攻克大型加工中心產(chǎn)業(yè)化發(fā)展瓶頸

    "這個(gè)863計(jì)劃針對(duì)的不是哪個(gè)特殊的行業(yè),而是為生產(chǎn)規(guī)模化及應(yīng)用服務(wù)。"在沈陽第一機(jī)床廠李憲凱看來,數(shù)控機(jī)床的領(lǐng)域覆蓋了國家的絕大部分行業(yè)。而這個(gè)"大中型加工中心高速化技術(shù)研究及應(yīng)用"的課題就是以實(shí)現(xiàn)中檔加工中心及部分大型加工中心的產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)的。據(jù)他介紹,當(dāng)時(shí),由于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,國家提出來對(duì)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化的要求。2004年,國家提出863立項(xiàng)目時(shí),沈陽機(jī)床的技術(shù)基礎(chǔ)相對(duì)扎實(shí)、這方面探索也比較多,因此拿到了這個(gè)項(xiàng)目。

    我國機(jī)床行業(yè)的生產(chǎn)水平,在上個(gè)世紀(jì)80年代初,還停留在與國外水平差距較大的階段。這種差距一直到2000年前后才得以縮小。2004年沈陽機(jī)床生產(chǎn)加工中心185臺(tái),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值21071萬元。攻克了8項(xiàng)加工中心產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)4項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)。關(guān)鍵技術(shù)在多種機(jī)床產(chǎn)品上的應(yīng)用,提高了產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性等,縮短了與國外發(fā)達(dá)國家機(jī)床的差距。產(chǎn)品成批量地進(jìn)入了汽車、軍工、信息等行業(yè),擋住了進(jìn)口,為國家節(jié)約了大量外匯。不僅改變了以往我國一些領(lǐng)域所需裝備都采用進(jìn)口的方式,如今自主創(chuàng)新的產(chǎn)品不僅占領(lǐng)了國內(nèi)市場,而且開始向國外市場挺進(jìn)。

    實(shí)現(xiàn)大中型加工中心產(chǎn)業(yè)化

    一直以來,我國機(jī)床行業(yè)對(duì)外出口多為普通機(jī)床,數(shù)控機(jī)床占很少的一部分,隨著國外一些國家機(jī)床行業(yè)的發(fā)展,我國普通車床在世界市場的競爭力也在減弱,而國內(nèi)機(jī)床廠如想在未來激烈的國際競爭中占有一席之地,勢必要將本企業(yè)的主要產(chǎn)品投向國際市場,從而提高在國際市場的競爭力。通過與國外進(jìn)行技術(shù)合作與交流,提高本企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)與能力,通過對(duì)外來技術(shù)的消化吸收,進(jìn)行二次設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)化為自有的技術(shù)。同時(shí)承接國際化分工,走OEM貼牌生產(chǎn)的道路。將其技術(shù)、產(chǎn)品在國內(nèi)本土化生產(chǎn),通過銷售渠道和服務(wù),銷售到國際市場。

    863計(jì)劃先進(jìn)制造與自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域機(jī)器人技術(shù)主題"數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)與裝備產(chǎn)業(yè)化支撐技術(shù)及應(yīng)用"項(xiàng)目中的"大中型加工中心高速化技術(shù)研究及應(yīng)用"課題的研發(fā)目的旨在通過本項(xiàng)目實(shí)施,提高國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床市場競爭力和滿足度,課題將圍繞加工中心的設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)、過程控制管理以及產(chǎn)品營銷服務(wù)體系等環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)的工程化研究。攻克解決加工中心的關(guān)鍵共性技術(shù)及制約產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸問題。

    課題采用以自主研究為主的技術(shù)路線,針對(duì)主要研究內(nèi)容組織專題攻關(guān),在研究國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)解決中檔加工中心產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù),提高中檔加工中心的性能及可靠性。并通過采用先進(jìn)的制造技術(shù)和信息化管理技術(shù),實(shí)施可靠性增長措施,完善相關(guān)的工藝手段,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低制造成本。盡快提高加工中心的生產(chǎn)制造能力和產(chǎn)品質(zhì)量,使中檔加工中心接近和達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。比如一種以銑鏜為基礎(chǔ)的車銑加工中心在國外發(fā)達(dá)國家,也是近兩年開發(fā)的最新產(chǎn)品(如日本MAZAC的e-1060v和德國DMG的DMU80FD產(chǎn)品),此產(chǎn)品代表了國際同類產(chǎn)品的最高水平,也是市場需求量較大的高檔數(shù)控機(jī)床。

    技術(shù)的創(chuàng)新從來不是一蹴而就

    李憲凱表示,上世紀(jì)90年代沈陽機(jī)床曾先后從德國、美國、日本引進(jìn)過很多機(jī)床,進(jìn)行國產(chǎn)化。但由于國外轉(zhuǎn)移給我們的技術(shù)是二三流技術(shù),加上當(dāng)時(shí)國內(nèi)外的制造工藝條件的差距,這一批通過引進(jìn)消化再吸收的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品,雖然都具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),但客戶購買了之后卻發(fā)現(xiàn)不太好用。"國內(nèi)機(jī)床行業(yè)本來就很脆弱,再加上使用廠家普遍的不認(rèn)可,因此,1993年—2000年這個(gè)時(shí)期,中國數(shù)控機(jī)床經(jīng)歷了一個(gè)很艱難的發(fā)展過程,市場本身不景氣,再加上技術(shù)也不很成熟,很多企業(yè)和潛在客戶都紛紛采用進(jìn)口設(shè)備。

    2004年,通過863課題的攻關(guān)與實(shí)施,機(jī)床工業(yè)得到了健康快速的發(fā)展。技術(shù)的進(jìn)步,產(chǎn)品的創(chuàng)新,并不是憑空想象、一蹴而就的事情,要徹底改善國外企業(yè)在機(jī)床工業(yè)對(duì)國內(nèi)企業(yè)的壓力,任重而道遠(yuǎn)。這主要源于我國的基礎(chǔ)配套工業(yè)雖然已有所提高但還是較為薄弱,無法適應(yīng)、滿足我國目前的機(jī)床業(yè)發(fā)展需求,因此,改善并提高電主軸、數(shù)控系統(tǒng)、電子技術(shù)等機(jī)床相關(guān)配套能力,是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,走向市場的基石。

    863攻關(guān)項(xiàng)目的組織和實(shí)施對(duì)于拉動(dòng)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新的原動(dòng)力起到了積極的示范作用。這種拉動(dòng)作為創(chuàng)新主體企業(yè)更加大了技術(shù)創(chuàng)新的投入,這種投入最終取得了明顯的企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和升級(jí),拉動(dòng)了企業(yè)的快速發(fā)展。

    中國加入WTO后,數(shù)控機(jī)床行業(yè)的競爭愈演愈烈,競爭不僅來自國內(nèi)同行業(yè),更多的是來自國外廠家的壓力。從市場的各方面信息看,機(jī)床需求增勢不減,高精度、高效、高速的加工中心需求仍趨旺勢。面對(duì)這樣一種形勢,我們根據(jù)市場需求的新變化,采取了有針對(duì)性地措施,在更高的起點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)高速增長。2004年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)總產(chǎn)值6.8億元,其中數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量185臺(tái),產(chǎn)值2.6億元。2005年實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值9.24億萬元,數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量350臺(tái)。

    2004年,機(jī)床行業(yè)的重點(diǎn)用戶主要是汽車工業(yè)、軍工產(chǎn)業(yè)、民營企業(yè)產(chǎn)業(yè)模具產(chǎn)業(yè)等幾個(gè)產(chǎn)業(yè),其中以汽車與機(jī)械制造業(yè)發(fā)展最為迅猛,在今后的幾年里,以上3個(gè)產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)保持增長勢頭,但隨著各個(gè)行業(yè)發(fā)展,其對(duì)機(jī)床產(chǎn)品的要求也將相應(yīng)的發(fā)生變化,而且對(duì)專業(yè)化和多功能的機(jī)床需求將有所上升,針對(duì)未來市場的變化,沈陽機(jī)床及時(shí)調(diào)整了數(shù)控車床的品種,針對(duì)重點(diǎn)的汽車、航天、軍工等要求,根據(jù)用戶需求,開發(fā)了大中型的加工中心,進(jìn)行生產(chǎn)和設(shè)計(jì)。數(shù)控加工中心將主要服務(wù)于模具行業(yè)和其他行業(yè)。

    圍繞速度、精度、可靠性創(chuàng)新

    機(jī)床行業(yè)的業(yè)內(nèi)人士都知道,現(xiàn)在的機(jī)械加工工藝要求的主軸轉(zhuǎn)速越來越高,高轉(zhuǎn)速也越來越成為衡量一個(gè)產(chǎn)品水平的標(biāo)志,成為商家競爭的焦點(diǎn),誰先采用了更高轉(zhuǎn)速的主軸,誰便在激烈的競爭中擁有了一張硬牌。電主軸就像直線導(dǎo)軌一樣成為機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)部件。

    沈陽機(jī)床在863項(xiàng)目實(shí)施期間,針對(duì)高速主軸及傳動(dòng)系統(tǒng)、高速電主軸等應(yīng)用技術(shù),圍繞速度、精度和可靠性三個(gè)目標(biāo),展開研究和創(chuàng)新,最終攻克十七項(xiàng)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及制約產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸問題。

    項(xiàng)目實(shí)施之前,沈陽機(jī)床生產(chǎn)加工中心的快速進(jìn)給速度最快為24m/min,而現(xiàn)在新設(shè)計(jì)的THS6550X50臥式加工中心的三向坐標(biāo)快速進(jìn)給速度為40m/min,切削進(jìn)給速度為20m/min。與國外先進(jìn)國家生產(chǎn)的臥式加工中心的三向坐標(biāo)快速進(jìn)給速度40m/min-80m/min縮短了差距。同時(shí),對(duì)于高速機(jī)床,影響定位精度的主要因素是絲杠高速旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的發(fā)熱量增大進(jìn)而使溫度上升。課題組為了減小因高速旋轉(zhuǎn)帶來的發(fā)熱,選擇了用潤滑油潤滑導(dǎo)軌。

    TH57200X400龍門五面加工中心就是沈陽機(jī)床廠在成熟地設(shè)計(jì)、制造龍門立式數(shù)控銑鏜床的基礎(chǔ)上,通過引進(jìn)、消化、吸收國外龍門五面加工技術(shù)而開發(fā)的,一款適合我國國情的數(shù)控機(jī)床。在該機(jī)床上,零件經(jīng)過一次裝夾可完成除安裝底面外的其余各面及孔系的加工,確保被加工零件的各孔面之間的加工精度及位置精度,是加工關(guān)鍵零件如床身、立柱、箱體及加工精度要求較精確零件的理想設(shè)備。

    TH57200X400作為自行設(shè)計(jì)的龍門五面加工中心,不僅保證了機(jī)床各項(xiàng)性能的實(shí)現(xiàn),而且在控制機(jī)床成本方面做出了很大成效,特別是機(jī)床五面頭的設(shè)計(jì)制造成功大大降低了機(jī)床造價(jià),為用戶節(jié)省了很大一項(xiàng)費(fèi)用。機(jī)床高剛性、重切削的功能為龍門加工中心提高加工能力、拓展銷售市場樹立了很好的榜樣,使機(jī)床更加經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,能夠更大程度地為用戶創(chuàng)造價(jià)值。

■數(shù)字863

    本項(xiàng)目總投資1450萬元,其中863項(xiàng)目撥款100萬元。包括兩個(gè)子課題:中捷機(jī)床有限公司是項(xiàng)目的主體單位,承擔(dān)大中型加工中心產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究子課題,863項(xiàng)目款為70萬元。另一個(gè)子課題是由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠——大連大森數(shù)控技術(shù)發(fā)展中心承擔(dān),項(xiàng)目款為30萬元。

    產(chǎn)業(yè)化指標(biāo):2004年,達(dá)到年產(chǎn)170臺(tái)以上,實(shí)現(xiàn)銷售額14500萬元;配套目標(biāo):2004年產(chǎn)量的5%配用具有中國品牌的數(shù)控系統(tǒng);2005年總體目標(biāo):2005年達(dá)到年產(chǎn)305臺(tái)加工中心,實(shí)現(xiàn)銷售額23000萬元。產(chǎn)量的10%配用具有中國品牌的數(shù)控系統(tǒng)。

    通過863計(jì)劃目標(biāo)的促進(jìn),2004年公司生產(chǎn)加工中心185臺(tái),銷售額15326萬元。配置國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)10套超過了5%。比產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)多完成了15臺(tái),826萬元。2005年公司生產(chǎn)加工中心315臺(tái),銷售額31412萬元。比產(chǎn)業(yè)化2005年目標(biāo)多完成了10臺(tái),8412萬元。配置國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)33套達(dá)到了10%。超額完成課題年度考核指標(biāo)。

    通過技術(shù)改造,有比較齊全的數(shù)控加工設(shè)備:其中日本及德國的龍門五面加工中心4臺(tái),最大規(guī)格工作臺(tái)達(dá)到3×14米;德國的導(dǎo)軌平面磨床3臺(tái),最大規(guī)格工作臺(tái)達(dá)到2.5×12米;還有數(shù)控坐標(biāo)鏜、加工中心、數(shù)控銑鏜床、數(shù)控外圓及內(nèi)圓磨床、數(shù)控車床等30余臺(tái)國內(nèi)外數(shù)控加工設(shè)備。檢測手段上有三坐標(biāo)測量機(jī)、雙頻激光干涉儀、球桿儀等精密測量儀器。為課題的開發(fā)研制及形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模提供了有利條件。

    用創(chuàng)新思維解決行業(yè)通用技術(shù)

    "過去我們側(cè)重于某一個(gè)產(chǎn)品單一的技術(shù),或設(shè)計(jì)技術(shù)、或制造技術(shù),再要么更多側(cè)重某一個(gè)產(chǎn)品的技術(shù),這都是具有特定要求的。"而863計(jì)劃側(cè)重的是行業(yè)通用技術(shù),這一類產(chǎn)品具有普遍意義的技術(shù),對(duì)產(chǎn)業(yè)性的影響很大。沈陽第一機(jī)床廠副總經(jīng)理李憲凱介紹說,項(xiàng)目實(shí)施中,沈陽機(jī)床集團(tuán)一直十分重視這一點(diǎn)。"863"最直接的成果是實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化目標(biāo),在2005年驗(yàn)收,沈陽機(jī)床已經(jīng)達(dá)到了年產(chǎn)1萬臺(tái)。其中較少一部分是定制�？蛻羯婕邦I(lǐng)域有飛機(jī)制造業(yè)、船舶、石油行業(yè)、汽車行業(yè)等。

    機(jī)床生產(chǎn)從引進(jìn)圖紙起步

    "技術(shù)工作其實(shí)是個(gè)費(fèi)力不討好的活,技術(shù)人員除了拿出實(shí)際方案,還要解決整個(gè)在技術(shù)制造過程中出現(xiàn)的其他問題。"在李憲凱的技術(shù)團(tuán)隊(duì)中,也有不少年輕人敢于創(chuàng)新,但最后由于脫離現(xiàn)實(shí)的條件而不得不被否決。

    過去,機(jī)床行業(yè)是從純粹引進(jìn)圖紙起步,后來有的引進(jìn)加工工藝,有的引進(jìn)技術(shù)。曾經(jīng)一度,沈陽機(jī)床在日本引進(jìn)數(shù)控機(jī)床,直接從日本買全套圖紙,派人到日本學(xué)習(xí)制造技術(shù),回來再轉(zhuǎn)化生產(chǎn),不過,產(chǎn)品最終只賣出幾臺(tái),這與國內(nèi)當(dāng)時(shí)的硬件和制造技術(shù)水準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)不了與國外對(duì)接有關(guān)系。況且,那時(shí)客戶對(duì)國內(nèi)企業(yè)提出的一些指標(biāo)也比較苛刻。他們完全從國外的機(jī)床上抄下來的數(shù)據(jù),在價(jià)格上還要更便宜。各家企業(yè)就是在不斷地在自我完善和改進(jìn)過程中逐漸提高。

    由于客戶的要求和企業(yè)銷售的愿望,針對(duì)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)成熟度上,企業(yè)技術(shù)人員付出了很大的努力。六七年的時(shí)間,國內(nèi)數(shù)控機(jī)床得到了長足發(fā)展,但量還不是很大。2001年,國內(nèi)數(shù)控機(jī)床質(zhì)量有了較大提升,但還沒有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的要求。

    總結(jié)技術(shù)搭建數(shù)控平臺(tái)

    有了這樣一個(gè)數(shù)控平臺(tái),怎樣使機(jī)床的可靠性更好。李憲凱表示,過去我們沒有做技術(shù)上的總結(jié),通過"863"立項(xiàng),把我們過去零散的工作進(jìn)行了總結(jié)。開發(fā)出一系列新產(chǎn)品:TH65系列臥加,TH57五面體系列,TH54立加系列,TCH65復(fù)合等產(chǎn)品已批量進(jìn)入汽車、航空航天、國防軍工、石油及電子信息等高科技產(chǎn)業(yè),并出口德國、美國、韓國等發(fā)達(dá)國家。

    在產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的一整年中,公司加工中心產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)項(xiàng)目在863計(jì)劃支持下,達(dá)到"十五"規(guī)劃目標(biāo),不斷提高國產(chǎn)加工中心市場占有率。通過863計(jì)劃目標(biāo)的促進(jìn),2004年課題研究工作取得了重要突破。超額完成了2004年863計(jì)劃產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)和數(shù)控系統(tǒng)配套目標(biāo),同時(shí)攻克17項(xiàng)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)4項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新,開發(fā)設(shè)計(jì)了16種新產(chǎn)品。成果主要體現(xiàn)在:新產(chǎn)品開發(fā)的成功率顯著提高;加工中心產(chǎn)品開發(fā)步伐加快;大中型加工中心成批量進(jìn)入汽車、航空航天、國防軍工等重點(diǎn)行業(yè)的核心制造領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)部分替代進(jìn)口;并且沈陽機(jī)床生產(chǎn)的本土同行業(yè)加工中心市場占有率(國產(chǎn)份額)已達(dá)到48%%左右。

    立足自主研究搶占市場率

    在立式加工中心、龍門加工中心上,應(yīng)用沈陽第一機(jī)床廠生產(chǎn)的FIDIAFO數(shù)控系統(tǒng),并與大連大森數(shù)控技術(shù)發(fā)展中心有限公司合作,開展國產(chǎn)品牌數(shù)控系統(tǒng)在加工中心上的應(yīng)用研究。2004年9月至今,沈陽機(jī)床應(yīng)用國產(chǎn)品牌數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)量已達(dá)到5%%(10臺(tái)),促進(jìn)了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展。

    對(duì)量大、面廣的中檔立式加工中心(包括小規(guī)格的龍門立式加工中心),立足自主研究,主要是提高機(jī)床的性能價(jià)格比和可靠性,通過批量采購降低配套件成本。迅速擴(kuò)大市場,提高市場占有率。       TK6913B×2(10m)數(shù)控雙面對(duì)頭鏜產(chǎn)品,具有廣泛用途的一種萬能型機(jī)床,屬于量大面廣的機(jī)床之一。除此之外,根據(jù)當(dāng)前數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向,沈陽機(jī)床還開發(fā)高速型立式加工中心,掌握電主軸和直線電機(jī)應(yīng)用技術(shù)。對(duì)臥式加工中心主要是改進(jìn)提高現(xiàn)有產(chǎn)品,并開發(fā)部分中等規(guī)格的高速、高效產(chǎn)品,擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。對(duì)龍門式加工中心(龍門五面加工中心和龍門五軸加工中心)等國內(nèi)重點(diǎn)部門急需的裝備,以自主開發(fā)為主,部分關(guān)鍵技術(shù)(如五坐標(biāo)銑頭技術(shù))走與國外合作,消化吸收的思路。

    2005年開發(fā)完成大森3i型數(shù)控系統(tǒng),主要特點(diǎn)為:采用64位中央處理器,對(duì)硬件進(jìn)行優(yōu)化集成,大幅提升可靠性,并與國外同類產(chǎn)品相比有很強(qiáng)的價(jià)格優(yōu)勢。主要技術(shù)指標(biāo)為:可實(shí)現(xiàn)數(shù)控銑床和加工中心控制,具有高速運(yùn)行、高速內(nèi)裝PMC、高速高精加工的智能控制、高度集成化、先進(jìn)的操作性和維護(hù)性等功能和特點(diǎn)。