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振奮!中國機床進入亞微米時代了


  來源: 知識自動化 時間:2023-04-21 編輯:儀器儀表WXF
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中國最大的CIMT機床展熱鬧了一周,大家憋足了三年的勁頭得以釋放。現場走了兩天,對中國機床當前的進展,做了一個走馬觀花的評價。對于未能親自走訪的展品,抱歉未能論述其中。


亞微米時代


中國機床的高精度主張正在主戰場上亮出牌。很多企業亮出了精度為微米(1μ)的機床,甚至提出了亞微米加工。


北京精雕機床在高端模具加工已經有了很大進展。它所提倡的“0.1微米的進給,1微米的精度”代表了中國機床行業的一個高度。輸入命令很簡單,但是當伺服電機啟動了1微米驅動力的時候,不代表刀具真的能夠切下1微米。這需要非常精細的驅動力,這就是0.1微米的進給所給人的震撼。


來自上海阿帕斯的機床其實也是機床新兵,但卻胃口不小。脫胎于全球三大直線電機的上海阿帕斯,幾年前進入五軸加工中心,一開始就直接挑戰微米加工。直線電機甩開了傳統的導軌和絲杠,使得機械傳動轉向電氣驅動,這讓機床更容易保持很好的穩定性。阿帕斯相信,中國五軸機床的最大機會就在于直驅電機。它無需絲杠導軌,無需傳動磨損,就可以形成非常穩定的加工精度。五軸直驅在發展了30年之后,終于快要成為數控機床的主流技術。而為了穩固這種地位,阿帕斯非常重視員工的知識傳承。它跟外部的大學合作,設立了阿帕斯學院,每個員工要修一定學分才能順利過關。


位于昆山的華辰精密,打出了“中國亞μ磨削技術的開創者”的旗號。它的磨削產品在航空航天、工程機械等領域,已經得到了廣泛應用。而對于制造,也采用了柔性自動化解決方案,并且采用了15噸托盤的大噸位交付系統。


浙江海德曼,也在宣稱是微米級,它也積極向自制零部件進軍。包括直驅電主軸、伺服液壓刀塔等。與此同時,也將國際標準從嚴處理。精度標準是在ISO的基礎之上,繼續壓縮50-80%作為企業標準。對于一個優秀企業而言,國際標準只是一個及格線,還遠遠不夠用。


江蘇博谷智能的創始人居然是90后,也生猛挺進車床領域。博谷的超精密臥式硬車床,也是1個微米的精度。這都是國外禁運產品。而年輕人則無所畏懼,挺胸進入“以車代銑”、超精密可以達到0.2μ的亞微米,真是后生可畏。


到處都是微米級加工的挑戰。這是一個精度時代的好開頭。


柔性島,最小單元、最柔產線


馬扎克的現場,提供了觀摩全球機床巨頭設計理念的最好機會,它的柔性制造島是一個關鍵亮點。這種制造是介于標準機床和大規模流水線之間的一種形式,集成了料倉、刀庫、裝卸臺等。國際上這方面做的比較好的是芬蘭的法斯頓Fastems,現場沒有看到。而在國內這方面對標最好的是寧波偉立機器人公司,這家企業同樣采用了柔性制造的理念。


簡單說,柔性制造島其實不是一種裝備,而是一種理念。在這里,每個零部件都進行了最大的優化,例如托盤的標準化是一個亮點。這個不起眼的托盤,實際上對于柔性島起到巨大的支撐作用。只有將機器人、桁架、托盤標準化和軟件都集成在一起,才構成了一個產線自動化的硬實力。這些精妙的機床,如果自動化產線做不好,會被 “慢性子機器隊友”拖死累死。一臺機床的等待時間,往往是首件準備時間長。而首件準備時間50%由刀具造成,30%由夾具造成。因此,減少首件切換時間,減少工序等待意義重大。既要做好單機效率,也要做好 “無時間差的機器聯動”,才能迎來柔性自動化的春天。


而新的需求,正在涌來。當特斯拉的一體化壓鑄,正在普及的時候,也會帶來一站式工位島的新機會。要實現零庫存,柔性島是很重要的一種方式。在歐洲,意大利企業如何抵消昂貴的勞動力,那就是要通過這種柔性產線,即使在下班之后,機器依然在自行工作:柔性島的料件自動供給是關鍵的一點。


數字化工藝,洞察機床黑洞


正向設計的理念正在普及。質量是造出來的,這種落后的理念依然在機床界有市場。應該說,質量是設計出來的。這本來是汽車行業的共識。這并非高端理念,也絕非汽車行業專屬。但是到了機床行業,似乎反而成為一種降維打擊。任何一種產業,最怕的就是低端的工業化思維。


機床設計也有國家的風格。德國的風格是正向設計,這需要堅實的基礎知識和理論體系做支撐。而日本的風格是持續改善和快速反復迭代,這需要嚴謹認真的工作習慣和精益求精的職業精神。二者現在基本也是殊途同歸。


與此同時是,所有環節都要建立測量手段。一切以數據為導向而形成閉環。日本一向以工藝傳承為傳統。這是一個很好的做法,但中國在延續繼承的同時,也要加大數據驅動的力量,從而可以縮短部分差距。


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