天二机:“中国式首台套”的颠覆者

各地资讯 2013-06-03 13:32:45
  天津市第二机床有限公司全力攻关的“高精度、全静压数控立式圆台磨床”,作为国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项之一,在去年底进行的中期自评报告答辩会上,再次受到项目评审组专家们的高度关注。专家们认为,该机床突破点之多,创新量之大,技术附加值之高,完全出乎预料。据此,专家们建议天二机可破例延期一年结项。
  项目延期,对于承担者来说,不论是科研投入的追加,抑或推迟面市的损失,都是一个巨大的压力。即便如此,天二机为“给中国机床制造史书写一篇杰作,给世界机床制造业创造一个经典”,依然愿意通过改变中国机床制造业沿袭已久的创新模式,做“中国式首台套”的颠覆者。
  关键功能部件自己智造
  过去的20多年,中国机床行业在新品开发上,几乎不约而同地走着“重整机设计、轻功能部件”的路径。说得更直白些,就是在进口数控系统、伺服电机、主轴电机、滚珠丝杠、直线滚动导轨、光栅等关键部件的基础上,通过改进型的设计创新,组装成新的机床。尽管其中不乏填补国内空白的“首台首套”,却难以掩饰70%以上关键功能部件依赖进口所导致的国产机床严重“空心化”。
  如此以往,国产机床将成为无源之水、无本之木。这条路不能再走下去了。作为中国机床制造业具有开拓性的企业家,天二机总裁张广林不仅为此痛心疾首,且在实际研发中敢于反其道而行之。当他们决定要自主开发高精度、全静压数控立式圆台磨床,便把关键功能部件的研制视为重中之重。在必须攻克的13项关键技术中,关键功能部件就占了近一半。
  据张广林讲,为创造出能够填补国内空白、达到国际一流的高精度、全静压数控立式圆台磨床,他们不仅要突破高精度、全静压数控立式圆台磨床总体结构及优化设计、动态特性分析和热误差分析及补偿技术等制约我国数控圆台磨床等发展的关键核心技术,还要以更大的精力、更多的创新,攻克高精度、高刚度、高转速数字式电液伺服静压主轴,大直径内反馈直驱精密闭式静压转台,高刚度、高精密静压导轨,高刚度、高动态响应、低摩擦、高精度电液伺服油缸等关键功能部件。
  张广林告诉本报记者,唯有关键功能部件自己智造,才能收获真正的核心技术。他们深知这样做很难,但还要迎难而上。在他看来,没有自主知识产权的填补国内空白,彰显的只是苍白;没有“中国心”的首台首套,也只能是缩了水的国际先进水平,更不要妄言国际领先了。
  整机树国际先进新标杆
  借助国外的关键部件部件组装机床,虽经过整机设计上的改进型创新,终褪不去拼凑的痕迹。即便不是山寨版,也很难有跨越之技、超越之术。故此,大凡“中国式首台首套”鉴定,填补国内空白,达到国际先进水平,可以替代进口,几乎成了千篇一律的共性评语。事实上,那么多达到国际先进水平的首台首套,却时时刻刻遭遇着难以替代进口的尴尬。业内人士很清楚,中国高端数控机床严重依赖进口并不是一个传说。
  天二机自主研制的高精度、全静压数控立式圆台磨床,就有把握实现真正意义上的国际先进水平。张广林的自信来自于关键功能部件自己智造。张广林坦言,天二机在高精度、高刚性、高可靠性的静压主轴,内反馈闭式静压转台,静压直线导轨,伺服油缸等关键功能部件上的突破性创造,给了他充足的底气。
  就拿决定着高精度、全静压数控立式圆台磨床精度的大直径内反馈直驱精密闭式静压转台来说,天二机不仅与最早涉足这一领域的外国同行站在同一起跑线上,还抢先一步登上了科技制高点。据张广林透漏,还在国外转台开发厂家使用滚动轴承作为转台旋转支撑之时,作为国内最早、也是唯一一家从事高精度静压转台研制的天二机,已成功推出气体静压卸荷转台、液体静压卸荷转台、外节流开式静压转台、外节流闭式静压转台,并着手第五代产品,即内反馈闭式静压转台的研制。当德HYPROSTATIK和ZOLLERN两公司率先推出轴向和径向精度达到0.001mm以下大型高精度、高刚度液体静压转台之后,天二机自主研制的大直径内反馈直驱精密闭式静压转台也随即亮相。因其静压轴承为闭式结构,且采用内反馈缝隙节流方式,不仅承载能力和刚度比传统开式和闭式静压更高,径向跳动、轴向跳动0.0005mm的精度,也比国外同类产品高出一筹。
  有了高精度、高刚性、高可靠性的静压主轴,内反馈闭式静压转台,静压直线导轨,伺服油缸等真正达到国际先进水平的关键功能部件助力,天二机自主研制的高精度、全静压数控立式圆台磨床,就将以高刚度、高精度、高响应、全静压、低摩擦系数等特质,为中国自主品牌机床树立国际先进新标杆。
  没有掌控自主知识产权、真正达到国际先进水平的关键功能部件,就不会有真正达到国际先进水平的自主品牌高端机床。张广林就认这个理。
  一举打造两个研制基地
张广林认为,一个国家重大科技专项,一台重大技术装备,若不能颠覆“中国式首台首套”的研发路径,仅以改进型创新成果进行转化并实现产业化或许容易,要据此打造一个全新机型的研制基地甚或更难。与此相反,缘于对“中国式首台首套”的颠覆,天二机将凭借在关键功能部件和高精度、全静压数控立式圆台磨床研制中收获的核心技术,一举打造两个研制基地。
  一是关键功能部件研制基地。不论是高精度、高刚性、高可靠性的静压主轴,内反馈闭式静压转台;还是静压直线导轨,伺服油缸等关键功能部件,都是我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》、《产业结构调整指导目录》所明确开发的新产品,皆为我国发展精密、高精度甚至超精级别的高档数控装备所急需,有着广阔的市场需求。以反馈闭式直驱静压转台为例,我国每年仅用于四轴、五轴加工中心配套就不会少于600台左右。张广林告诉记者,因天二机研制的多款关键功能部件,在精度、结构、性能上已超过了进口同类产品,其规格覆盖500mm至3500mm,且价格仅为国外产品的1/3左右。有此高性价比优势,一旦实现产业化,定能托起一个发展前景广阔的高端功能部件研制基地。
  二是高精度、全静压数控立式圆台磨床研制基地。高精度、全静压数控立式圆台磨床是我国发展能源、电力、冶金、船舶、军工、航空、航天等高新技术产业所急需的关键基础装备,可满足各种典型盘类、高精度回转体零件的加工需要。在天二机推出这款新品之前,国内用户只能依赖进口。张广林说,他们研制的高精度、全静压数控立式圆台磨床,不仅以高刚度、高精度、高响应、全静压优于国外同类产品,且可为用户节约采购成本2/3以上。凭借这一性价比优势,即便在产品导入期,仅是用于替代进口,每年就会有10台以上的销售量。随着系列化和产业化的推进,一个全新的高精度、全静压数控立式圆台磨床基地,就将在天二机拔地而起。
  张广林告诉记者,待两个研制基地建成,即可打破外国在高端功能部件和高精度、全静压数控立式圆台磨床上对中国的垄断,又可进一步提升中国装备制造业整体水平。但他最看中的,还是天二机作为“中国式首台首套”的颠覆者,带给中国机床企业在关键功能部件研发上的示范作用。

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