3C产业伴随设备国产化率提升,国产数控系统已实现大规模进口替代。
国内 3C 产业快速增长,对于设备采购需求较大,国内加工 3C 产品的高速钻攻机一直被日 本、美国、韩国等国家占据第一阵营,3C 产品对于复杂曲面加工要求较高,对于数控系 统、设备的效率、精度均有很高要求。伴随国内设备供应商崛起,国产数控系统有了推进 国产替代的基础。华中数控在 3C 产业率先起步,14 年华中数控瞄准了国内快速爆发的 3C 设备市场,基于 华中 8 型高档数控系统推出了 3C 行业高速钻攻机数控系统 HNC-808AM,经过与海外数控 系统性能测试,在部分加工指标上实现了反超。
目前华中数控基于华中 8 型数控系统的高速高精、多轴多通道技术、直线电机控制等关键 技术,在手机打磨抛光、玻璃盖板加工领域与创世纪、宇环数控、汇专科技、蓝思科技、 嘉泰数控等企业实现了深度合作,目前华中数控已有数万台数控系统应用在 3C 产业,与 海外数控系统供应商同台竞技。

新能源汽车与航空航天领域有望为国内机床企业带来成长机遇:1)航空航天领域:高端机床国产替代需求旺盛,国产大飞机产业链持续释放增量市场需 求。以五轴机床为例,其在航空航天领域应用场景较多,覆盖飞机结构件、起落架、叶片、 机匣、压气机叶轮等部件加工。伴随国产大飞机逐步进入批量制造,五轴机床需求有望持 续提升。同时在贸易摩擦影响下,航空航天领域急需可以实现进口替代的高端机床,增量 市场空间有望向国内企业倾斜。 2)新能源汽车:一体化压铸等新工艺推进有望持续带来五轴等高端机床需求增长。新能 源汽车制造向轻量化、一体化转型,一体化成形的异型结构件有望带来增量空间。
航空航天:“自主可控”加速,国产份额有望持续提升。 在航空航天等高端制造领域以叶轮叶盘、透平机械类为代表的典型复杂曲面零件需要具备 高动态、高精度、高响应的高端五轴联动加工设备,之前设备主要依靠进口。目前科德数 控、华中数控均在航空航天领域积累了较多成熟案例,在当前航空航天产业链“自主可控” 需求催化下,国产份额有望持续提升。 科德数控基于自研数控系统,搭配自研直驱/双直驱高刚性加工中心,针对航空航天整体 叶盘、涡轮转子、复杂箱体类零件的高效精密加工积累成熟经验,市场累计销售数百台, 建立了广泛客户基础。同时通过改良刀具和工艺,在开粗切削深度、总加工时长等方面显 著领先传统工艺,钛合金机匣加工时间可缩短至 3 小时 30 分钟。
华中数控在航空航天领域覆盖了沈飞、成飞、中国航发、中国商发等多家企业,华中 8 型数控实现了对于进口高端机床的数控系统替换,根据《中国战略性新兴产业研究与发 展·数控系统》统计数据(出版时间为 21 年 10 月),沈飞、成飞等 12 家企业共应用了 200 多台套 HNC8 型数控系统,五轴以上 100 多台套;中国航发、中国商发等 6 家企业共 应用了 100 多台套 HNC8 型数控系统,其中五轴数控系统 20 多台套;航天系统 15 家企业, 应用了 200 多台套 HNC8 型数控系统,其中五轴数控系统 60 多台套。
2020 年,华中数控参与沈飞、沈阳航空制造有限公司等企业联合打造的航空复杂结构件 智能制造生产基地项目建设完成,该项目是国内航空航天领域首条全部应用全国产高档数 控设备的智能制造生产线,同时也是航空航天领域配套华中 8 型五轴数控系统最多的智能 制造生产线,国产数控系统有望持续助力航空航天产业设备“自主可控”。新能源汽车:新材料、新工艺,为国内企业带来切入机遇 目前伴随汽车制造材料变化,新能源汽车“三电”涉及的电机壳、电池箱体、电池箱上盖、 电池箱底壳、高压盒 PEU 壳体,减速箱壳体等材料以铝合金组件为主。相比传统燃油车铸 铁加工,针对机床设计、加工工艺等方面的最优方案机床厂仍处于探索状态,为国内机床 厂切入赛道带来了机会。
目前华中数控在铝合金结构件加工领域,针对铝合金材料去除量大、刚性低、强度弱等特 性已经具有成熟解决方案,开发了针对 3C 产业的铝合金复杂精密结构件加工自动化柔性 线,未来有望向新能源汽车相关应用推广。
智能化、新技术为国产数控系统带来错位竞争机会,打开新的应用空间。智能化:智能机床+智能产线,打造错位竞争。NC-Link 协议实施,加速机床行业智能化。数控装备工业互联网通信协议(NC-Link)发 布,为数控机床互联互通实现了统一标准,目前广州数控、华中数控、科德数控等企业已 实现了 NC-Link 协议。以华中数控为例,在自研数控系统、工业机器人、自主开发 NCUC 总线协议及 EtherCAT 总线协议加持下,可满足动力电池、新能源汽车多品种、多批量、多工艺融合的柔性化、 智能化加工需求。华中数控作为数控系统供应商,针对智能化发展趋势,在数控系统软件、数控系统硬件、 生产线管控软件均有独立优化,有望构筑差异化竞争优势。从机床看,目前华中数控与多家机床厂联合开发智能机床,集成集成了智能轮廓误差补偿、 热误差补偿、健康保障、断刀检测等智能化功能,使机床加工效率、编程操作的易用性大 幅提升。
新技术:配套新技术应用,赋能机床厂技术升级。以机床产业新技术直线电机为例,直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能,而 不需要任何中间转换机构的传动装置,用于替代机床原有的滚珠丝杠传动结构。传统的机床进给驱动系统是“旋转电机+滚珠丝模”机构,中间部件多,运动惯量大,而 且滚珠丝模本身俱有物理局限性,因此产生的线性速度、加速度及定位精度均有限,不能 满足超高速、高精密加工的需要。直接电机产生直线运动,结构简洁,运动惯量小,系统 刚度高,快速响应特性好,高速情况下能实现精密定位,产生推力大,尤其运动速度、加 速度高于滚珠丝模的若干倍,工作行程可以无限长,维护少、寿命长。所以对于控制精度 高于 2μm 以上的数控机床,直线电机是优选功能部件。
华中数控 HSV-180UD、HSV-150E,支持各类直线电机、高精度光栅尺、线性导轨及大理石 或矿物铸造床身,可满足高速高精密模具机的需求。 目前部分厂商通过与华中数控合作,实现了原有设备的性能“飞跃”,依托与国产数控系 统的高性价比与部分先进技术,实现了数控系统厂商“赋能”主机厂: 1)钻攻机:钻攻机采用新型直线电机+永磁同高速电主轴+多主轴加工,满足绕 5G 基站 散热器、天线板、金属手机壳等大批量加工领域的特定需求,得到批量应用。2)三头雕铣机:进给轴全部用直线电机,加速度 2g,快移达 80m/min,高效批量加工小五 金类产品 3)直驱五轴加工中心:与深圳某机床厂合作研发全直驱五轴数控加工中心 YH-WZ640,已 实现批量销售,从“3+2”直接升级为五轴联动,X、Y、Z 三个直线运动轴采用具有自研 直线电机,推力大,响应快,结合高精度光栅尺形成全闭环控制。