数控机床主机令人堪忧

目前，我国数控系统在技术层面已经有了较大的提升。相比之下，主机本体的问题比数控系统的问题更多，彼此之间的衔接不够顺畅。因此，企业自行研发数控系统配置于自产机床的模式可以较好地解决这个问题。

在采用该模式运营的机床企业中，有两家企业因笔者参观学习次数较多，稍许多了解一些，即大连光洋和北京精雕。这两个厂都是民营企业，光洋的于德海董事长、精雕的蔚飞董事长都是搞自动化出身，转而搞数控系统，进一步发展到搞数控机床或雕刻机，因而有着与机床行业领导不同的思维方式。媒体对两个厂都过相关报道，他们俩也详细叙述了从事数控系统及数控机床的研发经历与经验教训，不需要我重述了。我只是从我学习他俩的工作经历中得到的一些启示，把它记录下来。

光洋从事数控系统与机床业务起步于2000年，引起我注意的是为无锡叶片厂研发长叶片的五轴联动的数控铣床。

全世界最著名叶片生产企业都在瑞士，一为Rigid，另一家为Starrag。因为叶片是用我国吴仲华博士发明的三元流动理论设计的通流部分在流体传动中效率最高，因此是变曲面，扭曲的叶型很难加工。过去数十年间，叶片的加工经过了成形铣、仿形铣，一直到数控铣及五坐标联动的加工中心，刀具也从成形铣刀、指状铣刀，一直到五轴联动的特殊指状铣刀，最后用在加工中心上的指状铣刀是变前角、变后角的专用铣刀。Starrag不仅提供加工中心，同时提供加工用的软件（工艺包）以及专用刀具，刀具在磨损后必须送到Starrag开设的专用刃磨服务点进行刃磨，否则很难保证达到正确的叶形，也就是达不到叶片通流部分的正确形面与光洁度，从而影响通流的效率，这就可以看出用户的使用工艺及刀具对数控机床发展多么重要啊！这一点到现在还没有引起主管领导及业界领导的重视，这就是为什么我们数控机床上不去的原因之一吧！

再叙述对于总的看法，他怀抱爱国之心、技术报国之志，希望在两三年内拿下这个项目。我曾经给他泼过“冷水”，并说不经过“三四轮”机型的不断改进是做不到的，需要“十年磨一剑”的艰苦过程，才能产业化。的确，经过光洋十年的努力，经过与无锡叶片厂协同创新，虚心向无锡叶片厂学习工艺刀具编程，学习在Rigid、Starrag使用的经验教训，最后一轮产品得到了无锡叶片厂的首肯，这是光洋在研发高档数控机床道路上的第一次质的飞跃。我总结他们的经验称之谓“光洋模式”，内涵是完成了高档数控机床的技术链与产业链的布局，包括主机用的功能部件、电主轴、摇台、传感器、液压卡具、人造大理石床身及数控系统、伺服驱动系统、伺服电机、力矩电机等等。最近我去光洋学习，于总把“光洋模式”又增加了一个人才链，及创新创业需要“技术链、产业链及人才链”，突出人才这一点。于总特别有体会，不仅需要高素质的技术人员，而且需要高素质的技术工人与技师、工匠，因为最精密的机床最后是靠人刮研与装配而成的。第二阶段的飞跃，开始于2013年用两台二型车铣复合加工中心在北京31所试用，用于叶轮及机匣零件加工。历经两三年的生产考验，与31所领导、技术人员、操作工人三结合的团队协同攻关，协同创新，解决了一百多个机床缺陷，提出47项建议，数控系统软件升级8个版本，问题涵盖工艺、刀具到主机设计结构、功能部件、程序编制等等。这又一次完善化的创新，才初步在用户31所站住脚了，赢得了用户的赞誉。尽管还有不少改进的余地，因为技术发展是无止境的，用户使用工艺发展也是无止境的，因此数控机床的功能发展也是无止境的。目前31所已拥有光洋高端数控机床22台（除各种型号的立式车铣复合加工中心之外，还有一台五轴联动的龙门铣、一台五轴联动的刀具磨床）。第三步质的飞跃，是工信部于2017年8月在31所召开04专项示范项目的总结大会，会上工信部苗圩部长作了重要发言，肯定了这种高档数控机床的生产企业必须与用户实际需求及实际工艺相结合、协同创新。由此光洋赢得了在军工行业用的初步信任，后继的用户不断来找光洋协商，到2018年8月止，光洋已为航空航天、模具、刀具等用户提供142台多轴五联动的高档数控机床，现在在手的合同97台。除此之外，最近04专项下达的“应用示范”任务，光洋为14个单位提供五轴联动高档数控机床73台。

关于北京精雕，最早起步于雕刻机，因其董事长蔚飞是学自动控制学科，后转入研发数控系统，最简单匹配的主机就是两轴联动的雕刻机，后进入模具及3C行业。因此精雕数控系统也不断升级，从两轴联动到三轴、四轴联动，最后到五轴联动。为了扩大适用范围，数控机床也从一般精度到研发高精度、高光洁度的小型多坐标联动的加工中心，对标的企业就是日本Makino，其新研发的JDGR200-A10H不仅可以用于高端的3C产品，更可用于小型高精度模具等零件的加工，现已批量生产。笔者在现场看到了正在调试的JDGR200-A10H加工中心，切深为0.1微米，最小进给量为1微米，其高速加工铝合金零件试样，我随机送到计量室测量，采用激光干涉仪测量光洁度为Ra0.024微米，这是我一生中直接看到的最高光洁度的零件，使我十分敬佩。

精雕的几个特点是：（1）自己生产刀具与机床配套，不同材料的精加工刀具完全不同，包括变前角、变后角、断屑槽、横刃的挤压作用、刀具螺旋槽的排屑等，很多刀具材料采用人造金刚石及立方氮化硼（CBN）。（2）自己做不锈钢刀柄HSK，与主轴锥孔接触面积可达85%，这是一般高精度机床厂及刀具厂都很难做到的，绝对是精雕的Know How。加上自己做电主轴，主轴的锥度孔在专门的母机上加工；用SKF高精度轴承与严格的动平衡，因此主轴锥孔与刀具连接后，在高速旋转时其振摆达到微米级，这对高档数控系统的RTCP功能十分有益，非常匹配。（3）有强大的研发队伍，从系统到主机，再到刀具与加工工艺都进行超前研究。（4）维保服务及对用户企业实际使用工艺现场采集、分析及研究试验的约有1000多人，通过他们生产厂与用户厂水乳交融，这又是精雕特点之一。（5）在东莞设立一个技校，专门培训操作、维修精雕的数控机床。我看到这些学员做的样品，已十分精致，像工艺品一样，这又是精雕的一个特点。精雕不仅为用户提供数控机床，还提供刀具、工艺及操作工人，这种集成式的为用户提供解决方案，值得主管机关、业界同仁重视。精雕创造了一个品牌与新的模式。由于3C加工门槛低，很多新兴机床企业都涌入这个行业，竞争十分激烈，精雕应该考虑利用自己的优势与特点进入高端装备类或军工类的用户拓展，否则会出现一个生存与发展的危机。

再举一个例子。今年我在上海数控机床展览会上看到一家我从来不知道的、名为“拓璞”的公司，即上海拓璞数控科技股份有限公司，专门为航空航天生产非常规工艺的数控机床，采用数控系统的镜面功能（即对称），一个控制支承，一个控制工具，这对飞机上的薄壁零件如尾翼、蒙皮、导弹桶体等。现在采用西门子840Dsl，后续计划采用华中系统。看完拓璞的数控非标机床后，内心久久不能平静，也许这是我国高档数控机床 发展方向之一，把细分市场的用户需求、加工工艺特点、将来发展的趋势吃透，用“一米宽百米深”的哲理发展具有数控机床工具自己特点的产品，这才有生命力。

环顾发达国家的机床工具行业，都有自己的“拿手”产品“引领技术、引领市场”。千万不要做“百米宽一米深”所谓多品种、盲目追求体量大的机床企业，这也许是机床行业面临的供给侧改革之重点：追求的是细分市场占有率、竞争力与可持续发展能力，不要再走盲目做大的“虚胖子”企业了，“一打就倒”、“不打也倒”的前车之鉴，教训深刻。