第一节 直线电机驱动精密定位平台项目界定
直线电机驱动精密定位平台是伺服定位系统的一种,是采用直线电机直接驱动,实现所需精密直线运动的必要设备。
直线电机是将电能直接转化为直线运动方式的机械能,而不需任何中间转换设备(例如滚珠丝杠、齿轮箱、齿条与齿轮和传送带等),且轻松就能够在越来越多的应用场合中获得足够高的动态性能。直线电机驱动的工作平台,具有结构简单,速度快,灵敏度高,随动性好,定位精度高,适应性强,工作稳定可靠等突出特点。
第二节 直线电机驱动精密定位平台应用领域分析
直线电机驱动精密定位平台因其高精度、可控性强、实用性高、维护简单、因而广泛应用于科研、激光应用、全自动计量检测仪器设备、工业自动化等领域;以及实现真空、污染、无菌、辐射等环境下的位移控制。略……
第三节 中国直线电机驱动精密定位平台项目产业发展环境
一、宏观经济环境分析
2010年前三季度国民经济运行态势总体良好,初步测算,2010年前三季度国内生产总值268660亿元,按可比价格计算,同比增长10.6%,比上年同期加快2.5个百分点。
2010年前三季度,面对复杂多变的国内外环境和各种重大挑战,在党中央、国务院的正确领导下,各地区、各部门坚持实施应对国际金融危机冲击的一揽子计划和各项政策措施,加快推进经济发展方式转变和经济结构调整,经济向好势头进一步巩固,继续朝着宏观调控的预期方向发展。
初步测算,2010年前三季度国内生产总值268660亿元,按可比价格计算,同比增长10.6%,比上年同期加快2.5个百分点。分季度看,一季度增长11.9%,二季度增长10.3%,三季度增长9.6%。分产业看,第一产业增加值25600亿元,增长4.0%;第二产业增加值129325亿元,增长12.6%;第三产业增加值113735亿元,增长9.5%。
1、农业生产形势较好,秋粮预计增产较多。全年粮食产量有望再获丰收。2010年前三季度,猪牛羊禽肉产量5439万吨,同比增长2.6%,其中猪肉产量3589万吨,增长2.7%。
2、工业生产较快增长,企业效益大幅提高。2010年前三季度,全国规模以上工业增加值同比增长16.3%,增速比上年同期加快7.6个百分点。分季度看,一季度增长19.6%,二季度增长15.9%,三季度增长13.5%。2010年前三季度,分登记注册类型看,国有及国有控股企业增长15.1%,集体企业增长9.4%,股份制企业增长17.3%,外商及港澳台商投资企业增长15.8%。分轻重工业看,重工业增长17.5%,轻工业增长13.6%。分行业看,39个大类行业中38个行业实现同比增长。分地区看,东部地区增长15.6%,中部地区增长18.9%,西部地区增长15.6%。工业产销衔接状况良好,2010年前三季度工业产品销售率为97.8%,比上年同期提高0.4个百分点。
1-8月份,全国规模以上工业企业实现利润26005亿元,同比增长55%。在39个大类行业中,36个行业利润同比增长,1个行业由亏转盈,2个行业利润同比下降。
3、固定资产投资增长较快,投资结构有所改善。2010年前三季度,全社会固定资产投资192228亿元,同比增长24.0%。其中,城镇固定资产投资165870亿元,增长24.5%;农村固定资产投资26358亿元,增长20.5%。在城镇固定资产投资中,第一产业投资增长17.7%,第二产业投资增长22.0%,第三产业投资增长26.7%。分地区看,东部地区投资增长21.5%,中部地区增长27.1%,西部地区增长26.5%。2010年前三季度,房地产开发投资33511亿元,增长36.4%。
4、消费品市场平稳较快增长,热点商品持续旺销。2010年前三季度,社会消费品零售总额111029亿元,同比增长18.3%。按经营单位所在地分,城镇消费品零售额95987亿元,增长18.7%;乡村消费品零售额15041亿元,增长15.8%。按消费形态分,餐饮收入12632亿元,增长17.6%;商品零售98397亿元,增长18.4%。其中,限额以上企业(单位)商品零售额40945亿元,增长29.3%。热点消费快速增长。其中,汽车类增长34.9%,家具类增长38.4%,家用电器和音像器材类增长28.1%。
5、居民消费价格温和上涨,工业品出厂价格涨势趋稳。2010年前三季度,居民消费价格同比上涨2.9%。其中,城市上涨2.8%,农村上涨3.1%。分类别看,八大类商品五涨三落:食品上涨6.1%,烟酒及用品上涨1.6%,医疗保健和个人用品上涨2.9%,娱乐教育文化用品及服务上涨0.6%,居住上涨4.1%;衣着下降1.1%,家庭设备用品及维修服务下降0.3%,交通和通信下降0.3%。9月份居民消费价格同比上涨3.6%,环比上涨0.6%。2010年前三季度,工业品出厂价格同比上涨5.5%。9月份工业品出厂价格同比上涨4.3%,环比上涨0.6%。2010年前三季度,原材料、燃料、动力购进价格同比上涨9.8%。
6、对外贸易增长较快,贸易顺差有所减少。2010年前三季度,进出口总额21487亿美元,同比增长37.9%。其中,出口11346亿美元,增长34.0%;进口10140亿美元,增长42.4%。进出口相抵,顺差1206亿美元,同比减少149亿美元。
7、城乡居民收入继续增长,农村居民收入增速快于城镇。2010年前三季度,城镇居民家庭人均总收入15756元。其中,城镇居民人均可支配收入14334元,同比增长10.5%,扣除价格因素,实际增长7.5%。在城镇居民家庭人均总收入中,工资性收入增长10.1%,转移性收入增长12.5%,经营净收入增长9.9%,财产性收入增长18.5%。农村居民人均现金收入4869元,增长13.1%,扣除价格因素,实际增长9.7%。其中,工资性收入增长18.7%,家庭经营收入增长8.7%,财产性收入增长19.4%,转移性收入增长17.2%。2010年前三季度,扣除价格因素,城镇居民人均消费性支出实际增长6.3%,农村居民人均生活消费现金支出实际增长7.3%。
8、货币供应量基本稳定,人民币存贷款余额同比增量有所减少。9月末,广义货币供应量(M2)余额69.6万亿元,同比增长19.0%;狭义货币供应量(M1)余额24.4万亿元,增长20.9%;流通中货币(M0)余额4.2万亿元,增长13.8%。金融机构人民币各项贷款余额46.3万亿元,比年初增加6.3万亿元,同比少增2.4万亿元;人民币各项存款余额比年初增加10.3万亿元,同比少增1.4万亿元。
二、政策法规及标准
1、产业政策
在2009年世界经济变数加大,我国制造业积极应对的形势下,国务院新近通过了《装备制造业调整和振兴规划》。规划提出要提升四大配套产品制造水平,夯实产业发展基础。
1)大型铸锻件。重点发展大型核电设备铸锻件,百万千瓦级超临界/超超临界火电机组铸锻件,70万千瓦以上等级大型混流式水轮机组铸锻件,石化、煤化工重型容器锻件,冷热连轧机铸锻件,大型船用曲轴、螺旋桨轴锻件,大型轴承圈锻件等。
2)基础部件。重点发展大功率电力电子元件、功能模块,大型、精密轴承,高精度齿轮传动装置,高强度紧固件,高压柱塞泵/电动机、液压阀、液压电子控制器、液力变速箱,气动元件,轴承密封系统、橡塑密封件等。加快发展工业自动化控制系统及仪器仪表、中高档传感器等。
3)加工辅具。重点发展大型精密型腔模具、精密冲压模具、高档模具标准件,高效、高性能、精密复杂刀具,高精度、智能化、数字化量仪,高档精密磨料磨具等。
4)特种原材料。重点发展耐高温、耐高压、耐腐蚀电站用钢(钢管),大型变压器用高磁感取向硅钢,高压、特高压输变电设备用绝缘材料,高速列车转向架、轮对用特种钢,飞机用高档铝型材,轴承、齿轮、模具、量具、刃具、高强度紧固件用特种钢,机床滚珠丝杠和直线导轨专用钢材,高耐磨钢,高强度、耐高温、低磨损、长寿命复合密封材料等。
这些锻造件、基础部件、加工辅具等部件的发展都需要相关行业掌握精密加工技术,政策的出台有利于直线电机驱动精密定位平台产业的发展。
2、相关标准
我国精密加工相关标准
标准编号 | 标准名称 | 实施日期 |
GB/T20957.1-2007 | 精密加工中心检验条件 第1部分:卧式和带附加主轴头机床几何精度检验(水平Z轴) | 2007-11-01 |
GB/T20957.2-2007 | 精密加工中心检验条件 第2部分:立式或带垂直主回转轴的万能主轴头机床 几何精度检验(垂直Z轴) | 2007-11-01 |
GB/T20957.4-2007 | 精密加工中心检验条件 第4部分:线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验 | 2007-12-01 |
GB/T20957.5-2007 | 精密加工中心检验条件 第5部分:工件夹持托板的定位精度和重复定位精度检验 | 2007-11-01 |
GB/T20957.7-2007 | 精密加工中心检验条件 第7部分:精加工试件精度检验 | 2007-11-01 |
GB/T 21012-2007 | 精密加工中心技术条件 | 2007-12-01 |
第四节 直线电机驱动精密定位平台项目技术发展现状
一、技术发展分析
中国科技部发布的国家火炬计划优先发展技术领域(2010年)——光机电一体化领域中,把“先进制造设备及装置-数控系统及数控机床”列为第一项,并且把“直接驱动装置”放在了其首要位置,由此可见国家对直线电机直接驱动技术的高度重视以及高瞻远瞩。该高新技术的应用将使企业产品直接迈向高端,全面提升企业核心竞争力,为企业快速发展奠定良好的基础。
二、工艺流程或特点
采用超声电机驱动的精密直线平台,无论是高速还是超低速型,都具有以下特点:
1、结构紧凑。由于传统电磁电机具有电磁效应,为了避免电磁效应对系统运行的不利影响,必须将电机与系统相隔离,这势必增加结构的复杂性,而超声电机不产生磁场,无需增加类似结构,大大降低了系统的整体尺寸;
2、高定位精度。由超声电机直接驱动工作台与传统电磁电机驱动相比,定位快速而又准确;
3、高可靠性。电机的陶瓷材料、导轨、导轨材料和电机控制系统都经过优化设计,保证了系统的可靠性。
综上所述,直线型超声电机在精密定位中有着决定性的作用。直线超声电机是一种很有发展前途的、理想的高科技直线驱动器。可以预言,不久的将来,直线型超声电机将以其明显的优势,在自动控制、精密定位等领域将获得成功的应用。略……
第五节 产业投资形势分析
一、产业进入壁垒
对于非直线电机驱动精密定位平台生产的企业来说,最大的进入壁垒表现为技术壁垒。相关高端技术都掌握在外国企业手中。
二、产业SWOT分析
直线电机驱动精密定位平台SWOT分析
第六节 直线电机驱动精密定位平台项目产业投资效益分析
一、产业投资状况分析
目前,我国电机驱动精密平移台的技术和国外相比还有较大差距,国内还处于研发阶段。目前市场上销售的基本都是国外产品。国内对相关产品投资较少,善未发现大规模的投资行为。略……
第七节 产品价格分析
一、价格走势变化
从直线电机驱动精密定位平台的价格走势来看,市场竞争的逐步加剧会促使直线电机驱动精密定位平台价格降低。但原材料价格上涨,又会导致产品价格升高。
未来直线电机驱动精密定位平台价格走势总体上表现为产品价格下降。
二、影响因素分析
一般而言,影响产品价格的因素包括如下几点:
1、原材料价格
通常情况下,产品的价格和原材料的价格密切相关,产品价格会追随原材料价格的变化发生同相变化。也就是说原材料价格上涨近,产品价格上涨。原材料价格下跌,产品价格下跌。
2、市场供给和需求
西方经济学认为供给和需求共同决定产品的价格。通常情况下,供给增加,或者需求减少会导致产品价格下降。反之,供给减少或者需求增加,会导致产品价格上升。当供给和需求同相变化时,两者的变化幅度的力量对比决定了产品的价格走势。也即是说供给和需求两者谁的变化幅度大,价格就会按照变化更大的因素决定的方向进行变动。
第八节 消费者分析
一、消费者关注的因素
1、产品质量
直线电机驱动精密定位平台的好坏会影响下游行业产品品质的高低。最终会影响到各下游行业的生产经营。所以质量是消费者最为关注的因素。
2、品牌
在质量问题上,相对于小品牌而言,大品牌特别是国外品牌会更加让人放心。所以,如果下游公司需要生产高端产品,也必须选择有品牌的直线电机驱动精密定位平台,来保证自己的生产质量。
3、产品价格
在品质有保障的前提下,消费者自然会选择价格更为低廉的产品。这样,可以降低他的生产成本,提高行业利润。
二、消费者购买渠道分析
用户购买渠道也就是企业的销售渠道。用户可以直接向厂商购买或者通过代理商、经销商购买。略……
第九节 未来五年直线电机驱动精密定位平台项目产业规划建议
一、直线电机驱动精密定位平台项目产业整体规划
1、研发先行。
目前,阻碍我国直线电机驱动精密定位平台行业发展的最主要因素就是技术。所以发展直线电机驱动精密定位平台行业,首先必须在技术上取得突破。
2、政府支持
直线电机驱动精密定位平台产业需要落实到各个具体的生产和研发地区。当地政府的支持态度也会对直线电机驱动精密定位平台的发展起到很好的催进作用。例如:政府可以帮助整合相关资源,制定高科技产业的扶植计划,并在税收等多方面给以支持。
3、协会领头
行业协会有利于联合行业内企业的各种力量,催进直线电机驱动精密定位平台行业相关技术的发展以及市场的开发等等。
二、直线电机驱动精密定位平台项目产业规划建议
1、注重研发资金、人员的投入和管理,走产、学研一体化的生产方式。
前面提到,直线电机驱动精密定位平台未来是一个科技含量很高的行业,对国内企业而言,谁先掌握了产品技术以及批量生产的方式,谁就能在率先在市场竞争中获得与国外企业一较高低的资质。科技的重要性不言而喻。所以,企业在组织日常生产活动的同时,要注意投入必要的资金和人员从事科研开发工作。
在自身实力有限的情况下,可以考虑和科研院所或者有研发实力的外资企业合作。目前,很多高等院校都在进行相关研究,与其合作,可以降低企业的研发投入,并获得更多的技术支持。
例如:西安交通大学精密工程研究所对微构件力学性能测试的微力微位移装置的重要组成部分--大位移高分辨率加载机构进行了研究。根据微力微位移装置的要求,提出了一种通过结构变形进行加载的载体式两级加载机构,该机构的第一和第二级分别通过压电陶瓷驱动器和直线电机进行加载,输出位移通过电容测微仪检测。加载机构的第一级是一个位移放大机构,采用柔性铰链连接的杠杆放大,第二级通过柔性杆进行输出位移的缩小。采用遗传算法优化设计了两级整体式结构,用有限元进行分析,并对加载机构的第一级进行了实验。有限元分析和实验结果表明,所设计的结构能够实现最小1mm的输出位移,并在压电驱动器和直线电机的驱动下,获得小于10nm的理论位移增量和纳米级位移分辨率。该机构满足了最大加载为20N的要求。该加载机构的研制成功解决了微力微位移位置的一个关键问题。
2、要采取多种措施,积极面对可能出现的风险
面对政策风险,国内企业应积极了解国际市场上最新的政策动态,在实力允许的情况下,按照目标国的不同标准生产直线电机驱动精密定位平台。或者,在事先调查后,知道技术实力目前无法满足的情况下,更换目标国。
面对技术风险,企业要像第一条中所说的,加强科研资金和人员的投入。
面对市场风险,在资金实力允许的情况下,企业可以事囤积一部分原材料。或者也可以与供应商签订长期合同,约定价格。还可以在期货市场上,进行风险对冲。
面对管理风险,企业需要规范日常的工作流程、制定相应的管理制度,为人才的发展提供良好的外部环境,实现企业和员工的双赢。
第十节 未来五年直线电机驱动精密定位平台项目产品前景预测
精密工作台是实现平面X—Y坐标运动的典型关键部件。近年来,随着半导体光刻、微型机械、精密测量、超精密加工、微型装配和纳米技术的迅速发展,对精密工作台的需求量不断增加,对工作台部件的精度和运动速度也提出了愈来愈高的要求。要实现大行程内亚微米级甚至纳米级的定位,常规的驱动方式就显得无能为力了。由于丝杠本身的螺纹空程和摩擦的存在,定位精度的进一步提高受到限制;同时,这种驱动系统不可避免地存在较多的中间运动转换环节和弹性变形,系统的实时性也较差。为此,需要一种大行程、定位精密、快速响应的工作台。直线超声电机的最大优势之一就是可以直接输出直线运动而不需要转换装置,且能够做到断电自锁,因此,很自然地被用于线性定位。
未来五年,直线电机驱动精密定位平台将逐步取代传统定位平台。而国内企业在技术进步的支持下,有望占据一定的市场份额。略……
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