机床再制造产业前景广阔
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机床再制造产业前景广阔
文／王德生
编者按：工业现代化，特别是制造业的现代化，需要装备制造业提供先进的制造手段。数控机床是加工各类装备的“工作母机”，是实现制造技术和装备现代化的基础装备，其性能、质量和拥有量已成为当今衡量一个国家工业化水平、综合国力的重要标志。据了解，我国是世界上最大的机
床消费市场。也是世界上机床保有量最大的国家。目前我国的机床保有量近７００７Ｆ台，但机床整体水
平仍然比较落后。据统计，目前役龄１０年以上的机床甚ｉ６０％ｔ，Ｘ上，这些机床在未来５—１０年都可能面临大修提升，甚至功能性报废或技术性淘汰，从而形成相当规模的可循环利用的再制造潜在资源。因
此，机床再制造产业市场潜力非常巨大。
ｌ机床再制造的内涵和意义机床再制造是一种充分利用现有废旧机床资源的机床制造新模式，与传统的机床报废处理和旧机床大修有着本质的区别，是一个充分运用现代先进的制造工艺技术、信息技术、数控及自动化技术、绿色制造技术等高新技术对废旧机床进行可再制造性评估、拆卸，以及创新性再设计、再制造、再装配的过程，其目标是规模化地再制造出比原机床功能更强和性能指标更优的新机床。
旧设备资源，以极小的代价获得性能先进的数控机床，提高加工效率和加工质量；可全面提升企业现有机床性能，有效提高企业加工制造能力。同时，可大量节省在铸造、切削加工时所消耗的能源，并减少对环境的污染。
２国内外机床再制造现状目前，美国已有２００多家专门从事机床再制造的企业及公司。如：Ｄｅｖｌｉｅｇ－Ｂｕｌｌａｖｄ（得宝）服务集团、ＭａｃｈｉｎｅＲｅｂｕｉｌｄｉｎｇ公司、ＤＯＣ
Ｔｏｏｌ
Ｍａｃｈｉｎｅ
Ｌｔｄ．）等机床企业。
欧洲最大的机床制造企
业——德国德马吉集团公司
（ＤＭＧ）提供机床的翻新（Ｒｅｔｒｏｆｉｔ）服务。据统计，日本从事机床再制造并具有一定规模的企业约有２０家，如大隈工程公司、冈三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工机公司和山本工程公司等。
国内的机床制造企业进行了部分废旧机床的再制造工作，并取得了一定的成果。如沈阳机床集团、大连机床集团、重庆机床厂等都有从事机床维修的机床维修服务部或子公司。国内有许多家第三方机床修理服务公司。目前，
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机床再制造可充分挖掘废旧ＴｏｏｌＳｅｒｖｉｃｅｓ等。此外许多机床机床的可利用价值，是对废旧机床进行的高新技术的产业化修复和改造。机床再制造能充分利用
生产企业也非常重视机床再制造工作，如：美国机床有限公司、美国辛辛那提机床公司（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ
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国内对废旧机床的再制造主要停留在修复、数控化改造等阶段。
模具修复技术、高强度纳米修补技术等），修复与强化机床导轨、溜板、尾座等磨损、划伤表面，并提高其尺寸、形状和位置精度。对机床的润滑系统及动配合部位采用纳米润滑添加剂和纳米润滑脂、纳米固体润滑干膜等技术以进一步提高机床的机械运行性能。
（２）选定数控系统和伺服系统在原设备上安装微计算机数字控制装置以及相应的伺服系统，以替代原有的电气控制系统，整体提升机床的控制性能与控制精度，实现加工装备的自动或半自动化操作。
根据要进行数控化再制造机床的控制功能要求，选择合适的数控系统是至关重要的。由于数控系统是整个数控机床的指挥中心，在选择时除了考虑各项功能满足要求外，还一定要确保系统工作可靠。一般以性能价格比来选取，并适当考虑售后服务和故障维修等有关情况。如选用企业内已有数控机床中相同型号的数控系统，将对今后操作、编程、维修等都带来较大的方便。伺服驱动系统的选取，也按再制造数控机床的性能要求决定。若采用同一家公司配套供应的数控系统和伺服驱动系统，再制造产品的质量和维修更容易得到保证。
（３）选取数控机床辅助装置在机床数控化再制造过程中，要根据机床的控制功能选取辅助装置。如选取四方或六角电动换刀架来实现刀具自动转换功能，刀位数的选择主要按被加工工件的工艺要求决定。由于大部分数控机床的辅助装置目前在国内已有不少生产厂家配套供应，所以选取后即可按其产品说明书在机床相应位置Ｅ进行安装、调试。
（４）电控柜的设计和制作由于普通机床的电器控制功能要求与数控机床不一样，所以在对旧机床进行机床数控再制造时，原机床的电器控制部分一般只能报废，重新按数控化再制造要求进行设计制作。强电控制部分的线路设计，主要根据数控系统输入、输出接口的功能和控制要求来进行；当控制功能较复杂时，为简化强电控制部分的电气线路，需要配置可编程序控制器（ＰＬＣ）。数控机床的强电控制部分设计中要特别注意的是，数控系统各接口信号的特点和形式要相配，并且在设计过程中应尽量简化强电控制线路。
（５）整机联接调试
旧机床上述各个部件的再制造过程完成后，就可对组装的再制造机床各个部件进行调试。一
３机床数控化再制造是机
床再制造的主要内容
目前，机床再制造主要表现为机床数控化再制造。机床数控化再制造是一条符合国家产业政策且又可行的途径，是指以可使用的普通旧机床作为“毛坯”，通过再制造手段将其制造成为具有数控机床功能的、且与新数控机床性能相近或相同的数控机床，其再制造的主要内容如下。
（１）精度恢复和机械传动部分的改进
随机床使用役龄的增加，机床的机械传动部件，如导轨、丝杠、轴承等都有不同程度的磨损。因此，机床数控化再制造过程中的首要任务是对旧机床进行类似于通常的机床大修，以恢复机床精度，达到新机床的制造标准。因此，机床数控化再制造可以结合机床的大修来进行，但机床数控化对机床精度的要求与普通机床的大修是有区别的，即整个机床精度的恢复与机械传动部分的改进，都要为满足数控机床的结构特点和数控自动加工的要求来进行，并应具有批量大修的特征。
通常采用纳米表面技术、复合表面技术和其他表面工程技术（如
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般先对电气控制部分进行调试，看单个动作是否正常，然后再进人联机调试阶段。
由于机床数控化再制造有多种方案，机床类型不同，再制造的内容也不同。所以上述机床数控化再制造内容并非一成不变，而要根据实际情况选用合适的方式，以使普通机床数控化再制造后的性能与新的同类数控机床性能相近或相同。
４机床再制造流程和技术框架
（１）机床再制造流程机床再制造的流程如图ｌ所示。从图中可以看出，再制造是一个闭环的过程，首先进行机床及零部件的回收，经过拆卸、清洗、检测之后进行零部件修复或机床的功能性再制造，然后对修
复后的零部件或新零部件进行再装配及整机检验，最后出售给用户或者按照客户要求发送给客户。由于客户的需求及机床损坏程度不同，再制造的过程亦有所不同，具有不确定性。
（２）机床再制造技术框架基于对机床再制造流程的研究，并集成相关的制造技术、数控技术、信息化技术、自动化技术等关键技术，形成如图２所示的机床再制造技术框架。
５我国机床再制造产业策略分析
（１）产业需求
我国是世界上最大的机床消费市场，也是世界上机床保有量最大的国家。据调查，在我国机械工业大中型企业的重要设备中，金切机床很大部分属于国内
一般水平和国内落后水平，属国内先进水平或的国际先进水平的仅占很小的比例。预计未来５一１０年，很多机床将不能满足现代加工工艺的要求，将迎来我国机床淘汰和报废高峰，废旧机床将以报废、闲置、技术性和功能性淘汰等各种形式对再制造和提升提出需求。再制造一台机床的费用可比购置新机床节约６０％一８０％，不但盘活了废旧机床资源，同时还将节约大量的机床制造成本，经济效益显著。同时，由于机床再制造强调对废旧机床资源的充分利用，具有显著的节能、节材，减少环境污染的效果，符合我国发展循环经济、建设节约型社会的战略需要。因此，在未来５一１０年。机床再制造在我国将迎来一个很好的产业化良机，具有良好而且
图１机床再制造流程图
６
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广阔的产业前景。
（２）产业主体
由于机床制造商是废旧机床的原始生产者，在机床再制造中将会具有很重要的地位和作用，具有技术、人才、品牌、信息等各方面的优势，其必将成为机床再制造的产业主体。机床制造商成立废旧机床再制造事业部或分公司，开展再制造业务，将是机床再制造产业的主要运行模式。目前国外很多机床制造商的实践也表明这种模式具有较强的可行性。此外，原来国有企业中的维改车间、数控化改造企业以及闲置设备交易市场的个体户等也将是机床再制造产业的重要参与者。
（３）产业模式
图２机床再制造技术框架图
再制造业务基础、条件较好的机床制造企业开展并加强再制造业务，形成～些“产业示范点”，形成规模后逐渐带动一批新的再制造企业发展，形成多条“产业线”，然后发展成为大、中、小型企业并存的机床再制造企业群，形成一个“产业面”。
６结束语
当前，国内发展循环经济成为热点，节能减排被放在经济指标的首位，发展机床再制造产业在这两方面都将大有可为。机床再制造在国内的发展和兴起不仅可以实现量大面广的旧机床产品
资源回收和循环再利用，节约资源和能源，减少环境污染，还将形成新兴的机床再制造与服务产业，具有重要的经济、社会和环境效益。
随着国家鼓励机床再制造产业发展的氛围逐渐浓厚，特别是受国际金融危机的影响，新机床市场急速下滑，机床产品积压严重。在销售明显不畅的背景下，再制造领域正越来越受到机床制造企业重视，一些机床制造企业已经开始悄无声息地把目标转向了再制造领域，机床再制造产业大有可为。
随着机床再制造技术的逐步成熟，机床再制造将形成基于废旧机床再造的新兴机床制造业、机床维修与升级服务业、机床以旧换新综合产业、各机床制造厂家的集成特约维修部、各生产企业的设备维修车间等形式的新型产业模式。产业的发展可以考虑在东北、华东、西南等优势地区优先鼓励和支持若干已有一定机床
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行业链接
国际机床巨头发展动态
１日、德数控机床制造商居绝时领先地位
从美国Ｇａｒｄｎｅｒ公司新发布的２００８年世界机床产值企业前二十名排名看，日本和德国最多。各占６家；美国、中国、瑞士和韩国各２家。而且日本和德国的机床企业包揽了前七名。可见以日本为代表的日系数控机床制造商和以德国为代表的欧系数控机床制造商在世界数控机床产业中占有绝对领先地位。该榜单与２００７年世界机床产值企业前二十名排名榜相比，德国通快公司继续以”．７１亿美元产值排名第一；日本山崎・马扎克和德国德马吉仍位居第二和第三；日本的天田、大隈、森精机和捷太格特（Ｊｔｅｋｔ），由于美国ＭＡＧ公司生产略有下滑，而依次提升到第四至第七；ＮＡＧ公司降至第八位；我国的大连机床集团和沈阳机床集团分别以１４．１９４亿美元和１３．３１５亿美元排在第九位和第十位。前十位的门槛，已由上届排名的１０亿美元左右提升到１３亿美元；而前２０位的
排序
１２３
４
进入门槛，也由上届的５亿美元提升到６．２亿美元。详见表ｌ。
日本、德国、美国入围企业的合计产值均已占其本国产值合计的６０％以上，可见其领先机床制造商垄断行业市场；而中国和韩国的两家入围企业占全国产值的比重则相对较低，分别为２５．７％和３３．４％，表明中韩两国机床生产集中度不高。表２列出了部分前
表ｌ
二十名企业的核心产品及优势。
２国际机床巨头抢占技术
翻高点保持领先优势
随着全球贸易的发展，世界机床巨头在技术、市场和产业等方面的竞争日趋激烈。主要表现在：一是新的制造领域，如微纳制造、光电制造、精确制造等不断涌现，新技术产业化步伐加快；二是新一代控制理论、新材料和
世界机床产值前二十名企业名单
国别德国日本
公司名称通快
山崎・马扎克德马吉
天田大隈森精机
截止财政年度
２（）（）８．０６２００８．０３
２００７．１２２００８．０３
机床产值（百万美元）
２７７０．６２６４０．０２１４１．２
１９１８．６
德国
日本日本日本日本
５６７
８９１０１ｌ１２
２００８．０３２００８．０３
２００８．０３２００７．１２
１８７７．４１７７５．８１５２４．６１４３０．０
１４１９．４
捷太格特
ＭＡＧ
美国中国
中国
大连机床沈阳机床斗山・英维高阿奇・夏米尔
舒勒
２（）（）７．１２２００７．１２２００７．１２
２００７．１２２（）０７．０９２０（）８．０３２００７．１２２００７．１２
１３３１．５
９８５．２
韩国瑞士
德国日本
９８３．６９６４．８８９６．２８８０．０
７５８．０７１６．９
１３
１４１５
牧野哈斯伊玛铬
维亚（ＷＩＡ）
美国
德国韩国德国
１６
１７
２（）（）７．１２
２０（）７．１２
１８１９２０
因代克斯
百超
６７５．８６６２．２６２２．３
瑞士德国
２００７．１２２００７．１２
斯来福ｌＩ缶
资料来源：根据ＧａｒｄｎｅｒＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｉｎｅ２００９年数据整理
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表２部分前二十名机床企业的核心产品及优势
公司名称国别
核心产品及优势
通快
德国柔性与精密钣金加工
山崎・马扎克日本
通用加Ｔ中心及车床，ＦＭＳ柔性生产系统德马吉
德国
通用加工中心及车床类，品种规格齐全天田日本钣金类，市场占有率高
大隈
日本通用加工中心及车床类，复合加工机床，数控装置森精机
日本
通州加工中心及车床，复合加工机床．
捷太格特
日本
转向系统、传动部件、轴承及机床
ＭＡＣ
美国通用加工中心及车床类，动力总成系统，专机技术大连机床中国
通用加工中心及车床沈阳机床中国通用加Ｔ中心及车床
阿奇・夏米尔瑞士电火花加工机床、高速加工中心舒勒德国
成形技术领域，大型压力机生产线牧野
日本加工中心、电火花机、线切割机哈斯
美国ｂａＴ．中心、车削中心、五轴及特殊机床因代克斯德国
数控车床百超瑞士
钣金类斯来福临
德国
磨床类
资料来源：上海科学技术情报研究所加工整理
新能源的发展，交叉学科和技术防止主轴故障，将停机时间降到（６）语音导航功能——语
的融合与带动作用明显；三是跨最短；
音告知操作内容或安全确认等国公司投入巨资加强技术创新研（２）智能化热位移补偿功
事项；
究，企图控制技术制高点，巩固其能——对热位移进行高精度补
（７）智能化平衡失调检测功
产业垄断地位；四是知识产权保偿，获得长期稳定的加工精；
能——对平衡失调进行检测分
护在国际机床贸易中的作用越来（３）智能化维护监控功
析，通过配重恢复平衡。
越大，标准和专利将成为技术和能——监控单元运行状况及消耗
德国德马吉集团推出以复合贸易控制权之争。新技术的应用品使用情况，可预防故障发生或和智能技术创新的第五代机床，使数控机床的技术发展迈向一个故障发生时迅速修复；
以其最近刚推出的第五代最新
崭新的阶段。
（４）智能化振动防止功ＣＴＸ
Ｍｐｈａ／ｂｅｍ／ｇａｍｍａ数控万
例如，日本山崎・马扎克公能——动态振动控制可大幅度抑能车床为例。该系列在万能加工司推出拥有７项智能技术的ｉ系制高速轴进给而产生的振动影领域确立了一个新的标准，在不列机床，即：
响，进行高速高精度加工；
增大机床占用空间的情况下，通（１）智能化主轴监控功
（５）智能化防止干涉功
过有针对性的结构标准创造更大能——对主轴的温度、振动、位
能——通过与机床同步的三维模
的空间。最新的ｃ＇ｒｘ系列通过移等状况进行自我监控，可预先
型进行干涉检查，防止干涉发生；
大尺寸安全玻璃将加工空间的可
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视性提高了４０％。更为人性化的是ＣＴＸ系列具有１９寸显示屏的创新性ＤＭＧＥＲＧＯｌｉｎｅ控制面板和符合人体工程学设计的可摆动操作台。最新第五代ＣＴＸ系列全面而且细致人微地带来了重大进步：更大的功率、更大的扭矩、更高的精度、更大的加工范围、更好的排屑效果、更好的人体工程学特性、更出色的灵活性、更高的舒适性和更高的生产安全性，性能提高２５％。这一机床等级中最出色的特点是具有众多独一无二的高科技元件，可以发挥高动态加速和延迟特性的一体式主轴电机、１２位或１６位伺服刀塔具有０．１ｓ换刀时间，标配带动力驱动功能，以及具有可调速度范围的尾座。
３企业并购重组升温布局全球市场
近几年来，发达国家政府支持本国机床行业以优势企业为龙头。以知名品牌和技术为依托，通过资本运作方式，进行兼并收购重组或开展战略合作，争夺数控机床产业发展的控制权。
美国投资公司成功收购组建ＭＡＧ工业自动化系统集团公司。旗下公司均是在机床行业内享有盛誉的国际知名品牌。２００５年４月ＭＡＧ从组建辛辛那提・兰姆（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ
Ｌａｍｂ）公司开始
道（Ｆａｄａｌ）、海瑟普（Ｈｅｓｓａｐｐ）、惠乐喜乐（Ｈ
ｎ
夏米尔”，并通过唯一的销售渠道全新上市。品牌整合的同时，集团对原有的产品系列也进行了整合，并且推出了最新的机床外形设计，将进一步扩大ＧＦ阿奇夏米尔作为向工模具加工行业提供机床工具的制造商的领先地位。此外，美国哈挺集团（Ｈａｒｄｉｎｇｅ）收购克林伯格（Ｋｒｉｎｇｂｅｒｇ）公司和
ｌｌｅｒ
Ｈｉｌｌｅ）、吉丁
斯・路易斯（Ｇｉｄｄｉｎｇｓ＆Ｌｅｗｉｓ）、维茨希・弗兰克（Ｗｉｔｚｉｇ＆Ｆｒａｎｋ）等；２００６年收购爱克赛罗（Ｅｘ—Ｃｅｌ－Ｏ）；２００７年完成对伯林格尔（Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ）、＋ＦＭＳ＋的收购，自此ＭＡＧ完成了一系列的收购并在之后的几年内对旗下企业进行资源整合。整合后的ＭＡＧ，更加凸显了企业的模块化和产品系列化，从而使得企业格局更加规整。
日本捷太格特（Ｊｔｅｌ（ｔ）集团由１３本光洋精工株式会社（ＫｏｙｏＳｅｉｋｏ，１９２１年成立）和日本丰田工机株式会社（ＴｏｙｏｄａＫｏｕｋｉ，１９４６年成立）于２００６年１月合并组成，两家公司合并成立的捷太格特集团除拥有世界第一的转向器行业市场份额外，产品还有传动部件、轴承及机床。目前捷太格特集团拥有３４０００名员工，在世界各地共有７０个业务点，涵盖的地区包括亚洲、大洋洲、北美洲和欧洲。２００９年７月２９日，捷太格特集团宣布签约收购美国铁姆肯公司（ＴｉｍｋｅｎＣｏｍｐａｎｙ）的滚针轴承业务。此项收购将巩同捷太格特在全球汽车轴承制造业领先的地位，同时也将进一步加强其向其他工业领域提供轴承产品的能力。
自２００７年７月起，瑞士ＧＦ阿奇夏米尔集团合并其原有的阿奇、夏米尔和米克朗三大成功品牌，形成单一的新品牌“ＧＦ阿奇
Ｌ些磨床厂后，增加了磨床和制
齿机床制造企业，提高了综合竞争力。在磨床领域位居世界首位的斯来福临磨床集团在其发展过程中，先后收购了８家世界顶级的磨床公司。
２００８年２月，意大利大型激光成形加工机制造商普瑞玛公司（Ｐｒｉｍａ）收购了芬兰的激光成形机制造商芬兰动力公司，收购总额为１．７亿欧元。目前普瑞玛在意大利、美国、中国等拥有１０个工厂。今后普瑞玛将同德国的通快、日本的天田和山崎・马扎克等同类产品公司在扩大销售上展开激烈竞争。
２００９年４月初，世界机床业
两大巨头——德国德马吉与日本
森精机签署战略合作协议。这项合作涵盖了生产、采购、设备研发，以及特定市场的销售与服务领域，其目的是为应对国际金融危机冲击，整合资源，以发挥共同的效率优势，扩大和培育各自在全球机床市场的份额。
（摘自《世界制造业总报告》）
拉开收购序幕。当年收购了蒂森克虏伯集团的机床部门，包括克劳斯惠勒（Ｃｒｏｓｓ
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Ｈｅｒ）、法
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机床再制造产业前景广阔
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
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机电一体化MECHATRONICS 2010(7)
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