通用技術(shù)沈陽機(jī)床已成為我國最大的中高端數(shù)控機(jī)床研發(fā)生產(chǎn)基地

“0.01毫米”壁壘是如何突破的

機(jī)床，制造機(jī)器的機(jī)器，被稱作“工業(yè)母機(jī)”，影響著制造的精度與效率。小到螺絲釘、大到遠(yuǎn)洋郵輪的制造，都離不開它。

由“一五”期間的沈陽第一、第二、第三機(jī)床廠發(fā)展演變而來，通用技術(shù)集團(tuán)沈陽機(jī)床股份有限公司（以下簡稱“沈陽機(jī)床”）是目前我國最大的中高端數(shù)控機(jī)床研發(fā)生產(chǎn)基地。

沈陽機(jī)床車間現(xiàn)場。林詩雨攝

走過70多年，沈陽機(jī)床矢志攻關(guān)高端機(jī)床，其突圍歷程給人不少啟示。

突破0.01毫米

攻克五軸聯(lián)動機(jī)床

五軸聯(lián)動機(jī)床，被喻為工業(yè)皇冠上最亮也是最難的“明珠”。這一高端精密機(jī)床，一度制約著中國制造。

五軸聯(lián)動，要求機(jī)床能同時控制三個直線軸及兩個旋轉(zhuǎn)軸，實現(xiàn)空間復(fù)雜曲面加工。

難在哪？比如，五軸聯(lián)動下，刀具路徑不再是簡單的直線或圓弧，而是復(fù)雜的空間曲線，機(jī)床每秒需進(jìn)行上萬次的空間軌跡計算。

有何用？生活中，像曲面玻璃模具等異形零部件，使用三軸或四軸聯(lián)動機(jī)床，以“固定姿態(tài)+分步加工”方式切削，往往存在誤差，只有五軸聯(lián)動才能實時調(diào)整姿態(tài)，一次性滿足所有要求。

“對不少復(fù)雜精密零件而言，五軸聯(lián)動加工是唯一解決方案。在一定意義上看，五軸聯(lián)動機(jī)床決定了一個國家在高端領(lǐng)域的制造自主權(quán)?！蓖ㄓ眉夹g(shù)沈陽機(jī)床總經(jīng)理、黨委副書記徐永明說。

如今，我們突破了嗎？

一項標(biāo)準(zhǔn)令人振奮。

2020年，歷經(jīng)8年努力，中國“S試件”五軸機(jī)床檢測方法正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)，這也是我國金屬切削機(jī)床專業(yè)領(lǐng)域首項國際標(biāo)準(zhǔn)。

“揚眉吐氣！”徐永明說，作為參與方，沈陽機(jī)床為“S試件”檢測方法提供了數(shù)據(jù)和加工經(jīng)驗，成為論證“S試件”國際標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。

早在2006年，沈陽機(jī)床就開始試切“S試件”。此后，共進(jìn)行了2000多次“S試件”加工實驗，記錄了上萬組真實可靠的原始加工、檢測數(shù)據(jù)，為標(biāo)準(zhǔn)的成功申請?zhí)峁┝酥匾罁?jù)。

“S試件”，看似只是一個S形的曲面，卻非常巧妙地將精密零件的若干加工特征集成起來。一個試件，即可檢測機(jī)床的加工精度、幾何精度、定位精度、綜合加工效率等。

“一句話，只要一臺五軸聯(lián)動機(jī)床能夠加工合格的‘S試件’，那么這臺機(jī)床就能安全用于復(fù)雜精密零件加工?！毙煊烂髡f，沈陽機(jī)床是國內(nèi)最早把“S試件”加工、檢測作為五軸聯(lián)動機(jī)床出廠檢驗標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)。目前，這里出產(chǎn)的每一臺五軸聯(lián)動機(jī)床均通過“S試件”檢測，已廣泛應(yīng)用于汽車、模具等行業(yè)中。

一臺設(shè)備有說服力。

2023年6月，沈陽機(jī)床裝配車間，隨著技術(shù)專家嚴(yán)昊明按下啟動鍵，7米多高的高精度龍門加工中心按照程序執(zhí)行加工作業(yè)……

“檢測結(jié)果出來了，表現(xiàn)完美?！爆F(xiàn)場一陣歡呼，緊接著是長時間的掌聲。

高精度龍門加工中心，被稱為“制造機(jī)床的機(jī)床”，對生產(chǎn)精度要求極高。嚴(yán)昊明解釋道：“使用機(jī)床加工零件時，機(jī)床的精度要高于被加工零件至少1個精度等級，而用于制造機(jī)床的機(jī)床精度則要再高1至2個精度等級?！?/p>

嚴(yán)昊明告訴記者，國際上這種大體積龍門機(jī)床，定位精度達(dá)到0.01毫米就屬于精密級水平了。目前，沈陽機(jī)床的龍門系列產(chǎn)品都已成功跨越0.01毫米這一行業(yè)門檻。

沈陽機(jī)床自研的高端產(chǎn)品已肩負(fù)起生產(chǎn)制造重任，為市場源源不斷輸送高端數(shù)控機(jī)床。

嚴(yán)昊明坦言，雖然我們已在五軸聯(lián)動機(jī)床上實現(xiàn)突破，但在可靠性、穩(wěn)定性上與國際領(lǐng)先機(jī)床仍有差距，仍須持續(xù)努力。

聚焦基礎(chǔ)元件

從源頭提升機(jī)床基礎(chǔ)能力

機(jī)床產(chǎn)業(yè)是典型的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。要想在高端機(jī)床上實現(xiàn)突破，需從基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)元件、數(shù)控系統(tǒng)等領(lǐng)域全方位發(fā)力。為此，沈陽機(jī)床沉下心、重研發(fā)，將難關(guān)逐個攻克。

就拿影響機(jī)床加工穩(wěn)定性的導(dǎo)軌來說?！皩?dǎo)軌，機(jī)床上最容易損耗的核心部件之一，要想機(jī)床精度長期保持不變，導(dǎo)軌的質(zhì)量必須提升?！眹?yán)昊明說。

然而，國內(nèi)高硬度大層深硬軌導(dǎo)軌淬火技術(shù)大多只能加工長度為2米的零件，而大型龍門加工中心的導(dǎo)軌往往超過10米。淬火技術(shù)若無法取得突破，將直接影響導(dǎo)軌的性能與壽命，制約其質(zhì)量提升。

為此，嚴(yán)昊明帶領(lǐng)團(tuán)隊日夜攻關(guān)，最終成功對11米長的零件進(jìn)行淬火，突破了技術(shù)壁壘。

不僅僅是導(dǎo)軌。大扭矩主軸轉(zhuǎn)速，直接影響著機(jī)床的作業(yè)效率。從每分鐘2000轉(zhuǎn)、3000轉(zhuǎn)，到現(xiàn)在每分鐘6000轉(zhuǎn)、8000轉(zhuǎn)，沈陽機(jī)床經(jīng)過大量實驗，逐步攻克難關(guān)。

一項項成果背后，是創(chuàng)新體系的重構(gòu)。

2019年，沈陽機(jī)床集團(tuán)、沈機(jī)股份進(jìn)行破產(chǎn)重整，中國通用技術(shù)（集團(tuán)）控股有限責(zé)任公司入主。

通用技術(shù)集團(tuán)一方面投入真金白銀，推動沈陽機(jī)床回歸依靠科技創(chuàng)新實現(xiàn)產(chǎn)品迭代升級。另一方面，推動體制機(jī)制改革，激發(fā)起科研人員干事創(chuàng)業(yè)的活力與動力。

重整后的沈陽機(jī)床，迅速構(gòu)建起基于集團(tuán)三級研發(fā)體系框架的兩級研發(fā)組織。在重點技術(shù)攻關(guān)項目上推廣“揭榜掛帥”，技術(shù)人員自發(fā)組隊，十分踴躍。這幾年，沈陽機(jī)床先后攻克高精度主機(jī)設(shè)計及制造、高動態(tài)運動部件伺服驅(qū)動等10余項關(guān)鍵核心技術(shù)。

對內(nèi)，積極推進(jìn)科研新模式，搭建全新的創(chuàng)新體系；對外，則充分利用通用技術(shù)集團(tuán)力量，共同攻關(guān)行業(yè)共性技術(shù)。

精密位移測量器件，被譽為數(shù)控機(jī)床“精密之眼”，這雙“眼睛”，曾被國外壟斷多年。

“此前，國際通用的技術(shù)路徑為光柵，利用光的衍射和干涉效應(yīng)來測量距離?！眹?yán)昊明介紹，通用技術(shù)集團(tuán)國測時柵科技有限公司另辟蹊徑，采用“時間測量空間”的技術(shù)路徑，創(chuàng)新研發(fā)出納米時柵，突破了高端裝備的精密位置檢測難題。

徐永明表示，相對于傳統(tǒng)技術(shù)，“時柵位移傳感器”具有測量精度高、環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點，能有效避免粉塵、油污干擾，對提高機(jī)床加工精度頗有助益。

堅持“市場為帆”

“定制化研發(fā)+場景驗證”，讓機(jī)床越用越好

機(jī)床，現(xiàn)代工業(yè)的原點。沈陽機(jī)床除了聚焦高精尖，努力補(bǔ)短板，還著力提質(zhì)量、增效率。

“我們在新能源汽車領(lǐng)域，已形成摩擦焊專機(jī)、副車架五軸立式加工中心、球籠倒立車、扭力梁雙面銑等一系列專業(yè)化解決方案?！鄙蜿枡C(jī)床營銷服務(wù)中心總經(jīng)理、黨委副書記張成龍說。

以電池托盤為例，作為新能源汽車底盤上關(guān)鍵的零部件，尺寸較大，沈陽機(jī)床采用多主軸方案推出產(chǎn)品，實現(xiàn)高效加工，使用效率較普通設(shè)備提升4至5倍。

今年2月，沈陽機(jī)床再次收獲來自新能源汽車領(lǐng)域的重要訂單，合同金額破億元，證明了自身的實力。

不僅在新能源汽車領(lǐng)域。在風(fēng)電行業(yè)，沈陽機(jī)床與重點行業(yè)客戶成為戰(zhàn)略合作伙伴，其研發(fā)的高精度立車產(chǎn)品，助力客戶加工高精度風(fēng)電軸承。“沈陽機(jī)床的立車產(chǎn)品，在加工內(nèi)孔、外圓、端面、斜面、弧面時可實現(xiàn)‘以車代磨’，加工工件表面接觸率可達(dá)80%以上，顯著提升了產(chǎn)品質(zhì)量?！辈簧僦攸c行業(yè)客戶這樣點贊。

沈陽機(jī)床已與曲軸、模具等龍頭企業(yè)建立長期伙伴關(guān)系，提供“設(shè)備+服務(wù)”綜合解決方案，覆蓋從零部件到整車的制造需求。

張成龍表示，近年來，沈陽機(jī)床之所以能在新能源領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，一是堅持“技術(shù)為要”，二是堅持“市場為帆”，“我們堅持做高端產(chǎn)品，提供定制化解決方案”。

例如，在與客戶合作過程中，沈陽機(jī)床在產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)線設(shè)計階段就深入?yún)⑴c，組織專門團(tuán)隊開展工藝技術(shù)攻關(guān)，定制化提供工裝解決方案。同時，提供專屬7×24小時現(xiàn)場服務(wù)響應(yīng)，定期進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和性能優(yōu)化，確保設(shè)備持續(xù)高效運轉(zhuǎn)。

“‘想客戶之所難，急客戶之所急’，許多客戶被打動，主動提出使用我們研發(fā)的新產(chǎn)品，推動產(chǎn)品迭代升級。”張成龍說。

眼下，沈陽機(jī)床正布局人形機(jī)器人配套領(lǐng)域，研發(fā)有針對性的專用高效數(shù)控機(jī)床。

從新中國第一臺六尺皮帶車床、新中國第一臺普通車床、登上1960年版2元人民幣的車床C620—1，到新中國第一臺自動機(jī)床、新中國第一臺數(shù)控車床……70多年深耕機(jī)床行業(yè)，沈陽機(jī)床緊跟中國制造需求、矢志攻關(guān)、接連突破。

上世紀(jì)80年代的沈陽機(jī)床廠車間。通用技術(shù)沈陽機(jī)床供圖

日前，沈陽機(jī)床發(fā)布公告，預(yù)計今年上半年凈利潤達(dá)3500萬元至4500萬元，同比扭虧為盈。

“振興發(fā)展機(jī)床產(chǎn)業(yè)責(zé)任重大、使命光榮。”通用技術(shù)集團(tuán)黨組書記、董事長于旭波表示，將堅持把發(fā)展高端數(shù)控機(jī)床作為第一核心主業(yè)，努力建設(shè)世界一流高端機(jī)床裝備集團(tuán)，全力以赴推動高端數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

來源：人民日報

記者：李心萍