3月4日晚,大国重器(第二季)第七集《智造先锋》在CCTV-2财经频道首播,华中数控作为数控系统行业的代表亮相大国重器。
高速度、高精度、智能化,已经成为全球装备制造业竞争的焦点,对超精密加工控制系统的需求正快速上升。然而,中国高端数控装备超过80%还依赖进口,每年要进口的高端数控设备。价值高达30亿元,中国追赶的脚步正在提速。
中国中部,新兴的智能控制产业集群,也是中国数控系统*重要的研发基地之一,华中数控正在研制中国*台具有超精密加工控制能力的数控系统。华中数控董事长陈吉红:“我们的目标就是要打破在这个领域,中国的被动局面”。
“国产数控系统经历了艰难的发展阶段,屡战屡败,屡败屡战。国外对中国这种封锁限制,我们就不服这口气。”
超精密镜面加工是金属切削加工的*高境界,刀具接触接触表面造成的划痕,叫做粗糙度。在机床主轴转速达到每分钟24000转的超高速度下,把零件的粗糙度控制在0.02微米以下,这是头发丝直径的万分之一,也是超精密加工系统必须达到的标准之一。
刀具运行速度从0迅速上升到每秒100米,刀具在切入的刹那,运行加速度达到了重力加速度。这相当于5.6秒内,将汽车从零提速到200公里。
将金属工件表面加工成镜面,只有超精密数控系统能做到。
如何在加工过程中,实时监控并调整微米级的加工精度,这是西方数控制造巨头的核心技术机密。华中数控的工程师们创造了一种独特的方法,用色谱图来观测,利用传感器采集刀头数据并传送到电脑,刀头的每一个细小波动,都用不同颜色来标记,就可以捕捉到肉眼难以捕捉到的误差。
利用数据寻找加工误差并进行优化,这实际上是一套智能数据采集分析系统。
在色谱图的帮助下,零件表面加工精度达到了0.01微米。这相当于汽车在100公里的时速下,轮胎运行偏差只有3根头发丝,而轮胎的抖动误差不到头发丝的万分之一。
“这个长宽只有5厘米的镜面,看似非常小,为此我们研发积累了整整七年。它的成功,也意味着我们在超精密加工控制系统的研发上,取得了重大突破,完成了对世界一流的追赶。再经过三到五年的努力,我们的控制精度,必将达到世界*水平”
华中数控研发的HNC-8高性能数控系统,分辨率达到1纳米,拥有*大通道数10个,*大轴数127个。指标全面达到**水平,利用独创的“色谱图”提高加工精度,利用机床内部电控大数据构成的机床“心电图”,实现机床智能化功能。加工效率高出国外系统20%。采用国产装备、国产系统、国产工业软件建成智能制造示范工厂,成为自主创新的典范。
高性能数控系统是数控机床“*强大脑”,5轴联动等核心功能更是买不到的战略核心技术,突破了西方在技术和市场上的双重垄断,助力中国制造2025,用中国智脑,装备中国智造。
在本集中,还介绍了在华中数控与相关企业合作研制的世界*款智能数据采集器。智能数据采集器已经应用于劲胜公司3C智能工厂,这是世界上数据采集覆盖率*广泛的采集器,能够对一百多种不同品牌的数控机床、机器人等机器设备进行数据采集,*次从根本上解决了智能工厂改造过程中数据采集的难题。这是全球*次实现跨越国界、跨越品牌的数控机床、机器人等机器设备之间的数据采集的互联互通。
华中数控参与了该智能工厂的规划和实施,主要负责提供机床数控系统、机器人、产线总控系统和智能工厂大数据,打通了*底端的设备层到*高的决策层,实现了真正意义上的智能化生产。