於760mm,IN犯GRxe一H系列的車削直徑為610一920mm。

    (3）技術差距

    國內近幾年開發的五軸聯動數控車銑加工中心，其基本參數、機床結構和國際水平接近。通過多年的努力，國內骨幹企業已經掌握了五軸聯動控制技術及機床基本結構原理，關鍵差距之處在機床的製造水平、精度、機床穩定性、機床平均無故障時間及機床應用領域基礎研究。

    精度及熱量補償技術在國際企業機床上已經普遍應用，而國內企業尚在實驗階段。國內企業總體精度水平較國際先進水平低，估計產品設計水平、質量、精度、性能等方面與國外先進水平相比個人估計落後至少5－10年。    

    3產品策略

    (1）總體規劃，實現通用性模組化目前國內骨幹企業臥式五軸機床以上3種Y軸結構均有，各企業產品線各自為政，雖然規格上實現了從φ400mm-φ250mm的產品佈局，但急需整合現有產品線，制定整體循序漸進技術發展戰略。目前國外五軸聯動機床交貨期一般為5－6個月，重大型機床為12－14個月。國內機床交貨期相對較長，用戶反映強烈。加快產品通用性、模組化步伐，是解決拖期交貨的重要途徑。模組化建設應著眼於選擇優勢結構，選擇有代表性產品為基型向上向下衍生規格，形成幾大基本系列，最大限度發揮零部件通用化的優點。通用性、模組化才能最大限度滿足用戶個性化的需求。

    (2）轉變思路提升素質

    機床設計是機、電、液、氣綜合學科的高度統一，是工程學與美學的完美體現。目前國內的機床設計、製造受傳統影響大，很大程度上是利用借鑒、比大的思路進行機床設計。五軸機床帶來了許多數控車床設計手段、理念的更新和應用的啟示，這些設計和應用理念必將在國內機床設計和生產領域產生重要的影響。對設計、製造人員的要求越來越高，提升素質轉變觀念時不我待。

(3）加大基礎理論的研究

    機床作為綜合學科，基礎理論的研究只有靠自己，基礎理論的研究涉及機床結構、震動控制、溫度控制、雜訊控制、刀具應用、數控系統應用、動態控制等眾多領域，這些方面目前還是空白。

    (4）持續改進加快產品更新速度

    國際上機床加工精度每8年提高一倍，加工手段，製造水平不斷更新，用戶的需求也與日劇增。    汽車行業每半年更新一次，國際機床企業基本2一3年產品更新一次，而我們的產品數年未變過，很多部件結構設計之後便沒有更改過，一直沿用至今。大力的持續改進可以彌補先天設計不足，適應現代設計、工藝製造水平，可以說持續改進是和新產品開發同樣重要的技術工作。

    (5）推進關鍵功能部件的研究

    我國歷來只重視主機的設計和製造，造成數控機床的功能部件（如滾珠螺桿，滾動導軌，數控車床轉塔刀架，加工中心刀庫和機械手），要麼質量差、可靠性不及國外名牌，要麼還是空白。為此必須自力更生加快機床功能部件研究，提升整體技術水平，目前瀋陽機床臥式五軸聯動的B軸，電主軸，進給系統，電氣控制方面的功能部件研究一直沒有實質性突破，關鍵技術還沒有掌握。

    4市場前景廣闊

    中國經濟的持續穩定增長，為數控機床行業的發展提供了廣闊的空間，軍工，航空航太、船舶工業、汽車及其零部件製造業等對數控機床、特別是高檔數控機床的需求急劇上升。國內大型機床企業紛紛涉足五軸機床但目前均處於實驗階段，用戶很少。

    (l）市場容量

    目前國內還沒有對五軸車銑中心的生產和銷售狀況進行統計的資料，2007年1一6月進口車床7240台價值3.36億美元，其中數控車床3446台價值2.99億美元，以高檔台數比重按1/5計算，合計689台價值，價值估計1.5億美元以上。

    (2）政策性好

    軍工企業採購，首選國產設備。2007年9月國防科工委下發的《軍工建設專案鼓勵採購國產設備若干規定》，明確提出軍工建設專案應首選國內自主創新的產品，逐步提高國產設備的採購比例，這一點對於國內機床行業來說就非常有利。指定範圍內的企業，採購首台重大的國產設備的採購人，可提前進入設定的採購程式、簽署訂購合同，凡是所需要的投資全部由中央財政給予安排。

(3）軍工市場需求

    “十一五”期間，我國用於國防裝備領域的技改投人約有2500億，我國國防工業將步人快速發展軌道，如此巨額的技改需求將進一步帶動製造裝備採購需求的快速增長。軍工行業技改力度加大，對機床需求持續增長，航空、航太以及軍工企業由於大多建廠早，設備老舊狀態嚴重，上世紀50-60年代產品占到企業現有設備的60％一70%，20世紀90年代之後的設備僅有10％左右。軍工行業進人設備更新週期，隨著國民經濟的日益強大，航空航太以及軍事工業也正發生著巨大變化，為了全面提高生產能力和科研能力，10大軍工集團均啟動了一大批技術改造項目以求改變目前的裝備狀況，該領域對高端機床需求持續增長。

    航空航太工業“十一五”期間航天器及運載火箭的發射將更為頻繁，同時載荷的提升與更高的技術質量要求，將推動相關設備更新需求的快速擴大。航空航太工業在新世紀對機床的需求，可概括為高速、多軸、精密、大型，40％一50％為五軸聯動用於精密、複雜零件加工。

    5營銷策略建議

    臥式五軸聯動車銑中心作為導人期產品進入市場試銷，存在尚未被用戶接受、銷售額增加緩慢、生產批量小、試製費用大、製造成本高等不利因素。結合五軸聯動車銑中心的目標用戶群主要是十大軍工企業的現狀，制定相應的營銷政策指導產銷，實現逐步擴大市場份額的目的。

    (l）穩定產品質量

    逐步完善現有產品結構配置，完善功能模組，提升產品質量，縮短與國際機床技術製造水平；加大用戶工藝基礎工作的研究力度，為用戶提供個性化機床，提供完美解決方案；加快交貨進度，減少用戶抱怨。

    (2）價格策略

    價格並不是主導因素，精湛的技術、強大的生產能力、過硬的服務才是根本。目前市場競爭主要是國外企業，價格是國內機床的2一3倍，配件、售後服務費用高的現狀，建議適度提高該類機床價格，為企業發展獲取利潤。在重大專案招標中，視競爭對手具體情況可採取靈活的價格策略，以最大限度搶佔市場份額。

    (3）渠道策略

    軍工企業的採購渠道與目前機床代理商主渠道有很大差異。因此廣結善緣，鼓勵有實力的代理商參與軍工企業招標專案，積極推動產品銷售。

 (4）大力促梢

    以培育產品市場認知度及提升產品知名度為目的，通過國內外各類展會、媒介、網路進行大力宣傳，提高用戶對產品的理解及品牌記憶；讓用戶瞭解高端機床的能力與水平，願意嘗試新產品並逐漸接受。充分利用不同的媒介組合，從而達到快速佔領市場、提升品牌知名度的目的，為產品以後的發展打下良好的基礎。

    (5）培養典型用戶

    榜樣的力量是無限的，通過典型用戶對售前項目的巨大輻射意義，實現以點代面的銷售策略。典型用戶機床應用比較深人，往往累積了很多成功的經驗，這些經驗可以總結推廣到其他相關類似用戶身上，可以指導機床持續改進。典型用戶能提出更多更有價值的需求，這些需求對產品發展有很好促進作用。

    (6）強力溝通

    強化高層交往及各級人員與客戶的交流溝通，以滿足客戶需求為目標。市場營銷的最終目標是使客戶滿意。切實搞好客戶關係管理，及時瞭解客戶各類需求，及時為用戶提供最優解決方案，與客戶的有效溝通就顯得尤為重要了。

    6結束語

    五軸聯動加工技術的發展將會給今後的生產帶來革命性的巨變。工廠的生產的模式、生產的組織、生產的管理將發生變化。預示著一個完全加工時代即將到來，五軸聯動機床的快速發展必將帶動整個產業的升級，帶動傳統機械加工理念的革新。