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中国弹簧卷绕机行业的现状与发展方向

发布日期：

2021-01-08

本文回顾了国内常用圆柱形弹簧卷绕机的发展历程，并总结了当前的行业现状。充分肯定了弹簧行业设备制造企业在推动行业迈向机械化与自动化进程中所作出的巨大贡献。同时，通过与国外同行业的发展状况进行对比，指出了国内行业的不足之处。此外，我还就未来的发展方向提出了自己的看法：即我们可先通过模仿缩小差距、积累经验，再在此基础上不断创新，最终实现赶超。一家之言，仅供参考。

试论我国卷簧机行业的现状及发展方向

1. 弹簧卷绕机行业的发展历程与现状
改革开放前，中国弹簧工业受国内制造业发展水平的制约，整体规模较小、技术水平较低。除少数军工企业引进了一些国外设备外，大多数企业仍以手工和半机械化方式生产弹簧。当时，由洛阳机床厂生产的自动弹簧卷绕机（Z53系列）代表了国内弹簧卷绕设备的最高水平，但许多厂家尚无力配备这种设备。当时，Z53系列弹簧卷绕机所能加工的钢丝直径范围为1至14毫米，基本满足了国内弹簧生产的需要。尽管这一设备仅被一些实力雄厚的国有企业所使用，但它标志着中国弹簧工业的生产已从手工和半机械模式迈入了机械化生产阶段。
改革开放后，随着轻工、电子等行业的迅猛发展，对细小线径弹簧的需求日益增加，同时对产品质量的要求也不断提高。Z53系列在精度、效率及线径范围等方面已无法满足市场需求。20世纪80年代中期，洛阳机床厂从原西德WAFIOS公司引进了三台FS系列机械式弹簧卷绕机，其线径范围为0至3毫米。这些设备的精度和效率远高于Z53系列，成为市场上最受欢迎的机型，累计销量近1000台。
后来，随着摩托车产量的增加，其减震弹簧和气门弹簧的需求量激增。20世纪90年代，洛阳机床厂从日本奥野机械制造研究所（株洲）引进了两款CML系列机型，最大钢丝直径分别为5毫米和8毫米，完全满足了当时国内摩托车行业对弹簧的需求。
这两次成功的引进，缩短了中国与世界先进水平之间的差距，同时也代表了当时国内机械弹簧卷绕机的先进水平，基本与国外技术处于同一时期，不存在代际差异。
随着国内经济的快速增长，中国制造业也实现了迅猛发展。尤其是汽车产业，一直保持着两位数的增长速度，并最终于2010年以生产和销售1800万辆汽车的卓越表现，一举跃居全球第一。当然，一方面，传统汽车强国美国尚未从金融危机中完全复苏；另一方面，这也充分表明，中国在传统制造业领域取得了巨大进步。
汽车制造业的迅猛发展对弹簧行业产生了明显的拉动作用。国内弹簧行业已进入一个极为难得的黄金发展期。我国多个重要地区的弹簧生产企业，依托所在区域汽车工业的发展，纷纷扩大产能、更新设备。作为支撑汽车产业的标志性产品，悬架弹簧和气门弹簧的生产设备市场一直需求旺盛。这也为国内设备制造商带来了绝佳的发展机遇。
首先，通过引进、消化与吸收，我们成功研制出一种螺旋弹簧机，该设备此前一直由国外产品垄断，并采用了交流伺服电机的计算机数控技术。如今，这种设备不仅能够加工直径达20毫米的钢丝，而且计算机控制的轴数也从最初的2轴增加到了5轴、6轴乃至更多轴。尽管国内厂商的产品与国外产品之间仍存在一定差距，但它们已基本满足了国内绝大多数制造商的需求，且具有明显的价格优势。不仅使我国弹簧行业在极短时间内实现了计算机弹簧卷绕机的普及应用，还大幅降低了海外产品在我国市场的售价。以目前国内市场销量最大的台湾产20毫米5轴伺服式计算机弹簧卷绕机为例，其价格已从最初阶段的每套260万元人民币降至当前的170万元人民币，降幅超过三分之一。不过，即便如此，其价格仍高于国内同类机型。
20世纪90年代中期，中国仅有四五台能够生产大线径（超过16毫米）弹簧的电脑化卷簧机，这些设备主要分布在上海、天津、山东等地的国有企业，且基本为库本和德国等国外品牌。目前，国内弹簧生产企业已拥有此类设备70多台，其中超过一半由英国和中国自主生产。与此同时，线径在3至8毫米的常见型号国产设备已占据绝大部分市场份额，按设备台数计算，其市场占有率超过85%，而进口设备的比重则呈下降趋势。目前，中国已形成河南洛阳、浙江和广东三大电脑卷簧机生产基地，其他地区的产量相对较低。
以民营企业为主的国内弹簧卷绕机制造商，为实现计算机弹簧卷绕机的国产化作出了巨大贡献，在取得良好经济效益和社会效益的同时，还培养了大批从事产品设计与调试的技术人才，为该行业的未来发展奠定了坚实基础。
然而，电脑弹簧绕线机的核心技术在于操作系统。目前，国内企业尚未掌握这一核心技术，所有厂商均需从外部采购。其中，大部分厂商采用的是台湾的操作系统。由于竞争的需要，他们显然不会将最先进的操作系统出售给大陆。操作系统之间的差距势必会影响设备的性能。即便硬件完全相同，这一问题依然是制约国内产业发展的瓶颈。
在信息技术爆炸的时代，许多国内企业在机床行业的通用设备领域开发出了实用的操作系统，这助力国产设备迈上了信息化的台阶。然而，仅就弹簧卷绕机这一领域而言，至今仍未有国内企业涉足系统开发。我不禁疑惑：究竟是信息沟通不畅，还是这一市场前景被低估了呢？我们已多次通过协会向主管部门反映过这一问题，但目前仍无任何改观。
操作系统受制于人，这使得国产产品缺乏独特性与差异化，极易陷入价格竞争的恶性循环。这对整个行业的发展极为不利。
2 对未来发展方向的展望
国外弹簧卷绕机技术水平较高的国家和地区包括德国、瑞典、H-Ben和台湾。
由于不断融合最新的科技成果，产品正变得越来越完善，具备了各种各样的特性和功能。
首先，该操作系统已实现人机对话与三维成像功能。在操作区域1中，完成了对劳动密集、耗时且成本高昂的材料的样品调试工作。这不仅显著提升了工作效率，还带来了诸多益处。这款高性能操作系统可同时控制十二个轴向，便于灵活扩展设备功能。（例如，左右旋转方向的切换、螺距的调节以及切割模式的更改都极为简便。为了精准控制产品的空间形态，用户还可随意在设备上加装“弹簧绕线手指”。此外，高精度且超稳定的释放式弹簧绕线机也是国外弹簧绕线机的一大亮点。一些特殊产品，其线径小于0.1毫米，国内设备根本无法生产，导致这类设备的价格高得惊人——即便设备重量达数百公斤，售价也能高达数百万元人民币。
当碳排放已成为全球性话题时，减排也已成为弹簧卷绕机的设计理念：尽可能降低能耗，并将设备工作过程中反转、停车及其他制动环节产生的能量储存起来。国外已有成功的应用案例。
通过对比国外的先进技术，找出自身不足，我们便明确了发展方向。2011年，根据中国市场的特点和设备现状，通用零部件协会理事会提出了“专业化、精细化、特色化”的发展思路。即用专用设备替代通用设备，以降低成本和能耗；研发具有高精度和超高稳定性的自主产品；同时，针对特殊行业的发展需求，生产能够满足市场需求的专用设备。
我们已在极短时间内完成了从机械向计算机的升级改造，并且能够在较短时间内迎头赶上，缩小与世界先进水平的差距。中国高速铁路和轨道交通产业的迅猛发展，以及新兴的材料、工艺和新技术的不断涌现，为我们带来了良好的发展机遇。最初的模仿也为未来的创新积蓄了能量。让我们携手不懈努力，共同为这一行业的发展与进步贡献力量。同时，我们也呼吁相关行业给予我们大力支持。