【文章內容簡介】 造優(yōu)勢，已在廣東、上海、江蘇三地擁有占地80000平方米的現代化標準廠房、100余臺精密機械加工設備以及1000多名員工，其中中青年光學專家6人，碩士研究員33人，學士工程師86人。目前，大族粵銘生產十大系列六十多款激光加工設備，年產能6000臺。開天科技——成立于中關村科技園區(qū)，是國內知名的專業(yè)激光設備研發(fā)生產商。公司開發(fā)出全系列中小功率激光印章機、雕刻機、切割機、打標機以及大幅面裁床等，產品廣泛應用于紡織、皮革、制鞋、廣告、禮品、電子等行業(yè)。公司碩士以上職員占員工總數的10%，年生產能力3000臺套以上，在全國有二十多個分公司及辦事處，產品也遠銷美洲、歐洲、非洲、東南亞等地區(qū)。金運激光——坐落于有“中國光谷”之稱的湖北省武漢市，以致力于為全球用戶提供中小功率激光加工解決方案而著名。公司經過多年的研發(fā)創(chuàng)新，已成長為中國極具領導力和全球知名的激光設備制造商，營銷網絡遍及全球60多個國家和地區(qū)。特別在紡織服裝領域，金運激光已成為中國第一品牌。作為光谷骨干企業(yè)，公司建成了完備的激光設備制造產業(yè)鏈，產品涵蓋激光雕刻、激光切割、激光打標、激光焊接、激光刺繡等100余種機型，廣泛的應用于紡織、服裝、工業(yè)面料、廣告、工藝、裝飾等行業(yè)，多項產品及技術獲得國家專利和軟件著作權。大恒科技——中國大恒（集團）有限公司是中關村科技園區(qū)海淀園的優(yōu)秀高新技術企業(yè)，被認定為“國家火炬計劃重點高新技術企業(yè)”、“國家火炬計劃北京軟件產業(yè)基地”、“國家火炬計劃軟件產業(yè)基地骨干企業(yè)”等。集團建立了以電子信息和光機電一體化技術為主體的高新技術產業(yè)的研發(fā)、生產、銷售和服務的業(yè)務格局，在激光加工技術及設備的研發(fā)生產領域具有傳統(tǒng)的優(yōu)勢，是國內知名度最高的廠商之一。公司生產的打標機、切割機、焊接機、熱處理機等廣泛的應用于電子、汽車、儀表、鐘表、裝飾、煙草以及軍備等行業(yè)。華工科技產業(yè)股份有限公司——2000 年在 A 股上市（公司股票簡稱：華工科技，代碼：000988），其主要產品包括激光器、激光加工系列設備及成套設備、激光醫(yī)療系列設備、激光全息防偽及包裝系列產品、敏感電子元器件、激光應用技術服務等。作為國家重點高新技術企業(yè)，華工科技擁有激光技術國家重點實驗室、激光加工國家工程研究中心、國家防偽工程技術研究中心、教育部敏感陶瓷工程研究中心等國家級科研機構，并且在美國、澳大利亞和以色列等國家設有研發(fā)中心。大族激光科技股份有限公司——2004年6月在A 股上市（公司股票簡稱：大族激光，代碼：002008），其主營業(yè)務是激光加工設備的研發(fā)、制造及銷售，主要產品為激光信息標記設備、激光焊接設備、大功率激光切割設備和 PCB 設備等。公司擁有數百人的研發(fā)隊伍，目前具有多項國際發(fā)明專利和國內專利、計算機軟件著作權，多項核心技術處于國際領先水平，是世界上僅有的幾家擁有紫外激光專利的公司之一。是國家級創(chuàng)新型試點企業(yè)，國家科技成果推廣示范基地重點推廣示范企業(yè)，國家規(guī)劃布局內重點軟件企業(yè)，其主要科研項目被認定為國家級火炬計劃項目。武漢楚天激光股份有限公司——成立于1985年，是一家規(guī)模大、產品種類齊全、市場網絡健全的專業(yè)激光產品制造商，下轄工業(yè)激光、醫(yī)療激光、激光加工三大產業(yè)，在北京、武漢、蘇州、上海建有生產基地。公司是“國家火炬計劃重點高新技術企業(yè)”，在中國重點城市設立分支機構，為客戶提供快捷的激光應用解決方案，產品還實現批量出口，多項經濟指標連續(xù)數年穩(wěn)居中國同行業(yè)前列，多項主導產品中國市場占有率達到50%以上。截至目前，公司申報專利265項，是中國專利數量最多的激光企業(yè)之一。上海團結普瑞瑪激光設備有限公司——由意大利普瑞瑪工業(yè)公司與上海團結百超數控激光設備有限公司合資組建而成，是目前中國最大的大功率激光切割與焊接設備制造商之一。作為國家高新技術企業(yè)，公司已經獲得英國質量保證公司（NQA）關于ISO9000質量體系及CE的認證。公司有專門從事數控激光加工設備及工藝研究開發(fā)的中高級工程技術人員100余人，是中國激光加工委員會理事單位、激光設備國家標準的起草單位。第二章 研究方法 第一節(jié) 研究方法漢鼎咨詢在多年的研究過程中形成了自己的研究方法，并將這些方法根據本次研究的內容應用到研究中，希望通過科學的研究方法獲得準確的結論。在本次研究的過程中，我們所涉及的研究方法包括數據/信息采集方法、數據/信息分析方法。數據/信息采集的方法基本分為二手資料收集和一手資料收集兩種方法。通過各種方法獲得數據/信息后，我們通過數據/信息的分析方法來進行深入的分析。第二節(jié) 數據來源本研究報告數據來源主要有以下途徑：1. 通過行業(yè)協會，詳細了解調研對象的相關數據；2. 通過國家統(tǒng)計局，海關進出口等掌握國內手機操作系統(tǒng)行業(yè)總體數據；3. 漢鼎世紀市場調研數據，包括企業(yè)數據和市場消費數據等；4. 通過電話訪談數據，包括競爭、經銷商、上下游企業(yè)等；5. 國際相關組織機構及國內其它行業(yè)協會，掌握手機操作系統(tǒng)產業(yè)鏈相關數據。第三章 中小功率激光加工設備產業(yè)鏈分析第一節(jié) 產業(yè)鏈概述中小功率激光加工設備屬于光機電一體化設備，由鋼管和激光管等材料組成的光學系統(tǒng)輔以機械控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、光學元件的輔助冷卻系統(tǒng)等外圍設備，并配合軟件系統(tǒng)組成。其中機械系統(tǒng)包括機殼、機架、導軌、工作平臺等機床主要構件。光學系統(tǒng)包括激光器、傳導鏡片、激光頭、攝像頭、鏡頭等部件，是中小功率激光加工設備的核心部件。電氣控制系統(tǒng)包括配電、電源、電機、驅動器、控制卡等部件，對激光頭的運動進行控制。輔助系統(tǒng)包括抽風、吹風等冷卻系統(tǒng)。最后，軟件系統(tǒng)由主程序模塊、功能實現模塊及比較運算控制模塊等組成，實現排版、控制、診斷、復位等功能。圖表 9 中小功率激光加工設備結構圖圖表 10 激光加工設備技術基礎從產業(yè)鏈角度來看，中小功率激光加工設備行業(yè)的上游行業(yè)主要包括鋼鐵行業(yè)、機械制造行業(yè)、電子器件制造業(yè)、光學器件制造行業(yè)和軟件開發(fā)業(yè)。下游行業(yè)則主要包括紡織、服裝和皮革制造業(yè)、家具制造業(yè)、廣告及工藝品制造業(yè)、包裝印刷業(yè)、玻璃制品制造業(yè)、以及金屬加工機械制造業(yè)等。圖表 11 中小功率激光加工設備產業(yè)鏈描述上游行業(yè)中游行業(yè)下游行業(yè)中小功率激光加工設備紡織、服裝和皮革制造業(yè)家具制造業(yè)廣告及工藝品制造業(yè)包裝印刷業(yè)玻璃制品制造業(yè)金屬加工機械制造業(yè)柔性材料加工固性材料加工金屬材料加工產業(yè)用紡織品加工機械制造業(yè)電子器件制造業(yè)光學器件制造業(yè)業(yè)軟件開發(fā)業(yè)第二節(jié) 與上游行業(yè)的關聯性及上游行業(yè)發(fā)展對本行業(yè)及其發(fā)展前景的影響激光設備加工行業(yè)的利潤水平主要受產品成本和產品價格波動的影響，所需原材料及配件主要包括鋼材、光學精密器件、電子元器件和各類機械零部件。由于國內供貨商在技術條件、生產設備及產品質量和穩(wěn)定性與國際水平相比尚有一定差距，因此，該行業(yè)所需的光學精密器件、電子元器件部分需要進口，供貨商主要集中在美國、德國、日本等少數國家。為避免原材料價格波動對產品成本造成太大的影響，該行業(yè)生產能力較強的公司通常選擇與國外主要原材料供貨商簽訂長期供貨合同。另外，在主要機械零件、電子板卡、激光組件和軟件系統(tǒng)等方面，國內部分有實力的公司有能力進行自主設計和生產，并在關鍵光學精密器件方面也有一定的突破，有望逐漸代替進口。 一、 機械系統(tǒng)以信息技術為代表的現代科學技術發(fā)展，對機械制造業(yè)提出了更高、更新要求的各國和地區(qū)，特別是發(fā)達國家更重視發(fā)展機械制造業(yè)，充分體現了機械制造業(yè)作為高新技術產業(yè)化在推動整個社會技術進步和產業(yè)升級中不可替代的基礎作用。二十世紀八十年代以來，高新技術的迅猛發(fā)展對我國的機械制造業(yè)起到了推動、提升和改造的作用。信息裝備技術、工業(yè)自動化技術、數控加工技術、機器人技術、先進的發(fā)電和輸配電技術、電力電子技術、新材料技術和新型生物、環(huán)保裝備技術等當代高新技術成果開始廣泛應用于機械工業(yè)，其高新技術含量已成為市場競爭取勝的關鍵。機械行業(yè)與GDP的關系非常密切，是典型的周期性行業(yè)。作為我國基礎性和支柱性產業(yè)，在國民經濟中占有極其重要的地位。，%，%，高于39個工業(yè)行業(yè)排名第一的通信設備、。2007年111月，；%。2007年12月，。中小功率激光設備中的機械系統(tǒng)包括床身、坐標工作臺及機電控制系統(tǒng)，由機殼、導軌、工作平臺等機床主要構件構成，可控制激光頭、工作臺、開關光、吹停氣、行程開關的動作，使其協調一致工作，實現整個激光加工機床實現高度自動化。此外，還負責對激光頭的運動進行調速控制、限位保護、動態(tài)跟蹤，保證激光頭按照用戶需要的軌跡，如直線、斜線、圓弧、圓、橢圓、拋物線、弦線、螺線等運動，實現圖形的切割和雕刻加工。圖表 12 20052007 年機械制造業(yè)工業(yè)品出廠價格指數中小功率激光設備行業(yè)采用的機械設備包括伺服電機、伺服驅動器、控制卡、冷水機等等，這些設備在國內生產企業(yè)眾多，集中度較低，企業(yè)可以選擇的面很廣，在價格和供貨量上不會受制于供應商，因此，機械設備的價格波動不會對中小功率加工設備的利潤帶來太大的影響。二、 電氣控制系統(tǒng)激光功率控制是保證零件內輪廓加工精度的主要途徑。激光切割加工機通過飛行光路系統(tǒng)，把激光的能量傳輸、匯聚后從光筆輸出到工件表面，利用激光的熱效應使工件熔化、汽化。光筆在運動系統(tǒng)的驅動下，沿著設定的軌跡在XY平面內運動，實現對工件的加工。數控系統(tǒng)是激光切割機的重要組成部分，它把用戶設計的圖形圖像文件(PLT，DXF，DST等)經過一系列的處理，最終變成給電機和激光器的控制指令，其性能是衡量一臺激光切割加工機的主要指標?，F有的激光切割機數控系統(tǒng)根據結構主要分為2類：(1)基于PC的開放式數控系統(tǒng)該系統(tǒng)利用PC作為處理平臺，使用并口或PCI等方式輸出控制信號給機床。其最大的優(yōu)點是可以借助PC豐富的軟硬件資源、系統(tǒng)較易實現、開發(fā)周期較短，但以這種方式實現的機床不能脫離PC獨立運行，成本高。(2)以單片機為核心結合PC的方式隨著單片機處理性能的迅速提高，出現了一種使用單片機作為核心處理器、結合PC協同工作的數控系統(tǒng)。但單片機運算能力有限，加工過程中大量運算仍需要PC配合完成，限制了其應用，單片機本身也不具備高速工業(yè)通信口，傳輸大量加工數據需要較長的時間。三、 光學系統(tǒng) 激光加工設備中的光學系統(tǒng)包括激光器、傳導鏡片、激光頭、攝像頭等部件。其中激光器把電能轉變成光能，并產生所需的激光束；傳導鏡片和鏡頭將激光引向聚焦物鏡并聚焦在工件上，通過焦點位置調節(jié)及其觀察顯示系統(tǒng)，使激光束準確的聚焦在加工位置；再由機械系統(tǒng)實現激光加工。此外，攝像頭則負責掃描和識別樣板的圖案，配合機械控制系統(tǒng)，保證激光加工的成品完全符合樣板的樣式和要求。例如，在激光切割機中，攝像頭能自動視別被切割圖案與布底色的邊緣色差，根據色差可精確自動識別出邊緣，并延邊切割，避免材料在切割過程中變形。激光器按激光工作物質分類，激光器可分為氣體激光器、固體激光器、液體激光器、半導體激光器、化學激光器、自由電子激光器、X射線激光器、光纖激光器等，其中應用最廣泛和普及的是氣體激光器和固體激光器。一般來說，非金屬材料對氣體激光器產生的激光吸收效果較好，而金屬材料對固體激光器產生的激光吸收效果較好，但當氣體激光器功率達到一定高度時，所產生的激光被金屬材料吸收效果也較好。氣體激光器是指利用氣體或蒸氣作為工作物質產生激光的器件。它由放電管內的激活氣體、一對反射鏡構成的諧振腔和激勵源等三個主要部分組成。主要激勵方式有電激勵、氣動激勵、光激勵和化學激勵等。其中電激勵方式最常用。在適當放電條件下，利用電子碰撞激發(fā)和能量轉移激發(fā)等，氣體粒子有選擇性地被激發(fā)到某高能級上，從而形成與某低能級間的粒子數反轉，產生受激發(fā)射躍遷。 圖表 13 典型的氣體激光器結構示意圖與固體、液體比較，氣體的光學均勻性好，因此，氣體激光器的輸出光束具有較好的方向性、單色性和較高的頻率穩(wěn)定性。而氣體的密度小，不易得到高的激發(fā)粒子濃度，因此，氣體激光器輸出的能量密度一般比固體激光器小。CO2二氧化碳激光器是目前是最重要、 用途最廣泛的氣體激光器， m， 連續(xù)輸出方式功率可達幾瓦，脈沖方式達到幾千瓦，是遠紅外的重要光源。 固體激光器基本上都是由工作物質、泵浦系統(tǒng)、諧振腔和冷卻、濾光系統(tǒng)構成的。下圖是長脈沖固體激光器的基本結構示意圖（冷卻、濾光系統(tǒng)未畫出）。圖表 14 固體激光器的基本結構示意圖固體激光器的種類主要包括紅寶石激光器、摻釹的釔鋁榴石激光器（簡稱YAG激光器）和釹玻璃激光器等，具有小而堅固、功率高等特點。釹玻璃激光器是目前脈沖輸出功率最高的器件，已達到幾十太瓦。作為激光加工設備的核心部件，激光器的研發(fā)與生產影響著中小功率激光加工設備的應用廣度和數量，而中小功率激光加工設備的使用也會對激光管的發(fā)展起一定的反饋作用。目前，全球主要的激光器生產企業(yè)有三家：美國的Coherent相干公司（全球最大的激光器制造商，主要生產低功率的CO2激光器），；德國Trumpf（全球最大的工業(yè)激光設備制造商，主要生產高功率的CO2激光器、固體激光器），年銷售收入15億歐元；德國Rofin（僅次于Trumpf的工業(yè)激光設備制造商）。 中國目前使用的固體激光器和高功率的CO2激光器，主要是依賴于國外進口。國內激光器生產市場主要分布在湖北、北京、上海、廣東、江蘇、陜西、成都等地，其中尤以“武漢——中國光谷”為激光、光通訊等產業(yè)的先導，這里聚集光電子信息企業(yè)300余家，呈現出強勁的增長勢頭。而北京、上海以環(huán)渤海灣和長三角的特殊地理區(qū)位優(yōu)勢，也推動了激光產業(yè)的蓬勃發(fā)展；而在珠三角的核心域——廣東，也發(fā)展起許多中小規(guī)模激光企業(yè)；另外，在西部的成都、西安等地，憑借科研院所的研發(fā)實力，逐漸將技術產業(yè)化，也陸陸續(xù)續(xù)產生不少激光企業(yè)。作為國內光學方面老工業(yè)基地的長春，盡管從事激光研發(fā)和生產的企業(yè)較多，但由于沒有區(qū)域產業(yè)的帶動，企業(yè)還都沒有形成大的規(guī)模。四、 軟件系統(tǒng)激光加工設備的軟件系統(tǒng)主要完成圖形編輯、排版、控制等功能，既是終端用戶對整個激光加工設備進行操作與指令控制的接口和橋梁，又通過一定的算法和程序指令來控制整臺激光設備按照終端用戶的要求正常工作。軟件系統(tǒng)在整套激光加工設備