数控系统:工业母机国产替代核心赛道,布局龙头全梳理

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时间 2024年6月19日 预览 10

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在工业母机(机床)领域,核心零部件的技术水平和质量,直接决定了工业母机的整体性能和加工精度。

其核心零部件包括数控系统、编码器、光栅尺、滚珠丝杠、主轴、导轨以及转台等,这些构成了数控机床传动系统和数控系统的主体部分。

作为工业母机的“大脑”,数控系统承载着实现机床智能化的核心使命,是工业母机最为核心的部分。

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数控系统行业概览

数控技术,即通过数字、文字和符号组成的指令来实现对一台或多台机械设备的精确动作控制。这种技术通常借助通用或专用计算机来执行数字程序控制,因此也被称为计算机数控(CNC)。

数控系统不仅是数控机床的控制系统,更是其关键核心所在,其负责指导机床完成各项功能和作业,是机床精髓的集中体现。

数控系统大致可以分为两大类:一类是驱动装置,包括高速主轴、力矩电机、直线电机等各种类型的电机;另一类是控制及检测装置,如CNC系统、可编程序控制器、进给伺服控制模块等关键组件。

而根据功能和售价的不同,数控系统可以分为经济型、标准型和高档型三个层次。其中,高档型数控系统因其技术难度高、功能和性能要求严格以及可靠性要求高等特点,成为衡量一个国家高精度加工能力的重要标志。

数控系统的分类:

从产业链的角度来看,数控系统的上游主要包括计算芯片、功率模块、伺服系统等关键部件,而下游则广泛应用于数控机床及工业机器人领域。

数控系统位于产业链中游:

数控系统市场竞争格局和龙头梳理

高端数控系统作为满足航空航天、汽车、船舶等关键领域机械加工需求的重要战略资源,在发达国家受到严格管控,禁止对外销售或完全开放功能。

由于高端数控系统属于资本和技术密集型产业,已形成了由少数几家企业主导的寡头市场格局。

当前,国内高档数控系统市场几乎被外资企业所垄断。在市场竞争格局中,数控系统行业被划分为低档、中档和高档三个层次。

高端数控系统因其技术要求和附加值较高,主要被发那科、西门子、三菱、海德汉等国际知名企业所占据。

全球高端数控系统市场格局:

我国高端数控系统的国产化率不足10%,这严重制约了中国制造业的坚实基础和发展潜力。

我国在高端数控系统领域面临的主要技术壁垒包括伺服电机技术、应用级前沿控制技术以及系统可靠性等方面。

尽管国产替代的难度较大,但在国家政策支持下,近几年国内涌现出一批研制高档数控系统的企业,并实现了部分国产化。

为了加速国产数控系统的技术进步并迎头赶上国际领先企业,国家推出了一系列针对性的产业支持政策。

在国家科技重大专项的推动下,国内针对高端数控系统的关键部件,如数控系统装置、伺服电动机及驱动装置、主轴电动机/电主轴及驱动装置、力矩电动机及驱动装置、直线电动机及驱动装置等,立项了“04专项”课题。通过这些课题的研究和实施,成功攻克了一批关键核心技术,为国产高端数控系统的发展奠定了坚实基础。

国产厂商在政策大力支持下加速国产替代,数控系统主要参与厂商包括华中数控、广州数控、沈阳高精、科德数控、北京精雕、凯恩帝等。

在低端市场,我国部分数控系统产品已经优于国际水平,未来有望实现逐步国产替代。

近年来,通过国产企业的不断努力,我国数控系统行业在高端市场逐渐取得突破。例如,科德数控的GNC60高档数控系统实现了与德国西门子840D型高档数控系统的功能对标。在产品性能方面,我国部分产品已经优于国际水平,且价格优势较大,具备开拓市场的能力。华中数控、科德数控等企业已经掌握了伺服驱动、电机等技术,并且在产品自制率方面已经与海外龙头企业相差无几。

值得一提的是,国内数控系统龙头企业华中数控自主研发的华中9型数控系统是世界首台嵌入AI芯片的智能化数控系统,实现了全球数控系统市场的重大突破。搭载华中9型数控系统的华工激光三维五轴激光加工装备成功实现国产替代,可在国际市场上与巨头直接竞争。#机器人##数控机床##数控系统##工业母机##国产替代##科技##制造##财经#

结语

2023年我国机床产业迎来了多项利好政策。工信部等七部门联合发布了《机械行业稳增长工作方案(2023—2024年)》。该方案明确提出了要布局建设一批工业母机、仪器仪表等产业基础共性技术中心,以推动行业共性技术的研发和推广应用。政策的出台将进一步为机床产业的发展提供强有力的技术支撑和保障。

数控系统作为数控机床最为关键的部件,其技术提升将直接带动高端数控机床国产化率的增长。

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