華中科大數控機床解密：打破西方封鎖，精度達頭發萬分之一
2018-3-19 來源： 轉載 作者： -
近日，備受關注的央視八集大型紀錄片《大國重器》（第二季）開播。
節目對中國工業發展進行了一次大巡禮倡導并指明了“中國制造”和中國實體經濟發展的方向，片中各種激動人心的強國利器。
3月4日晚，大國重器（第二季）第七集《智造先鋒》在CCTV-2財經頻道首播，華中科技大學旗下華中數控股份有限公司代表機床行業在節目中亮相。
高速度、高精度、智能化，已經成為全球裝備制造業競爭的焦點，對超精密加工控制系統的需求正快速上升。然而，中國高端數控裝備超過80%還依賴進口，每年要進口的高端數控設備價值高達30億元。
中國中部有新興的智能控制產業集群，也是中國數控系統最重要的研發基地之一。在這里，華中數控正在研制中國第一臺具有超精密加工控制能力的數控系統。華中科技大學機械學院教授、華中數控董事長陳吉紅說：“我們的目標就是要打破中國在這個領域的被動局面。”
“國產數控系統經歷了艱難的發展階段，屢戰屢敗，屢敗屢戰。國外對中國這種封鎖限制，我們就不服這口氣。”
超精密鏡面加工是金屬切削加工的最高境界，刀具接觸接觸表面造成的劃痕，叫做粗糙度。在機床主軸轉速達到每分鐘24000轉的超高速度下，把零件的粗糙度控制在0．02微米以下，這是頭發絲直徑的萬分之一，也是超精密加工系統必須達到的標準之一。
刀具運行速度從0迅速上升到每秒100米，刀具在切入的剎那，運行加速度達到了重力加速度。這相當于5.6秒內，將汽車從零提速到200公里。
將金屬工件表面加工成鏡面，只有超精密數控系統能做到。如何在加工過程中，實時監控并調整微米級的加工精度，這是西方數控制造巨頭的核心技術機密。華中數控的工程師們創造了一種獨特的方法，用色譜圖來觀測，利用傳感器采集刀頭數據并傳送到電腦，刀頭的每一個細小波動，都用不同顏色來標記，就可以捕捉到肉眼難以捕捉到的誤差。利用數據尋找加工誤差并進行優化，這實際上是一套智能數據采集分析系統。
在色譜圖的幫助下，零件表面加工精度達到了0.01微米。這相當于汽車在100公里的時速下，輪胎運行偏差只有3根頭發絲，而輪胎的抖動誤差不到頭發絲的萬分之一。
“這個長寬只有5厘米的鏡面，看似非常小，為此我們研發積累了整整七年。它的成功，也意味著我們在超精密加工控制系統的研發上，取得了重大突破，完成了對世界一流的追趕。再經過三到五年的努力，我們的控制精度，必將達到世界領先水平。”
華中數控研發的HNC-8高性能數控系統，分辨率達到1納米，擁有最大通道數10個，最大軸數127個。指標全面達到國際先進水平，利用獨創的“色譜圖”提高加工精度，利用機床內部電控大數據構成的機床“心電圖”，實現機床智能化功能。加工效率高出國外系統20%。采用國產裝備、國產系統、國產工業軟件建成智能制造示范工廠，成為自主創新的典范。
高性能數控系統是數控機床“最強大腦”，5軸聯動等核心功能更是買不到的戰略核心技術，突破了西方在技術和市場上的雙重壟斷，助力中國制造2025，用中國智腦，裝備中國智造。
在本集中，還介紹了在華中數控與相關企業合作研制的世界第一款智能數據采集器。智能數據采集器已經應用于勁勝公司3C智能工廠，這是世界上數據采集覆蓋率最廣泛的采集器，能夠對一百多種不同品牌的數控機床、機器人等機器設備進行數據采集，第一次從根本上解決了智能工廠改造過程中數據采集的難題。這是全球第一次實現跨越國界、跨越品牌的數控機床、機器人等機器設備之間的數據采集的互聯互通。華中數控參與了該智能工廠的規劃和實施，主要負責提供機床數控系統、機器人、產線總控系統和智能工廠大數據，打通了最底端的設備層到最高的決策層，實現了真正意義上的智能化生產。
精益求精，追求卓越，在踐行工匠精神的路上華中大人一直走在前列！
（原題是《振奮！華中大超精密加工數控系統震撼亮相<大國重器> 》）
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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