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高档数控机床创新点亮“中国智造”

关键词 数控机床 , 技术|2017-07-06 09:30:14|金属加工|来源 中国涂附磨具网
摘要 8年多时间,累计申请发明专利3956项,立项国家及行业标准407项,研发新产品、新技术2951项,中央财政资金投入91.14亿元,新增产值约706亿元,在行业研究机构、重点企业建设...

        8年多时间,累计申请发明专利3956项,立项国家及行业标准407项,研发新产品、新技术2951项,中央财政资金投入91.14亿元,新增产值约706亿元,在行业研究机构、重点企业建设了18项创新能力平台、部署了70个示范工程,培养创新型人才5500多人,攻克“卡脖子”难题!打破国外技术垄断!实现“零”的突破……

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       日前,在科技部会同工业和信息化部组织举行的“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项成果发布会上,传来好消息———我国数控机床专项取得重大成果。

  标准“零”突破
  国产装备增强综合国力
  数控机床是工业的“工作母机”,如果把现代工业看作摩天大厦的话,那么高档数控机床与基础制造装备则是这座大厦的基石。
  发展高档数控机床既是工业和信息化领域供给侧结构性改革、加快推进制造强国建设的客观需要,也是实现军民融合深度发展战略、确保国家安全的紧迫要求。
  专项牵头实施单位工业和信息化部装备工业司副司长罗俊杰介绍,“十一五”期间,我国航空航天、船舶制造、能源电力、国防军工、汽车和工程机械等行业迅猛发展,对大型、重型、复合、高精度高档数控机床的需求急剧增加。当时,我国在航空航天、船舶、发电设备制造、汽车制造领域与国外存在着巨大差距,特别是高档机床与基础制造装备大多依赖进口,亟待投入研发、展开布局。通过数控机床专项的实施,至“十二五”末期,我国机床企业的产品设计制造能力得到显著提升,高档数控机床和装备的国际竞争力不断增强。
  据中国工程院院士、专项技术总师卢秉恒介绍,通过数控机床专项的着力布局和有效实施,机床行业标准和技术规范逐步得到完善。2016年底,我国自主提出的用于检测五轴联动机床精度的S形试件标准已通过国际标委会审定,实现了我国在高档数控机床检测领域标准“零”的突破。
  我国数控机床主机平均无故障时间从专项实施前的400~500小时已普遍提升至1200小时,部分产品达到2000小时以上。汽车大型覆盖件自动冲压生产线等10多类设备已达到国际领先水平,高速龙门五轴加工中心等20多类产品基本达到国际先进水平,精密卧式加工中心形成具有自主知识产权的柔性制造系统核心技术。
  数控机床专项的总体目标是:到2020年,形成高档数控机床与基础制造装备主要产品的自主开发能力,总体技术水平进入国际先进行列,部分产品国际领先;建立起完整的功能部件研发和配套能力;形成以企业为主体、产学研用相结合的技术创新体系;培养和建立一支高素质的研究开发队伍;航空航天、汽车等重点领域制造所需要的高档数控机床与基础制造装备80%立足国内;研究开发出若干具有原创性的技术和产品,形成这一领域内自主创新在一些点上的突破。
  技术创新
  关键部件实现批量配套

  数控系统是机床装备的“大脑”,是决定数控机床功能、性能、可靠性、成本价格的关键因素,也是制约我国数控机床行业发展的瓶颈。而基础薄弱、“缺心少脑”一直是“中国制造”的短板。数控系统、伺服电机、伺服驱动等是制造装备最重要的关键基础部件。卢秉恒说,“实现‘中国制造2025’的目标,形成‘中国智造’的核心竞争力,离不开数控系统,包括伺服驱动、伺服电机等关键技术的创新。”
  经过8年连续攻关,我国数控机床领域突破了一批关键核心技术,破解多项“卡脖子”问题,先后为核电、大飞机等国家重大专项和新型战机、运载火箭等一批国家重点工程提供了关键制造装备,部分产品达到了国际先进水平并进入发达国家市场。
  数控机床专项部署实行全产业链布局,国产数控系统实现部分技术的原创超越(如嵌入式一体化数控装置硬件平台等)。企业掌握了数控系统的软硬件平台设计与批量生产技术,在多通道、多轴联动、高速插补等关键技术指标方面达到国际主流产品技术水平。至2016年,数控机床专项支持研发的高档数控系统已累计销售1000余套,国内市场占有率由专项启动前的不足1%提高到了5%左右。
  在数控机床专项的支持下,科德数控股份有限公司在母公司大连光洋科技集团的领导下,研制出多种类型的系列化五轴联动高档数控机床,有力地保障了国产航空发动机机匣、核电汽轮机叶片等关键零部件的生产,实现S910燃气轮机叶片首次在全国产五轴卧式车铣复合加工中心上完成铣削精加工。
  高档数控系统主要技术指标已基本达到国际水平,国内市场占有率由不足1%提高到了5%左右,成功实现了在航空航天等领域的批量示范应用,对维护我国国防信息安全具有重要意义。
  中档数控系统实现了批量生产,国内市场占有率从10%提高到25%。形成了3家产业化生产基地,专项支持的数控系统合计已实现销售近40亿元。滚珠丝杠、导轨、动力刀架等关键功能部件在精度、可靠性等关键指标上已接近国际先进水平。其中,滚动功能部件在中高端数控机床市场占有率由大约5%提高到20%,迫使进口产品降价20%~50%。
  服务用
  装备保障能力不断提升

  新一代大型运载火箭长征五号、国产大飞机C919、我国第一艘货运飞船天舟一号……这些耳熟能详的国家重大科技进展的背后,离不开数控机床的飞速发展。
  以五轴加工中心为代表的高档数控机床,在飞机典型结构件、航天复杂与精密结构件、飞航导弹发动机零部件等领域实现批量示范应用,为大飞机、新型战机、探月工程等国家重大专项和重点工程提供了关键制造装备。
  据卢秉恒介绍,8万吨大型模锻压力机和万吨级铝板张力拉伸机等“大国重器”的成功研制,填补了国内航空领域大型关重件整体成形技术空白;航天领域,大型贮箱成套焊接装备成功应用于长征五号等新一代火箭研制,建立了首条采用国产加工中心和数控车削中心的生产示范线,已应用于新一代运载火箭、对接机构、探月工程差动机构等100余种、1万余件关键复杂零部件的加工,取得了显著的经济效益与社会效益。
  在汽车制造领域,作为行业内承担国家科技项目最多的企业之一,济南二机床通过项目实施,高端智能制造技术实现连续突破,在高端市场竞争中占据主动,打破国外技术垄断,不仅满足国内重点行业装备需求,并成线出口欧美、东南亚等海外汽车主机厂,为通用、福特等国际知名汽车企业提供海外总承包交钥匙工程,被誉为“世界三大数控冲压装备制造商”之一。依托重大专项成果转化,福特汽车美国4个工厂,先后4次订购济二9条大型全自动快速冲压生产线。5年来已经成功出口9条生产线,国内市场占有率超过70%,全球市场占有率超过30%。
  目前,济南二机床自主研制的机器人全自动冲压生产线、大型全自动快速送料冲压生产线、重型多工位机械压力机、伺服冲压生产线等产品与国际最先进技术同步,已经装备国内各汽车制造集团,包括通用、福特、日产、大众、路虎、沃尔沃等合资品牌及所有自主品牌在内。
  有了高标准,更需要有高质量的产品。虽然中国的高档数控机床发展有了长足进步,但也面临着差距和风险。工信部装备工业司副司长罗俊杰说,下一步数控机床专项将着力攻克机床可靠性和精度保持性技术,加大应用验证和示范,满足国家战略新需求,为全面实施“中国制造2025”提供支撑。密切关注智能化、网络化发展趋势,围绕机床行业全产业链布局,持续聚焦航空航天、汽车两大重点服务领域,搭建机床行业与军工、汽车等重点领域的产需对接平台,着力补齐重大装备短板,推动制造业战略性转型升级。
  罗俊杰表示,还要进一步探索产业共性技术研究的长效机制,夯实技术研究和高端人才基础,继续加大落实专项研制设备制造过程的工艺验证和用户领域的示范应用,优化产品性能,提升可靠性、成套成组工艺和智能化水平。
  目前,中国机床及装备产业的“航空母舰”已试水前行,假以时日,中国机床及装备产业“巨舰”将在世界经济的全球化大潮中迎风搏浪。

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