国家创新型城市建设
2020年6月30日第99期4版
机床产业宝鸡竞争力在哪儿？
作为宝鸡的传统优势产业，机床产业经过几代人的努力，发展优势日益显现。随着人工智能与制造业的不断融合，智能制造已成为企业转型升级的新引擎。此次列举的项目，均为2019年度陕西省重点研发计划特色产业创新链项目，其在研发方向、细分市场领域的竞争力不容小觑，为宝鸡制造注入了强劲动力。
渭河工模具公司：
研发高端刀具做行业小巨人
工人在调试刀具的零部件
高档数控机床与机器人是“中国制造2025”十大重点领域之一，高档数控机床使用的刀具是机床的关键功能部件，被广泛应用在汽车及零部件生产、模具制造、航空航天、电子行业等工业领域。
随着高档数控机床需求量的增加，高速高精度长寿命刀具的需求也将进一步增加。目前高速高精度长寿命刀具70%依赖进口，国产刀具与国外的差距主要表现在切削速度低、寿命短、精度一致性差等方面。陕西渭河工模具有限公司从去年开始将研发目标锁定在高速高精度长寿命刀具上，经过一年多努力，已开始小批量生产。
据该公司的技术负责人蔡诚新介绍，从去年开始，公司成立专业研发团队，在高端刀具领域寻求技术突破。首先从原材料入手，经过数月的对比试验，终于找到了硬度、耐磨性、耐热性都比较适合的材料。其次就是刀具材料的热处理工艺，要在无现成经验借鉴的基础上进行突破，研发团队进行了大量数据研究对比，确定热处理工艺参数，形成热处理工艺规程，提高了刀具热处理硬度的一致性。第三是刀具截面形状的创新，技术人员通过建立曲面方程、三维模拟计算选出最佳方案，加工出工件后，不断进行切削实验，寻找切削扭矩值小和耐磨性高的截面形状制造方案，最终高速高精度长寿命刀具试制成功，目前已实现小批量生产。
经西安交通大学、国内知名研究所认定，渭河工模具开展的该项研究，对提高刀具精度、硬度、一致性、使用寿命等具有重要推进意义，已达到国际水平，可替代进口，填补国内空白，依此技术，该公司未来将成为研发高端刀具的行业“小巨人”。
秦川机床：
争做国产齿轮磨床数控系统领头羊
秦川机床的研发人员在调试数控机床
齿轮传动装置是机械装备的重要基础件，齿轮产品的精度、寿命、稳定性与齿轮加工机床的性能和功能紧密相关。目前我国尚有较大数量的高端齿轮机床需要进口，主要原因之一是高端齿轮机床的控制大脑——国产齿轮磨床数控系统配套使用与国外有较大差距。
我国齿轮磨齿机床大都采用国外高端数控系统，仅有的几款配备国内数控系统的磨齿机加工精度和效率有待提高。由于对国外数控系统的过度依赖，我们无法触及数控系统的最核心内容——运动控制和算法。这样的话，国内企业已经积淀的核心技术及工艺算法不能有效集成和掌控，同时，在使用国外数控系统时，还存在企业加工工艺及核心算法有可能流失的情况。所以开发国产齿轮磨床数控系统显得尤为迫切。
秦川机床从2006年开始启动齿轮磨床数控系统的研究，相继研制了YK7232A蜗杆砂轮磨齿机专用数控系统、外圆磨床专用数控系统、QCNC6803数控系统等一系列产品。据公司数控系统研发负责人杨云介绍，正在研发的新一代齿轮磨床数控系统拥有更高的主轴转速和加工精度，独有的跟随误差动态补偿方式可以自动修正磨削余量，使齿轮加工精度稳定在DIN3级，图形+数据智能化编程模式可以自动生成加工程序，缩短用户编程时间，操作更加方便；同时系统具备远程机床数据管理维护及诊断功能，提高了机床的使用效率，缩短了机床维护时间。
作为陕西省重点研发计划项目，该系统具备专用多轴耦合高速高精度电子齿轮箱功能模块，断电自动回退及安全保护；专用界面组件及图形编程功能模块；砂轮自动修整控制功能模块，在线动态操作余量分配功能以及不停机自动测量对刀等功能。
目前该项目已进展到功能测试和可靠性验证阶段，已取得11项专利，其中发明专利3项，批量投产后每年可实现产值5000万元，预计比国外同档水平产品的价格低40%，并可完全替代进口产品。实现产业化后，秦川机床预计年产300套齿轮磨床数控系统，将占据国产齿轮磨床数控系统领域“领头羊”位置。
秦川格兰德：
智能生产线让生产制造变聪明
工人在组装设备
在磨床制造和金属加工领域，连线、智能加工技术正以其强大的加工能力被不断发展与应用。陕西秦川格兰德机床有限公司是专业从事精密磨床制造的国家机床行业重点企业。2019年公司承担了陕西省重点研发计划“大批量轴类零件的热后磨削及检测智能线”项目，目前，该项目已完成了主机制造、软件开发等工作，即将进入时线体组装、试运行、试加工阶段。
我国是汽车工业大国，但非制造强国，变速箱轴类零件的加工是汽车工业的重要组成部分。目前大批量轴类零件的热后磨削，普遍采用磨削检测线的方式进行，即采用一台或数台磨床、一套机后检测线、利用机械手连线自动生产。此种生产线自动化程度高、加工工件尺寸一致性好，是行业的发展方向。
据了解，此类生产线大部分的组合形式是由进口外圆磨床与检测台（进口）通过桁架机械手或机器人连接，不同厂家的设备连接，兼容性、互补性较差，因此，开发生产具有当前国际先进技术水平的磨削检测生产线，以打破国外在高档精密数控磨床领域的垄断地位具有深远意义。
为此，该公司从2019年5月开始进行研发。据格兰德公司该项目负责人介绍，公司为此成立专门研发小组，首先对国内的重点用户，如成都脉动、东风集团等公司进行了充分调研，了解了一线厂家的实际需求，在此基础上提出技术指标；其次，充分利用公司的现有技术基础，做了大量的对比实验，经过几个月的实践、论证，制定了总体方案和技术路线；第三，充分利用高校的理论基础和检测平台，与西安理工大学就项目的难点进行联合开发。最终形成最佳方案，做出了工作图。
该项目的研发利用连线生产，节省了大量的人力资源；利用检测平台，对加工质量进行实时监控，当加工质量出现偏差倾向时，检测平台可自动反馈质量信息到机床，机床做出调整，使整体产品质量更加稳定；而且机床、生产线、检测整体生产线可实现由上位机监控、干涉生产、加工信息的留存，便于生产管理及产品质量的追溯。目前，该项目已完成了主机制造、软件开发等工作，即将进行时线体组装、试运行、试加工，预计今年底完成项目，实现工件的批量化生产。
海力特精密机械公司：
做球面车床领域的隐形冠军
研究人员在做设备检测
企业创新以一点发力，钻探足够深，就有做精做强的无限可能。陕西海力特精密机械有限公司以生产精密数控球面车床为破局点，展开创新研究，现已取得实质性突破，在国内球面车床生产领域占据重要位置。
光学镜面、汽车球头、球阀加工等球体类高精度加工都要用到球面车床。据该公司总经理杨晓东介绍，针对国内精密球面加工领域设备落后，工序多、精度差、效率低的现状，他们从2018年3月开始着眼开发HQ-50P精密数控球面车床。目前汽车行业转向系统核心零件——球头连接杆的加工一直依赖进口机床，这方面的国内市场空间很大，如果能研制出可替代进口的高精度机床，公司就找到了新的发展空间。
据了解，这款机床的正反向刚度研究是目前业界难题，为解决这一难题，公司经过大量实验首次应用了DD直驱技术，消除了回转运动链间隙，优良的动态频响和电磁刚度为稳定刀片切削提供保证，且为后续的R角编程打下基础。同时他们研究了一套动态刚度的测定方法，总结了DD直驱增益数值对于表面成型质量的影响规律，彻底解决了这一行业难题，使产品光洁度可达0.002mm、真圆度0.004mm。
团队启用单点滚压工艺技术，提高球面光洁度，由于冷作硬化的效应，使得表面密实度更好，提高了球面的耐磨性；同时，为了取得较高的经纬圆度，他们还采用了三线重合装配工艺，使得三线的重合度提高，球面真圆度更好，运用此技术可以得到标准的椭圆球体。
据了解，该项目计划今年年底研发完成，项目计划总投资1063万元，完成后企业可形成年产精密数控球面车床100台的生产能力，年工业增加值将达2400余万元，在此细分领域，成为行业“隐形冠军”。
小创新终将凝聚大势能
莜月
“中国制造2025”的目标犹如一座灯塔，引导当下制造业以创新铸魂，朝着高精尖方向发展。宝鸡作为西部工业重镇，在机床加工领域有扎实且良好的技术积淀和产业储备。在全球制造业全面升级的背景下，宝鸡在产业推进上就不能按部就班、亦步亦趋，而要紧盯大方向，扎实搞研发，一步一台阶，汇聚创新能量，力求形成产业发展的大势能，让宝鸡的机床加工业在全国占据领先位置。
本版报道的这四个项目都列入2019年度陕西省重点研发计划特色产业创新链项目里，从政府的产业支持方面看，这些项目符合国家对高端装备产业调整的方向，企业选择的细分领域，都几乎存在国外技术“卡脖子”的困境，要解决这些难题，企业要有“不破楼兰终不还”的拼劲、“咬定青山不放松”的韧劲，才能乘风破浪攻坚克难。
从目前全国形势来看，通用型机床行业整体形势较差，高端机床主要依赖进口的局面没有从根本上改变，很多“卡脖子”技术亟待破题，需要机床企业谋长远发展，在高精尖技术、数字化控制系统以及专用化机床的研发上有新突破。地方政府要培厚利于企业技术创新的土壤，在立项、科研经费补贴、产学研嫁接、金融支持等多方面给予企业支持。机床行业是所有制造业的基础行业，所以更要求“慢工出细活”，扶持当有长远眼光，切不能急功近利。
所有创新活动，归根到底都得靠人才，机床行业急需高端人才的加入，既要有院士级别的专家指导方向，也需有“大国工匠”类型的实用型高级技工精细打磨每一个部件。宝鸡要重视专家、专业技术人才，给他们荣誉，提高他们的待遇，营造职业荣誉感，鼓励更多年轻人投身到机床行业中。如此，创新才有“活力之源”，发展才有不竭动力。