機(jī)床冷卻系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展

張延虎

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了機(jī)床冷卻系統(tǒng)技術(shù)熱點(diǎn)研究，對(duì)國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)的時(shí)間、地點(diǎn)分布特點(diǎn)及主要申請(qǐng)人進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并對(duì)機(jī)床冷卻系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)床；冷卻；專利

中圖分類號(hào)：U663.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 本領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)情況

本文以B23Q 11/00、B23Q11/08、B23Q11/10、B23Q11/12、B23Q11/14等IPC分類號(hào)，以及機(jī)床、工件、刀具、冷卻、切削液等關(guān)鍵詞進(jìn)行限定，經(jīng)過篩選得出樣本數(shù)據(jù)，截止到2018年1月4日，有關(guān)機(jī)床冷卻系統(tǒng)的專利申請(qǐng)數(shù)量共2641件。

1.1 專利申請(qǐng)量年度分布

將1969年到2017年期間的專利申請(qǐng)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出機(jī)床冷卻系統(tǒng)專利申請(qǐng)量隨年代的分布情況如下：19692017年，機(jī)床冷卻系統(tǒng)的全球?qū)＠暾?qǐng)量基本上呈逐年增加的趨勢(shì)，其中，1980年前的申請(qǐng)量的增長(zhǎng)較緩慢，基本上處于停滯的態(tài)勢(shì)。這主要是因?yàn)榍捌诘臋C(jī)床技術(shù)發(fā)展緩慢，機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速較低及加工精度要求不高，對(duì)于冷卻系統(tǒng)的需要較低，基本上采取手動(dòng)冷卻的方式進(jìn)行冷卻。1980后，隨著機(jī)床向高精度和高自動(dòng)化方向的發(fā)展和市場(chǎng)需求，機(jī)床冷卻問題變得十分突出，機(jī)床冷卻系統(tǒng)發(fā)生了大的變革，機(jī)床冷卻技術(shù)的研究在這一時(shí)期大大加強(qiáng)，該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量出現(xiàn)了大幅增長(zhǎng)。

1.2 專利申請(qǐng)量國(guó)內(nèi)外的比較

我國(guó)機(jī)床冷卻系統(tǒng)技術(shù)的研究相對(duì)比較遲，但從2007年開始，我國(guó)發(fā)展重心偏向制造業(yè)，故制造業(yè)專利申請(qǐng)量增多，而國(guó)外的申請(qǐng)量在21世紀(jì)初期之前的申請(qǐng)量出現(xiàn)了明顯的增長(zhǎng)，并在2000左右達(dá)到申請(qǐng)量為45的峰值，之后隨著時(shí)間的推移，其申請(qǐng)量開始出現(xiàn)明顯的減少。由于國(guó)外的技術(shù)發(fā)展相比于國(guó)內(nèi)較早，在1960年代國(guó)外已經(jīng)開始注重冷卻系統(tǒng)的技術(shù)研究，且國(guó)外1960年代的申請(qǐng)量比國(guó)內(nèi)在1990年代的申請(qǐng)量都多。隨后由于國(guó)內(nèi)對(duì)冷卻系統(tǒng)技術(shù)重視和研究，其在2007之后的申請(qǐng)量出現(xiàn)了大幅提升，專利申請(qǐng)量是前十年總申請(qǐng)量的三倍。

1.3 申請(qǐng)大國(guó)技術(shù)發(fā)展的比較

通過對(duì)國(guó)內(nèi)外整體專利數(shù)據(jù)的分析研究，得出結(jié)論，在2000年之后，我國(guó)在冷卻系統(tǒng)技術(shù)方面的發(fā)展有了明顯的提高。經(jīng)過在專利庫檢索分析后，對(duì)冷卻系統(tǒng)的發(fā)展與改進(jìn)方面的申請(qǐng)量在國(guó)家的情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，從數(shù)據(jù)分析結(jié)果可以看出，日本的申請(qǐng)量相對(duì)于別國(guó)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其申請(qǐng)量接近整個(gè)總申請(qǐng)量的27%，緊隨其后的是中國(guó)和德國(guó)，該兩國(guó)的申請(qǐng)總量為總申請(qǐng)量的17%，美國(guó)排在德國(guó)之后。為了得出各個(gè)申請(qǐng)國(guó)家在相應(yīng)年代區(qū)間針對(duì)冷卻系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)展程度進(jìn)行進(jìn)一步明確的認(rèn)識(shí)，本文對(duì)各個(gè)主要的申請(qǐng)國(guó)在其不同的時(shí)間段的專利申請(qǐng)量進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。其中作為冷卻技術(shù)發(fā)展的申請(qǐng)大國(guó)，日本在1990年之后，其專利申請(qǐng)量出現(xiàn)了較大的增長(zhǎng)幅度，日本的專利申請(qǐng)量在1990年就超過了31篇，是同一時(shí)間段美國(guó)專利申請(qǐng)量的2倍，而該時(shí)間段我國(guó)的專利申請(qǐng)量只是個(gè)位數(shù)，但是，在2000年中，我國(guó)的專利申請(qǐng)總量出現(xiàn)了明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，由之前的個(gè)位數(shù)突飛猛進(jìn)地增長(zhǎng)到100多篇專利文獻(xiàn)，與同一時(shí)間段，日本則持續(xù)保持專利申請(qǐng)量繼續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，在此之后，日本和美國(guó)的冷卻系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展達(dá)到頂峰，申請(qǐng)量出現(xiàn)了明顯的下降，但我國(guó)則保持了穩(wěn)定的增長(zhǎng)趨勢(shì)。

1.4 主要申請(qǐng)人的統(tǒng)計(jì)情況

在國(guó)外針對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行申請(qǐng)專利的申請(qǐng)人，經(jīng)過專利數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析后，我們可以清晰地得出：冷卻系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展主要存在于日本，在專利數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)冷卻系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的專利申請(qǐng)人或申請(qǐng)公司進(jìn)行標(biāo)引，通過對(duì)標(biāo)引的結(jié)果對(duì)專利主要申請(qǐng)人/公司在冷卻領(lǐng)域的申請(qǐng)量進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，可知日本的馬扎克公司的冷卻系統(tǒng)技術(shù)相關(guān)專利得申請(qǐng)量最多，馬扎克公司主要針對(duì)冷卻性能從冷卻方式的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行變形改進(jìn)，另外，其在冷卻液回收利用的技術(shù)研究上也進(jìn)行了大量的探討，并且因?yàn)槔鋮s液種類的發(fā)展已經(jīng)較為成熟，因此馬扎克公司在冷卻液種類的研究比較少。此外對(duì)馬扎克公司對(duì)噴嘴冷卻的改進(jìn)主要集中在噴嘴組件的調(diào)整上。該技術(shù)領(lǐng)域的研究開始于2005年，并且2011年和2012年的專利申請(qǐng)量相對(duì)較多，而在2013之后專利申請(qǐng)量出現(xiàn)明顯的下降，與前面的專利申請(qǐng)量的發(fā)展趨勢(shì)結(jié)合分析可知，其主要是因?yàn)?013年前后國(guó)外在冷卻系統(tǒng)技術(shù)方面的發(fā)展已經(jīng)趨于飽和。

在國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人方面，通過專利數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)的申請(qǐng)人與國(guó)外相比較分散，在冷卻系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域中，針對(duì)單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知，單位的申請(qǐng)量處于首位，達(dá)到專利總申請(qǐng)量的81%，其數(shù)量為所有大學(xué)申請(qǐng)量的5.2倍之多，而個(gè)人的專利申請(qǐng)量只是個(gè)位數(shù)。進(jìn)一步地對(duì)我國(guó)申請(qǐng)專利的企業(yè)按照區(qū)域所占比重進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，南部各城市的申請(qǐng)量占申請(qǐng)總量的70%，其中以江蘇、浙江、廣東最為突出，其次中部各城市的申請(qǐng)量占申請(qǐng)總量的15%，北部相對(duì)較少。分析原因發(fā)現(xiàn)，主要是因?yàn)榈乩砦恢靡约拔覈?guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，我國(guó)南方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展比其它各省明顯較高，南部各城市逐漸發(fā)展為國(guó)內(nèi)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的領(lǐng)頭羊，其中又由以江浙滬各省的發(fā)展最為快速，這與現(xiàn)在我國(guó)國(guó)內(nèi)整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)相吻合。[1]

2 主要研究熱點(diǎn)分析

由于冷卻液種類的發(fā)展相對(duì)較為成熟，在此技術(shù)方面的研究相對(duì)較少，冷卻液的回收占到總量的1/5，而冷卻方式改進(jìn)的申請(qǐng)量幾乎占到全部申請(qǐng)量總量的一半，是本領(lǐng)域研究的重中之重。

3 總結(jié)與展望

通過對(duì)機(jī)床冷卻技術(shù)專利申請(qǐng)的統(tǒng)計(jì)分析，我們可以看到，最近10年，全球?qū)τ跈C(jī)床冷卻系統(tǒng)的研究有了放緩的態(tài)勢(shì)，該領(lǐng)域的創(chuàng)新性有所減少，這與近些年加工制造業(yè)的不景氣有關(guān)，其次近些年出現(xiàn)了3D打印技術(shù)、激光加工等新的加工技術(shù)，這些新的技術(shù)在加工制造時(shí)無需冷卻系統(tǒng)，機(jī)床冷卻系統(tǒng)的研究出現(xiàn)放緩的態(tài)勢(shì)，也可能正是由于這些新的加工技術(shù)的出現(xiàn)使相關(guān)研究人員傾向于研究這些新的技術(shù)所導(dǎo)致的。

參考文獻(xiàn)：

[1]張蕓蕓.五軸數(shù)控機(jī)床附屬系統(tǒng)專利技術(shù)綜述[J].南方農(nóng)機(jī)，2018（04）：7071+76.