机床行业系列专题（二）-数控机床的简单结构拆解-中邮证券_16页_983kb

报告摘要

机械设备行业深度报告：数控机床核心零部件分析
2023年8月20日

行业概况
数控机床是工业母机的核心，通过数字化控制实现复杂型面零件的高精度加工。随着制造业向智能化、柔性化发展，国内机床行业数控化率快速提升，核心零部件国产化进程加速。行业面临技术壁垒，关键部件突破将推动国产替代。

数控机床工作原理

三步控制流程：
- 接收数控程序（NC代码）：输入加工轨迹、工艺参数等数据；
- 翻译为机器码：转换为计算机可识别的二进制指令；
- 输出控制信号：驱动坐标轴移动与主轴旋转，完成切削加工。
结构组成：
- 机床本体：包含主运动机构（主轴）、进给机构、导轨、刀库等；
- 伺服系统：通过驱动装置与电机控制运动精度，分为开环、闭环、半闭环三种类型；
- 控制系统：由数控装置（CNC单元）、PLC及程序载体构成；
- 辅助装置：冷却、润滑等配套系统。

核心零部件分析

伺服系统：
- 市场规模：2018年133亿元，预计2023年超195亿元，年复合增长率约8%；
- 应用领域：机床工具（20.4%）、电子制造设备（14.5%）、包装机械（12.6%）等；
- 技术需求：高精度、稳定性、快速响应、宽调速范围、低速大转矩；
- 国内现状：中低端市场为主（5kW以下电机），高端依赖进口（松下、安川、三菱等国际龙头占主导），国产替代仍需突破。
电主轴（主运动结构）：
- 市场规模：2021年达478亿美元，预计2028年774亿美元，CAGR为66.7%；
- 技术方向：大功率（兼顾低速粗加工与高速精加工）、高转速（需精密轴承与润滑技术）、高精度（通过特殊轴承与预负荷技术）；
- 国内进展：昊志机电等企业技术进步显著，但整体仍落后于瑞士、德国等先进国家。