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　　在今年四月份《經濟日報》的一次采訪中，中國機 床工具工業協會常務副理事長兼秘書長(會長)毛予鋒表 示，本輪《方案》是在中央提出發展新質生產力、推進高 質量發展的背景下推出的，必將發揮更大作用，可以說是 升級版和加強版，預計到2027年末，至少累計新增千億元 的機床類產品需求。

　　具體來看，針對本輪《方案》中提到的四大行動對機 床行業的影響，毛予鋒指出，設備更新行動最直接、最有 效，涉及大批量采購機床產品;消費品以舊換新行動屬于 需求側的新動能，可預見隨著消費品銷售增加，相關消費品上游制造環節也會產生新的設備更新或者添置需求， 進 而帶動機床產業銷量提升;回收循環利用行動的作用比較 間接;標準提升行動既是保障措施，又是發展目標。

　　眾所周知，機床是一個周期性較強的行業，國內上一 輪機床消費高峰大約在2011年至2015年，按照8年至10年 的更新周期，2019年至2025年之間有大批存量機床將進入 更換周期，再加上本次國家政策未來將會陸續出臺細則， 在更新周期疊加政策催化的作用下，國產“工業母機”行業 有望充分受益。

　　數控機床是一個技術含量較高、發展較快的分支行業，近十余年，中國數控機床行業高速成長，并已培育出 一批以數控機床為主打產品的企業和產業集群。從最近一 段時期的數據統計中也顯示出一些積極因素，根據工業和 信息化部中國電子信息產業發展研究院(CCID)下屬的賽 迪顧問制作的調查報告顯示，2024年1-4月，中國數控機床 出口額達99808.2萬美元，同比增長14.3%，近三年出口額 保持增長態勢，數控機床加速“出海”(如圖1所示);從 產品出口額來看，2024年1-4月，加工中心、數控機床出口 金額位列前兩位，分別達26035.9萬美元、21979.1萬美元 (如圖2所示)，占比26.1%和22.0%，總占比將近一半。

　　而從另一個角度，根據相關媒體報導，在全球經濟大 環境不佳的當下，2024年全球機床行業市場陷入低迷狀 態，加上日圓持續貶值，使得日系產品在國際市場上的競 爭力突顯;同時，中國大陸切削中心機床在中低端市場上 更增添了性價比優勢，特別是今年前個三月，中國大陸機 床出口的平均單價已提升到6萬美元左右，這對中高端產品 市場造成了嚴重的沖擊，并且中國大陸已躋身全球第二大 機床出口國的位置，僅次于德國。

　　五軸數控、復合化已是大勢所趨

　　隨著國內制造業創新能力的提升和產業升級的加快， 對高端數控機床的性能提出了更高的加工要求。產能提升 的前提是加工效率的提升，國家發展“新質生產力”倡導以 科技創新、質優方式來提高生產能力，在這一形勢下，由 于五軸數控機床在加工精度、加工效率、 一致性、穩定性 等方面均優于三軸機床，這使得越來越多的制造企業開始 采用五軸聯動數控機床來替代原有設備、加快產品的更新 換代速度，借此提高企業產品的市場競爭力。

　　以華中數控為例，一直以來公司以中高端數控系統為目 標， 目前的業務銷售中，中高檔數控系統占比較高，高檔數 控系統主要與五軸及以上高檔數控機床、多通道、重型數控 機床及高速高精、超精密機床配套，滿足通信、汽車、船舶 等高端重點領域高精度復雜零件的加工要求。在研發上，華 中數控與山東豪邁、東莞埃弗米、武重機床、天水星火等企 業合作，共同開發立式、臥式、龍門五軸加工中心，同時與 艾姆克斯、華工激光、昂克激光等機床企業展開深度合作， 共同開發五軸刻蝕機等各種類型五軸機床。

　　此外，科德數控今年一季度財報顯示，按整機產品結構分類，五軸立式加工中心占比50%，五軸臥式銑車復合加工 中心占比25%，五軸臥式加工中心占比25%。從新增訂單產 品結構的變化中可以看到，五軸臥式加工中心、五軸臥式銑 車復合加工中心等價值量更高的大機型的占比顯著提高。

　　另一個較為明顯的趨勢是，復合化加工是數控機床的 一個重要技術發展方向，特別是包括“車+銑”或“銑+車” 在內的五軸車銑復合加工中心的市場規模在近年呈現出明 顯的上升趨勢，平均增速要高于整體機床市場。

　　例如：科德數控銀川工廠項目按規劃達產后，以德創 系列五軸臥式銑車復合加工中心為代表的創新型五軸聯動 數控機床實現了規模化生產。按照整機產品結構分類，在 今年一季度科德數控的確認收入中，五軸臥式銑車復合加 工中心大幅躍升至60%的比例(以往只在10%以下)，均價 在350萬元左右，是典型的高附加值設備，且技術難度高、 工藝復雜、部分零部件供貨周期長。據介紹，科德數控的 五軸臥式銑車復合加工中心有KTM120、KTX1250/2000TC 和德創系列的KCX1200TM，分別適用于長軸類、盤類、套 筒類等回轉體類復雜結構零件的銑車復合加工，部分產品 集成了車、銑、鉆、鏜、攻 絲等功能于一體，對于形狀復 雜、精度要求高的異形回轉體零件，可在一次裝夾中完成全部或大部分工序的加工，既可保證精度，又能夠提高效 率、降低成本。

　　直驅技術方案認可度升高

　　在中國數控機床邁向高質量發展階段之際，國產化率 和自主可控是人們關注的議題，其中，床身、主軸、進給機 構、數控系統、切削刀具等核心部件起到至關重要的作用。

　　經過前一段時期的市場培育，如今，直驅技術產品和方 案的應用優勢得到了越來越多機床行業用戶的認可，應用普 及率開始迅速上升。例如，隨著現階段國內五軸工具磨床用 戶對于設備的精度、穩定性、可靠性以及綜合經濟效益等性 能要求的逐步提高，部分五軸工具磨床廠商正在尋求“直線 電機”替換“伺服電機+滾珠絲桿”的解決方案來實現技術升 級;而在五軸機床的旋轉運動軸上，采用DD馬達(力矩電 機)直接驅動的搖籃轉臺也得到了更廣泛的應用。

　　目前，直驅技術產品在五軸機床上的一個成功應用就 是針對旋轉運動軸的數控搖籃轉臺。這種轉臺采用DD馬達 (力矩電機)直接驅動，并通過在DD轉臺上安裝高精度圓 光柵，使得轉臺在實現高速度的同時，定位精度也得以大 幅提高，更重要的是，DD轉臺技術在機床領域的應用，令 到數控轉臺的生產制造變得比過去更加容易，即從本質上 降低了轉臺的制作和裝配“門檻”。

　　對此，資深高端數控機床領域專業人士易甘露介紹 道，以前轉臺的核心部件主要是蝸輪和蝸桿，目前能夠生 產這兩個核心部件的國內企業還很少，但采用DD轉臺方案 之后，只需要購買DD馬達安裝在轉臺殼體里面就可以了， 國外特別是一些頂級轉臺品牌包括一些機床如巨浪、SW、 GROB等都有采用DD馬達的轉臺，最近幾年國內一些廠家 也在大力開發DD轉臺，如昊志機電等。而另一方面，他也 指出，從實際應用來看，DD轉臺較為適用于輕切削加工場 景，因此目前國內很多3C制造行業都開始采用DD馬達的數 控轉臺;但要想實現更高的功率、扭矩以及更佳的剛性， 則DD馬達轉臺還需要在材料選用、動態設計計算、冷卻處 理等方面做進一步的提升。

　　除此之外，在高檔五軸數控機床的直線運動軸部分， 相較于伺服電機+機械傳動結構，(水冷型)機床專用直線 電機方案具有精度高、速度快、高響應、無磨損、零背隙 等優勢，并且具有極高的精度壽命，因而對于高檔數控機床的發展具有極高的技術價值和經濟價值。例如，雅科貝 思開發的五軸工具磨床方案中，在直線傳動軸運用的是具 備高響應性、水冷設計、低齒槽效應的AKH系列機床專用 水冷型直線電機;另外在A/B/C旋轉軸，則用的是大中孔、 水冷型、高扭矩密度、低齒槽效應的ADR-C系列機床專用 水冷力矩電機，使得這類直驅機床的精度壽命更長，加工 穩定性和一致性顯著提升。

　　數控系統成為數字化轉型的關鍵

　　數控系統是機床系統的“大腦”，在當前高檔數控機床 加速朝著多軸化、高精化、高效率等極致方向發展的趨勢 下，數字孿生、AI人工智能、開放式網絡等前沿技術正不斷 被引入到數控系統這一專業領域。

　　西門子“數字原生”高端數控系統SINUMERIK ONE將 虛擬世界和現實世界無縫銜接，通過出色的PLC和數控性能 來實現機床生產力優化，其集成SIMATIC S7-1500F PLC的 循環處理速度比之前的PLC快10倍，使機床更具有生產力， 速度更快，更加靈活和高效。SINUMERIK ONE已全面集成 到TIA Portal中，可基于一致的端到端工作流來幫助優化工 程過程，節省時間和資金。來自TIA Portal的數據為自動化 系統的數字化雙胞胎Create MyVirtual Machine奠定了基 礎，借助于該數字化雙胞胎，甚至在制造原型機之前，就 可以對機床進行工程調試，令用戶在一個虛擬環境中可對 工作流程進行完整的仿真和測試，從而顯著縮短機床上市 時間，并且成為了數字化轉型的關鍵要素。

　　針對五軸聯動數控機床較為復雜的數控系統，由于多 軸聯動和旋轉工作臺的存在，使得這類數控系統通常需要 同時控制多個運動軸，并實時調整它們之間的運動關系， 因此，五軸數控機床一般要求配備更高性能的數控系統和 先進的運動控制算法，以確保加工過程的精度和穩定性。

　　例如，海德漢新一代TNC7數控系統的動態碰撞監測 (DCM)功能，能夠可靠地檢測偏離基準加工操作的異常 情況并確保加工過程達到高質量，不僅可以避免機床部件 和刀具或夾具的碰撞導致后續損失，還能圖形化測量和記 錄機床工作臺上的夾具。在新版DCM的特有功能支持下， 可快速、直觀、可靠和全面記錄機床工作臺上的任何夾 具，不僅可圖形化測量和記錄夾具，還能用“模型輔助設 置”功能在圖形輔助下測量和記錄工件。因此，無需擔心探測功能，也無需擔心探測順序，幫助用戶直觀完成測量任 務，快速且輕松確定工件的多達六個自由度。

　　最近幾年，國內本土機床數控系統開發廠商迅速崛 起，科德數控、維宏股份、錸鈉克、阿帕斯等都是其中的 優秀代表。

　　維宏股份今年全新上市的NK550M多通道五軸加工中 心系統可適用于多種類型的復雜結構機床，例如：雙通道 RTCP、立臥五面體加工、雙通道型材加工中心、多軸群復 合型加工中心等，并提供更高效的精細度刀路、更精準的 精度補償以及預碰撞檢查等功能，確保通道間的交互更便 利、協同加工更安全、更高效、更精確。

　　此外，在競爭尤為激烈的金屬切削市場上，維宏股份 推出的FE30M高端加工中心系統從實際加工應用出發，強 化了圖形顯示功能;運用NcConfig工具智能精配、調試 優化;通過刀具管理功能、用戶宏程序、誤操作防止功能 等，解決了用戶使用過程中經常遇到的“痛點”和難點。 據介紹，目前FE30M系統已在維宏股份內部應用測試車間 進行了測試驗證，并與一些深度合作的企業展開了項目合 作，進一步驗證了系統的穩定性和可靠性。

　　結語

　　數控機床在中國的應用還處于發展階段，尤其是直驅 技術產品在高端五軸數控機床上的開發創新仍然是一個摸 索前行的過程。對此，有業內資深人士指出，高端數控機 床要求進給驅動動態性能高、金屬切除效率高、運動精度 高、刀具軌跡偏離度小，關鍵技術涉及到數控系統(硬件+軟件)、電機/主軸/轉臺/銑頭等功能部件、結構設計、 刀具等;同時，機床設計是一套系統工程，在設計直驅機 床時，應摒棄“裝上就行”的設計思想，不應盲目追求加速 度，而是應該重點關注磁吸力對剛性的影響、關注重切削 對電機推力的影響。目前機床領域用到的直線電機大部分 都是平板型直線電機，為了實現高端五軸機床高速、高精 的設計目標，高剛性和輕量化成為重點，因此需要通過結 構拓撲優化法來達到較好的剛度質量比。

　　也有廠商表示，越來越多的企業開始選擇國產五軸數 控機床，這無疑為精密部件行業提供了巨大的市場需求， 五軸數控技術的國產化，也為精密部件行業的技術創新提 供了契機。面對這一發展機遇，企業應加大在技術研發方 面的投入提升自主創新能力，以應對技術更新迅速的挑 戰;通過引進先進的制造設備和技術，提高制造精度和產 品質量穩定性;與供應商建立長期合作關系，確保原材料 的穩定供應，降低原材料價格波動的影響;積極開拓新的 應用領域和市場，擴大市場份額，提升企業競爭力。

　　廠商在開發直驅CNC機床方案時，應注意CNC用直線電 機不是簡單的替換，直驅技術產品具有高速、高精度、高 加速、高動態響應、跟隨誤差低、整定時間短等特點，廠 商需要針對CNC行業用戶，提供集成驅動器、直線電機、反 饋裝置、導軌于一體的整體解決方案，同時對電機防護性 能要有好的解決方案，包括防水、防腐蝕、防鐵性材料等 等，并且還需要培養更多能夠為直驅機床客戶提供全方位 服務的年輕化的應用工程師團隊。