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2003年日本综合加工机产销动向报导

立式综合加工机(前后行程500mm以下):追求更高的投资效率
立式综合加工机(前后行程500mm以上):期待汽车及IT业恢复带动市场
卧式综合加工机(工作台尺寸500mm以下):朝向高速化、模组化
其他类的综合加工机:5轴加工市场需求战争激烈

台湾机械大阪服务中心
崔海川 译
2003年10月


立式综合加工机(前后行程500mm以下):追求更高的投资效率

需求

立式综合加工机(MC)的优点在于不只容易使用之外,也广泛地使用在一些中?小加工物之零件加工上。另外,它也适合使用在模具上,要求多品种少量生产之加工领域里,透过高速化性能提高生产性,已是理所当然的事,如何更上一层楼地提高投资效率,则是目前的一道课题。此外,一些对应难切削材加工及小型机的开发也加速发展中。在此,除了进行小型化之外,也同时让它和比它更高一级的机种,拥有同等的加工领域,另一方面,尽量减少零件数目,来实现低价格化。

从立式综合加工机(前后行程500mm以下)之2002年的生产实绩来看,与汽车领域相关方面的业绩仍保持良好,然而与IT领域相关方面的业绩则仍持续降低,因此无论在台数上或是以金额为基准来看,和前一年相比,皆呈现出30%的负成长。在立式综合加工机方面前后行程500mm以下的构成比率上,以台数为基准占47.7%,金额则占35.2%,因此台数?金额皆减少3%左右。从单价来看,每台机种售价约880万日圆,和前一年相比增加约6万日圆。

客户需求动向

由于景气低迷,各制造厂在设备投资方面采取低调姿势,近来为了对应客户所要求的高速?高精度加工机能,不得不开发新机种,以刺激投资意愿的恢复。主要的客户层中,除了汽车零件相关之业界外,模具、飞机、医疗机器、IT、光学器材等较有投资需求。航太产业则由于多品种少量生产占大多数,因此以五轴加工机为主之立式NC的潜在需求较大。除此之外,电子零件及精密机械零件、半导体模具等方面之需求亦令人期待。

主要制造厂动向

各制造厂逐渐将生产着力于需求可望扩增之航太、模具及半导体为对象的五轴加工机。从数年前开始,厂商陆续提出模具加工专用化机种,为求与以零件加工为主要对象之立式NC作出区分。其原因在于为了因应高速、高效率、高品位加工需求之提升。

高精度对应机种方面,则以难切削材之重切削机种的开发较为活络。另,以工作物替换时间之短缩及工程集约化为目的之复合化亦正进行着。除此之外,将立式NC之控制轴增至五轴来进行具有复杂形状及自由曲面之工作物的加工等,使其提高加工效率。

产品开发

使用者的要求越来越严,随着低价格化,追求高机能化之技术的趋势亦越来越明显。虽然对应环境之新技术开发正在加速中,但进行符合变速变量生产之需求的生产线之结构也非常重要。例如,可抑制机械占有的空间,并能够对应更大的治具之工作台固定型等。

另外,Dry Cut亦于进行中,例如使用高纯度一氧化碳瓦斯之Dry Cut加工系统等。除了可抑制由于氧化所引起的精度变化外,也可容易处理切削及回收再利用等,对作业环境及经济之提升贡献很大。

立式综合加工机(前后行程500mm以下)的单价统计 立式综合加工机(前后行程500mm以下)的生产统计
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立式综合加工机(前后行程500mm以上):期待汽车及IT业恢复带动市场

需求

由于轴移动量500mm以上之立式综合加工机(NC)操作性良好,因此广泛使用于大兴型工作物零件加工上,尤其是面的加工领域特别多之板状物-模具等多品种少量生产之加工等。

依据机械统计,2002年之生产实绩为2,724台,较前一年减少26.9%,金额为401亿9,600万日圆,减少26.8%。由于资讯技术IT景气低迷,导致需求量减少,数量及金额2年均呈现衰退。2000年时生产台数创下过去10年来的最高纪录,金额亦继97年以来达第2高之数字。但2年来生产台数已减至2000年的53%,生产金额也缩减至61%的水准。

由于2003年汽车之设备投资需求即将扩大,行动电话等IT产业亦显示恢复趋势,业界期待将可带动综合加工机市场。

客户需求动向

需求以汽车、IT、模具产业较高,这些产业着重于高速化之生产性的提高,以及投资效率之提升。

另外为了对应削减经费之需求,将机能集中,减少零件数来达到低价格化,提高投资费用效果之策略亦进行当中。从设计阶段开始就活用电脑的有限原素法及各种模拟等数位技术来提高动态精度之机械构造亦是业界所追求之目标。

主要制造厂动向

以往均针对一般机械产业或航太产业等较广泛之范围,而近年来产品开发动向之趋势则以「零件加工」「模具加工」等市场细分化为主。

另外,对应树脂材料及铝材料,钛等难切削材加工之产品亦趋细分化。

产品开发

目前所进行之开发为以缩短工作物交换时间及工程集约化为目的之复合化。

以往都透过数台之机械来进行复合加工。例如从模具的粗加工到无需精研磨等一连串的工程,均可透过一台机械以一次挟持之手法来进行,因此对提升机械加工使用者的竞争力贡献很大。

另一项开发重点为高速化之对应。有关主轴的高速化,随着主轴回转数的高速化,以缩短非切削时间为目的,可明显看出主轴起动及停止时间缩短之效果。另外,进给速度的高速化方面则由于线性马达及大导程?双滚珠螺杆等之使用,已开发出每分60m以上,甚至超过100m之产品。

除此之外,为因应环保问题,亦积极进行半干式(Semi- Dry)切削及减低电力使用等可节省能源之对策。

 

立式综合加工机(前后行程500mm以上)的单价统计 立式综合加工机(前后行程500mm以下)的生产统计
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卧式综合加工机(工作台尺寸500mm以下):朝向高速化模组化

需求

卧式综合加工机,由于加工面属于垂直之故,切屑排除状态良好且适用于长时间无人操作方式。此机种之特征在于,由于采用垂直工作台,大都使用在加工时间需要花相当长之大型的塑胶模具上。此外,透过模组化之构成,利用此一最佳化的系统,可以缩短出货时间。除此之外,由于该机种无人操作即可进行加工,和一般的单体机相比,费用效率也较高。

随着IT化的进步,卧式综合加工机的周边附属配备功能也愈趋充实。例如,可在远处监视系统的运作状况之遥控监视器,以及在显示器上可输入在程序上的安装指示,或是一些检查项目等。

就卧式综合加工机2002年的生产实绩来看,若以台数为基准,和前一年相比减少40.6%,以金额为基准,则减少39.0%。另一方面,卧式综合加工机(工作台尺寸500mm以下)的生产实绩,以台数为基准计2,480台(和前一年相比减少37.1%),金额计218亿3,600万日圆(和前一年相比减少32.6%),由此一数据显示出台数、金额均减少2位数以上。虽然在汽车小零件加工的业绩仍表现良好,但由于2001年景气的波动及产业界的一阵设备投资缓和之风潮下,影响相当大。

此外,工作台尺寸500mm以下的机种占卧式综合加工机整体之比率,以金额为基准,和前一年相比增加3%的31.3%。平均单价方面,每台售价较前一年增加7.2%之1882万日圆,略呈上升倾向。

客户需求

工具机业界的市场环境依然持续在景气低迷之状态中,然而在客户所要求的是多品种少量生产,以及透过工程集约来提高生产性或具备弹性化地可对应各式各样加工物的变化之机械设备。汽车制造厂的设备投资需求仍保持相当稳定的成长,因此可期待日后的需求会呈现增加的局面。此外,检讨导入因应制度根本的之生产对策,可促进一些能够有弹性地编成生产线之小型机种的需求。

某些制造同样机种的制造厂,不仅将机种性能加上高速、高精度化,且将机体朝向小型化,以及着力于如何提供更低价格给客户。此外,将机体精巧化或是生产线弹性化之对应也是此型机种开发的重点之一。

产品开发

从技术开发的动向来看,主要在于可整合主轴的回转速度、或高进给速度、精密度的追求、热变化对策、模组化等方面。在这当中,还是以工具机的基本课题之高速化之开发较为进步。

其中,以进给加速度的高低,决定零件加工的时间及生产效率。在高速进给技术方面,在驱动机构上采用线性马达之机种有增加趋势。另一方面,不使用线性马达,在进给轴上利用高导程(high lead)滚珠螺杆驱动,进给加速度1.5G~2G,快速进给速度120m/min之高速卧式综合加工机也已成功研发出来了。

此外,在主轴上采用二面束紧刀把的切削加工,以及主轴回转20,000rpm,快速进给速度60m/min、往返定位、Tip to Tip等追求缩短非切削时间。伴随着高速化的演进,在热变化对策方面,为了防止精度降低之故,应用独自的补正装置,以及主轴冷却装置,冷却液装置等。

 

卧式综合加工机(前后行程500mm以下)的单价统计 卧式综合加工机(前后行程500mm以下)的生产统计
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其他类的综合加工机5轴加工市场需求战争激烈

需求

作为其他类的综合加工机之代表机种有门型综合加工机以及多轴控制综合加工机等。门型综合加工机,主要为平面型(planer type)的大型综合加工机,适用于大型加工物的重切削加工、精密加工方面。在它的主轴上装备可立?卧回转的主轴头,并安装了一些附属装置,做为五面加工机,专门使用在大型零件的机械加工上。

五轴控制综合加工机大致可分为两种。一种为工作台固定时主轴头可倾斜之机种,另一种为工作台可倾斜使用之机种。一般而言,以装着圆形状工作台上设有X、Y、Z轴等,再加上A、B二轴成为五轴控制综合加工机之机种为主流,专门使用在轮郭加工或是曲面加工等。其加工内容大致上是以与航空相关的零件如涡轮、涡轮叶片等一些具有复杂曲面、形状之零件居多。主要关键在于程式的设计,及高度的技能上。

从其他类的综合加工机之生产实绩来看,97、98年显示出这两年的生产实绩都维持在400亿日圆上下,但99年至2001年3年间则连续呈现减少,金额降至270至250亿日圆左右。到2002年时跌幅更加深刻,生产台数较前一年减少37.2%,金额则减少23.0%。因此,以金额为基准来看,已连续4年呈现负成长。从单价来看,由于高机能化?大型化之倾向,因此每台单价为4,364万日圆,和前一年相比大约高出807万日圆左右。

客户需求

主要的客户层均属于模具、飞机、医疗机器、IT、光学机器相关等相当广泛范围之产业界。在这些市场当中,又以一些中?小形加工物且具复杂形状之精密零件市场为主要对象。例如,在飞机业界里,喷射引擎内部所使用的涡轮或叶片等加工物,若不使用同时五轴控制综合加工机的话,就无法切削。在汽车零件中,则有某些不易加工的斜孔穴或切削方面之BOSS加工、多面加工、肋加工等一些模具的多品种少量生产零件。

主要厂商动向

各制造厂预测飞机市场今后的需求将会扩大,另以模具、半导体等为主要对象之五轴综合加工机之研发的进行亦会有加强的趋势。

在最新的机种动向方面,着目于高难切削材的重切削机种的开发,进行也相当活络。此外,如何缩短工作物的安装时间,或是以工程集约化为目的之复合化的发展,也相当顺利地进行之中。例如,大隈豊和机械的复合型五轴控制加工机MILLAC的特色在于主轴头可旋转再加上工作台可水平面旋转之故,可对应一些又重又大的工作物。透过旋回式2APC的标准装备,可提高加工效率。因此,作为一种从航空业界的涡轮机叶片之零件、以及铝材料有增加倾向之汽车零件、家电零件的量产加工机,目前正在加强扩大销售之中。

产品开发

基于客户不同的需求,各制造厂分别进行各式各样的产品开发。例如,姿势较稳定,干扰也较少之重型工作物、或在主轴内装置马达来达到高速高马力等之产品。客户之要求亦非常严谨,除了低价位化之外,也必须追求更上一层之高机能化。此外,亦加速进行开发如何对应环境集省能源化等趋势的新技术。比如,Z轴的平衡以air方式,然后将那air还元到贮水槽(reservoir tank) 再利用之省能源结构。


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