機床，制造機器的機器，被稱(chēng)作“工業(yè)母機”，影響著(zhù)制造的精度與效率。小到螺絲釘、大到遠洋郵輪的制造，都離不開(kāi)它。
由“一五”期間的沈陽(yáng)第一、第二、第三機床廠(chǎng)發(fā)展演變而來(lái)，通用技術(shù)集團沈陽(yáng)機床股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“沈陽(yáng)機床”）是目前我國最大的中高端數控機床研發(fā)生產(chǎn)基地。
走過(guò)70多年，沈陽(yáng)機床矢志攻關(guān)高端機床，其突圍歷程給人不少啟示。
突破0.01毫米
攻克五軸聯(lián)動(dòng)機床
五軸聯(lián)動(dòng)機床，被喻為工業(yè)皇冠上最亮也是最難的“明珠”。這一高端精密機床，一度制約著(zhù)中國制造。
五軸聯(lián)動(dòng)，要求機床能同時(shí)控制三個(gè)直線(xiàn)軸及兩個(gè)旋轉軸，實(shí)現空間復雜曲面加工。
難在哪？比如，五軸聯(lián)動(dòng)下，刀具路徑不再是簡(jiǎn)單的直線(xiàn)或圓弧，而是復雜的空間曲線(xiàn)，機床每秒需進(jìn)行上萬(wàn)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(dòng)機床，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(dòng)才能實(shí)時(shí)調整姿態(tài)，一次性滿(mǎn)足所有要求。
“對不少復雜精密零件而言，五軸聯(lián)動(dòng)加工是唯一解決方案。在一定意義上看，五軸聯(lián)動(dòng)機床決定了一個(gè)國家在高端領(lǐng)域的制造自主權?！蓖ㄓ眉夹g(shù)沈陽(yáng)機床總經(jīng)理、黨委副書(shū)記徐永明說(shuō)。
如今，我們突破了嗎？
一項標準令人振奮。
2020年，歷經(jīng)8年努力，中國“S試件”五軸機床檢測方法正式成為國際標準，這也是我國金屬切削機床專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域首項國際標準。
“揚眉吐氣！”徐永明說(shuō)，作為參與方，沈陽(yáng)機床為“S試件”檢測方法提供了數據和加工經(jīng)驗，成為論證“S試件”國際標準的重要依據。
早在2006年，沈陽(yáng)機床就開(kāi)始試切“S試件”。此后，共進(jìn)行了2000多次“S試件”加工實(shí)驗，記錄了上萬(wàn)組真實(shí)可靠的原始加工、檢測數據，為標準的成功申請提供了重要依據。
“S試件”，看似只是一個(gè)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(lái)。一個(gè)試件，即可檢測機床的加工精度、幾何精度、定位精度、綜合加工效率等。
“一句話(huà)，只要一臺五軸聯(lián)動(dòng)機床能夠加工合格的‘S試件’，那么這臺機床就能安全用于復雜精密零件加工?！毙煊烂髡f(shuō)，沈陽(yáng)機床是國內最早把“S試件”加工、檢測作為五軸聯(lián)動(dòng)機床出廠(chǎng)檢驗標準的企業(yè)。目前，這里出產(chǎn)的每一臺五軸聯(lián)動(dòng)機床均通過(guò)“S試件”檢測，已廣泛應用于汽車(chē)、模具等行業(yè)中。
一臺設備有說(shuō)服力。
2023年6月，沈陽(yáng)機床裝配車(chē)間，隨著(zhù)技術(shù)專(zhuān)家嚴昊明按下啟動(dòng)鍵，7米多高的高精度龍門(mén)加工中心按照程序執行加工作業(yè)……
“檢測結果出來(lái)了，表現完美?！爆F場(chǎng)一陣歡呼，緊接著(zhù)是長(cháng)時(shí)間的掌聲。
高精度龍門(mén)加工中心，被稱(chēng)為“制造機床的機床”，對生產(chǎn)精度要求極高。嚴昊明解釋道：“使用機床加工零件時(shí)，機床的精度要高于被加工零件至少1個(gè)精度等級，而用于制造機床的機床精度則要再高1至2個(gè)精度等級?！?
嚴昊明告訴記者，國際上這種大體積龍門(mén)機床，定位精度達到0.01毫米就屬于精密級水平了。目前，沈陽(yáng)機床的龍門(mén)系列產(chǎn)品都已成功跨越0.01毫米這一行業(yè)門(mén)檻。
沈陽(yáng)機床自研的高端產(chǎn)品已肩負起生產(chǎn)制造重任，為市場(chǎng)源源不斷輸送高端數控機床。
嚴昊明坦言，雖然我們已在五軸聯(lián)動(dòng)機床上實(shí)現突破，但在可靠性、穩定性上與國際領(lǐng)先機床仍有差距，仍須持續努力。
聚焦基礎元件
從源頭提升機床基礎能力
機床產(chǎn)業(yè)是典型的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。要想在高端機床上實(shí)現突破，需從基礎材料、基礎元件、數控系統等領(lǐng)域全方位發(fā)力。為此，沈陽(yáng)機床沉下心、重研發(fā)，將難關(guān)逐個(gè)攻克。
就拿影響機床加工穩定性的導軌來(lái)說(shuō)?！皩к?，機床上最容易損耗的核心部件之一，要想機床精度長(cháng)期保持不變，導軌的質(zhì)量必須提升?！眹狸幻髡f(shuō)。
然而，國內高硬度大層深硬軌導軌淬火技術(shù)大多只能加工長(cháng)度為2米的零件，而大型龍門(mén)加工中心的導軌往往超過(guò)10米。淬火技術(shù)若無(wú)法取得突破，將直接影響導軌的性能與壽命，制約其質(zhì)量提升。
為此，嚴昊明帶領(lǐng)團隊日夜攻關(guān)，最終成功對11米長(cháng)的零件進(jìn)行淬火，突破了技術(shù)壁壘。
不僅僅是導軌。大扭矩主軸轉速，直接影響著(zhù)機床的作業(yè)效率。從每分鐘2000轉、3000轉，到現在每分鐘6000轉、8000轉，沈陽(yáng)機床經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗，逐步攻克難關(guān)。
一項項成果背后，是創(chuàng )新體系的重構。
2019年，沈陽(yáng)機床集團、沈機股份進(jìn)行破產(chǎn)重整，中國通用技術(shù)（集團）控股有限責任公司入主。
通用技術(shù)集團一方面投入真金白銀，推動(dòng)沈陽(yáng)機床回歸依靠科技創(chuàng )新實(shí)現產(chǎn)品迭代升級。另一方面，推動(dòng)體制機制改革，激發(fā)起科研人員干事創(chuàng )業(yè)的活力與動(dòng)力。
重整后的沈陽(yáng)機床，迅速構建起基于集團三級研發(fā)體系框架的兩級研發(fā)組織。在重點(diǎn)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(yáng)機床先后攻克高精度主機設計及制造、高動(dòng)態(tài)運動(dòng)部件伺服驅動(dòng)等10余項關(guān)鍵核心技術(shù)。
對內，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(yù)為數控機床“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來(lái)測量距離?！眹狸幻鹘榻B，通用技術(shù)集團國測時(shí)柵科技有限公司另辟蹊徑，采用“時(shí)間測量空間”的技術(shù)路徑，創(chuàng )新研發(fā)出納米時(shí)柵，突破了高端裝備的精密位置檢測難題。
徐永明表示，相對于傳統技術(shù)，“時(shí)柵位移傳感器”具有測量精度高、環(huán)境適應性好等優(yōu)點(diǎn)，能有效避免粉塵、油污干擾，對提高機床加工精度頗有助益。
堅持“市場(chǎng)為帆”
“定制化研發(fā)+場(chǎng)景驗證”，讓機床越用越好
機床，現代工業(yè)的原點(diǎn)。沈陽(yáng)機床除了聚焦高精尖，努力補短板，還著(zhù)力提質(zhì)量、增效率。
“我們在新能源汽車(chē)領(lǐng)域，已形成摩擦焊專(zhuān)機、副車(chē)架五軸立式加工中心、球籠倒立車(chē)、扭力梁雙面銑等一系列專(zhuān)業(yè)化解決方案?！鄙蜿?yáng)機床營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)中心總經(jīng)理、黨委副書(shū)記張成龍說(shuō)。
以電池托盤(pán)為例，作為新能源汽車(chē)底盤(pán)上關(guān)鍵的零部件，尺寸較大，沈陽(yáng)機床采用多主軸方案推出產(chǎn)品，實(shí)現高效加工，使用效率較普通設備提升4至5倍。
今年2月，沈陽(yáng)機床再次收獲來(lái)自新能源汽車(chē)領(lǐng)域的重要訂單，合同金額破億元，證明了自身的實(shí)力。
不僅在新能源汽車(chē)領(lǐng)域。在風(fēng)電行業(yè)，沈陽(yáng)機床與重點(diǎn)行業(yè)客戶(hù)成為戰略合作伙伴，其研發(fā)的高精度立車(chē)產(chǎn)品，助力客戶(hù)加工高精度風(fēng)電軸承?！吧蜿?yáng)機床的立車(chē)產(chǎn)品，在加工內孔、外圓、端面、斜面、弧面時(shí)可實(shí)現‘以車(chē)代磨’，加工工件表面接觸率可達80%以上，顯著(zhù)提升了產(chǎn)品質(zhì)量?！辈簧僦攸c(diǎn)行業(yè)客戶(hù)這樣點(diǎn)贊。
沈陽(yáng)機床已與曲軸、模具等龍頭企業(yè)建立長(cháng)期伙伴關(guān)系，提供“設備+服務(wù)”綜合解決方案，覆蓋從零部件到整車(chē)的制造需求。
張成龍表示，近年來(lái)，沈陽(yáng)機床之所以能在新能源領(lǐng)域實(shí)現突破，一是堅持“技術(shù)為要”，二是堅持“市場(chǎng)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(hù)合作過(guò)程中，沈陽(yáng)機床在產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)線(xiàn)設計階段就深入參與，組織專(zhuān)門(mén)團隊開(kāi)展工藝技術(shù)攻關(guān)，定制化提供工裝解決方案。同時(shí)，提供專(zhuān)屬7×24小時(shí)現場(chǎng)服務(wù)響應，定期進(jìn)行設備維護和性能優(yōu)化，確保設備持續高效運轉。
“‘想客戶(hù)之所難，急客戶(hù)之所急’，許多客戶(hù)被打動(dòng)，主動(dòng)提出使用我們研發(fā)的新產(chǎn)品，推動(dòng)產(chǎn)品迭代升級?！睆埑升堈f(shuō)。
眼下，沈陽(yáng)機床正布局人形機器人配套領(lǐng)域，研發(fā)有針對性的專(zhuān)用高效數控機床。
從新中國第一臺六尺皮帶車(chē)床、新中國第一臺普通車(chē)床、登上1960年版2元人民幣的車(chē)床C620—1，到新中國第一臺自動(dòng)機床、新中國第一臺數控車(chē)床……70多年深耕機床行業(yè)，沈陽(yáng)機床緊跟中國制造需求、矢志攻關(guān)、接連突破。
日前，沈陽(yáng)機床發(fā)布公告，預計今年上半年凈利潤達3500萬(wàn)元至4500萬(wàn)元，同比扭虧為盈。
“振興發(fā)展機床產(chǎn)業(yè)責任重大、使命光榮?！蓖ㄓ眉夹g(shù)集團黨組書(shū)記、董事長(cháng)于旭波表示，將堅持把發(fā)展高端數控機床作為第一核心主業(yè)，努力建設世界一流高端機床裝備集團，全力以赴推動(dòng)高端數控機床產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
【記者手記】
產(chǎn)業(yè)升級，做好“融”字文章
融合機床制造與下游應用，融合各方力量攻關(guān)共性技術(shù)……參照機床行業(yè)經(jīng)驗，做好“融”字文章，產(chǎn)業(yè)升級步伐將更加堅實(shí)
在沈陽(yáng)機床采訪(fǎng)，一個(gè)變化令人振奮。從國內首條針對鈦合金加工的柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，到新一代高精度龍門(mén)式五面加工中心，這家老企業(yè)填補了多項國內空白。
作為制造裝備的機器，機床行業(yè)堪稱(chēng)“制造之基”，但我國機床行業(yè)長(cháng)期面臨大而不強的問(wèn)題，產(chǎn)業(yè)規模世界第一，高端產(chǎn)品卻供給不足。
一直以來(lái)，為突破高端數控機床，機床行業(yè)下了很多功夫，但直至近幾年才實(shí)現質(zhì)的突破。究其原因，主要是在“融”字上下足了功夫。
一方面，融合機床制造與下游應用。
“發(fā)展國產(chǎn)機床，首先必須用起來(lái)?！边@是不少機床人的長(cháng)期呼吁。即便是沈陽(yáng)機床，也遇到過(guò)從樣機下線(xiàn)到實(shí)際使用需花費五六年尋找用戶(hù)的困境。
下游用戶(hù)不敢用、不愿用，本土企業(yè)無(wú)法實(shí)現技術(shù)迭代和性能提升，面對這一上下游合作悖論，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng )新成為破局點(diǎn)。
近年來(lái)，不少中央企業(yè)牽頭組建各類(lèi)創(chuàng )新聯(lián)合體。作為產(chǎn)業(yè)鏈的重要下游客戶(hù)，中央企業(yè)發(fā)揮領(lǐng)先客戶(hù)作用，明確需求特征、技術(shù)要求，開(kāi)放實(shí)際應用場(chǎng)景與使用數據，以需求牽引關(guān)鍵核心技術(shù)突破。
沈陽(yáng)機床就與不少中央企業(yè)組成了攻關(guān)“搭子”。這種以領(lǐng)先客戶(hù)為攻關(guān)牽頭人的聯(lián)合研發(fā)機制，改變了我國機床行業(yè)“重樣機研究、輕應用驗證，樣機通過(guò)驗收即意味著(zhù)項目完成”的局面，成功打通了機床從“可用”到“好用”的關(guān)鍵一步。
另一方面，融合各方力量，攻關(guān)共性技術(shù)。
機床行業(yè)有兩個(gè)特點(diǎn)。一是技術(shù)密集型，涉及材料科學(xué)、機械設計與制造、電氣控制與自動(dòng)化等多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，技術(shù)壁壘極高。二是資本密集型，從基礎研究、應用基礎研究、應用技術(shù)開(kāi)發(fā)，到工程化驗證或中試、技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化等各個(gè)環(huán)節都離不開(kāi)大量資金支持，且研發(fā)投入大、回報周期長(cháng)。這讓長(cháng)期處于“小、散、弱”產(chǎn)業(yè)格局的機床行業(yè)一提進(jìn)軍高端數控機床，往往心有余而力不足。
在此背景下，中央企業(yè)的優(yōu)勢再次凸顯。作為以高端數控機床為主責主業(yè)的中央企業(yè)，通用技術(shù)集團一手推進(jìn)行業(yè)專(zhuān)業(yè)化整合，目前已完成對沈陽(yáng)機床、大連機床等七家企業(yè)的重組；一手加大資金投入，組建機床工程研究院，專(zhuān)注共性技術(shù)和應用技術(shù)研究。
攥指成拳、形成合力，有利于破除“內卷式”競爭，更有利于聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游、高?？蒲袡C構等力量，形成完整的創(chuàng )新體系。
當前，我國正加快建設制造強國，一系列短板被逐步補齊，但在基礎零部件、基礎材料等領(lǐng)域仍有不足。參照機床行業(yè)經(jīng)驗，做好“融”字文章，產(chǎn)業(yè)升級步伐將更加堅實(shí)。