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标题: 天大惊喜：中国制造业实现重大突破！ [打印本页]

作者: 太烂了 时间: 2011-11-9 19:45
标题: 天大惊喜：中国制造业实现重大突破！
现在已经批量生产了！

2005年11月25日：（新闻联播）：0.01微米相当于一根头发丝千分之一,但这项当今世界高精数控的顶尖技术,我们却被封锁了近20年,今年,随着沈阳蓝天数控“中国脑”的出现,使它彻底成为了历史。

在沈阳黎明航发集团,这个被称为“中国脑”的高精数控系统正在演示。

中科院沈阳计算所所长林浒：我们在进行精度演示,你看它在高速运转,但却纹丝不差,加工精度可以达到0.1微米，就相当于一根头发丝的百分之一，肉眼根本看不出来,现在是进行的五轴连动加工,就是说可以在模具上加工任意的空间形面。

这是一个飞机发动机整流帽罩，仅有0.008毫米的粗糙度，光滑如镜；厚度只有0.8厘米的半锥型外形，更是只有在每秒中一万转的高速运转中才能打造的，这是我们第一次看到用国产高精数控系统生产出来的产品。

高性能的飞机发动机由几万个零配件组成，过去我们国产设备大都加工不出来，人家也不项你订购，有了它，意味着我们也能制造出国际性能领先飞机发动机。

“中国脑”的研制成功，是中科院沈阳计算机所全所200多位科研人员，进行了几万次实验，300多项技术公关，耗时十年的成果，这是我国高精数控技术在硬件、软件的一次整体突破，这个只有四厘米的芯片指挥中心，就是这项核心技术的体现。

中科院沈阳计算所所长林浒：这两个芯片把精度控制、复杂的切割程序，全部压缩到这里面，当你要取下它时，会自动报废，所以你根本仿制不了，国外的核心技术对咱们也是这种控制的。

市场的嗅觉是灵敏的，当今年五月份“中国脑”被批量生产出来时，国际市场上同类产品的价格下降三分之一，过去需要花30亿美元才能买到的设备,现在仅需要10亿美元自己就能解决。而曾经卖给我们这产品的国家，现在反过来也在向我们购买。

14项国家专利是“中国脑”的骄傲，没有它，“中国制造”永远被人家牵着走，有了它，“中国制造”才能始终领着跑。

作者: 太烂了 时间: 2011-11-9 19:45
一、五轴联动数控机床的战略价值

装备制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。即使是发达工业化国家，也无不高度重视。近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，对高档的数控机床提出了急迫的大量需求。机床是一个国家制造业水平的象征。而代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床系统，从某种意义上说，反映了一个国家的工业发展水平状况。长期以来，以美国为首的西方工业发达国家，一直把五轴联动数控机床系统作为重要的战略物资，实行出口许可证制度。特别是冷战时期，对中国、前苏联等社会主义阵营实行封锁禁运。爱好军事的朋友可能知道著名的“东芝事件”：上世纪末，日本东芝公司卖给前苏联几台五轴联动的数控铣床，结果让前苏联用于制造潜艇的推进螺旋桨，上了几个档次，使美国间蝶船的声纳监听不到潜艇的声音了，所以美国以东芝公司违反了战略物资禁运政策，要惩处东芝公司。由此可见，五轴联动数控机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业，有着举足轻重的影响力。现在，大家普遍认为，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。所以，每当人们在设计、研制复杂曲面遇到无法解决的难题时，往往转向求助五轴数控系统。由于五轴联动数控机床系统价格十分昂贵，加之NC程序制作较难，使五轴系统难以“平民”化应用。但近年来，随着计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）系统取得了突破性发展，珊星公司等中国多家数控企业，纷纷推出五轴联动数控机床系统，打破了外国的技术封锁，占领了这一战略性产业的至高点，大大降低了其应用成本，从而使中国装备制造业迎来了一个崭新的时代！以信息技术为代表的现代科学的发展对装备制造业注入了强劲的动力，同时也对它提出更强要求，更加突出了机械装备制造业作为高新技术产业化载体在推动整个社会技术进步和产业升级中无可替代的基础作用。作为国民经济增长和技术升级的原动力，以五轴联动为标志的机械装备制造业将伴随着高新技术和新兴产业的发展而共同进步。中国不仅要做世界制造的大国，更要做世界制造强国！预计在不久的将来，随着五轴联动数控机床系统的普及推广，必将为中国成为世界最强国奠定坚实的基础！

二、五轴联动加工中心

加工中心一般分为立式加工中心和卧式加工中心，立式加工中心（三轴）最有效的加工面仅为工件的顶面，卧式加工中心借助回转工作台，也只能完成工件的四面加工。目前高档的加工中心正朝着五轴控制的方向发展，五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成五面体的加工。如配置上五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够适宜象汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。（本期介绍立式五轴加工中心）立式五轴加工中心这类加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。另一种是依靠立式主轴头的回转。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还有带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点：我们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面品质会很差，采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工品质。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度，高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈，分度精度都在几秒以内，当然这类主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高。
三、中国国产数控机床近年取得突破性进展，特别是成功掌握了一些发达国家长期对中国禁运的技术，向世界尖端水平跨出了六大步。

据了解，中国数控机床跨出的这六大步首先是网络制造技术。由北京机电研究院和北京航空航天大学联合开发了集网络化、集成化、柔性化于一体的数控系统，这种系统可以控制四十八轴、联动十八轴，可同时控制多台设备各自按工件程序要求进行切削，并且这种设备在网络控制器上实现信息集成、资源共享、实时图象监视和管理，已经进入当今世界数控装备最高水平行列。

其次是五轴联动数控中心技术，常州机床总厂、北京机电研究院和汉江机床有限公司分别自行研制出了五轴联动数控加工中心和龙门铣床，华中数控公司用其自己开发的五轴数控系统改造了进口机床。这些都标志着中国已成熟地掌握了这项发达国家长期对中国禁运的技术。

在高速数控机床方面中国也已进入世界高速数控机床生产行列。沈阳机床股份有限公司和北京机床所分别研制成功了进给速度达四十至六十米／分，加速度达１g 的加工中心。

在高精度精密数控机床上，北京机电研究院的定位精度达到正负三微米的立式加工中心以及北京机床所主轴回转精度达正负零点二微米的车削中心等；在全数控化螺旋齿轮切齿机方面，如秦川机床集团和长沙铁道学院展出的不同规格的六轴五联动的全数控化的螺旋齿轮切齿机，使得中国成为继美国、瑞士、德国之后，第四个能生产这类机床的国家；中国的并联杆系（虚拟轴）机床也开始初露端倪，由天津第一机床厂和天津大学联合开发的并联机床、由哈尔滨工业大学开发的虚拟轴机床均表明中国跟踪世界先进制造技术的步伐加快。

从1994年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。并联机床，又称“虚拟轴机床”，是空间机构学、数控技术、计算机软硬件技术和CAD/CAM技术高度结合的高科技产品，被誉为“21世纪的机床”，成为数控机床家族中最有生命力的新成员。
并联机床实质上是并联机器人技术与机床技术相结合的产物。

燕山大学黄真教授早年毕业于哈尔滨工业大学，80年代初在美国佛罗里达大学与Duffy教授共同开展螺旋理论的研究，回国后长期从事并联机器人和并联机床的研究和开发工作。在并联机器人运动学、动力学、误差分析与补偿，并联机床的构型、少自由度并联机器人的研究方面形成一套比较完整和深入的理论系统。
他主要研究方向是并联机器人机构学理论及技术。并联机器人在高技术上有十分重要的应用：如航天、航空、航海；机电工业、医疗器械、微型微动机械、军工装备等等。所以这个研究方向有着十分重要的理论和实际意义。在80年代中期国际上研究并联机器人的学者仅有十人左右，而他在1982年在国外已经参与研究,是从事并联机器人研究我国最早的一位学者。
黄真教授出版的专著《并联机器人机构学理论及控制》是国际上第一部关于并联机器人理论的专著。早在90年在无任何国外样机、图纸、资料的情况下他成功研制我国第一台并联机器人。

并联机床是基于空间并联机构Stewart平台原理开发的。哈尔滨工业大学自1994年开始该机床的研制工作，目前已完成原型样机的设计制造工作。据《科技日报》1999年8月16日报道：一种被誉为“信息时代机床”的“BJ-1并联机床”，在有“机器人摇篮”之称的哈尔滨工业大学研制成功，样机于1999年8月10日通过由黑龙江省科委主持的鉴定。
这种称为“并联机床”的新概念机床，实质上是机器人与机床的一种混合产品。它由上面的固定平台和下面的活动平台及连接两个平台的六个可变长度的联杆构成，机床的主轴部分安装在活动平台中心，由计算机模型控制各联杆长度变化，该机床能够加工空间复杂曲面，可广泛用于镗、铣、磨等各种特种加工，在活动平台上安装其它执行单元，还可以实现一机多用。

哈尔滨工业大学的王知行教授等人从1994年开始这种机床的理论与应用研究及原型样机的开发工作。1997年，该机床的研究被列入黑龙江省重大科技攻关项目，在省科委的支持下，于1998年底完成了并联机床的原型样机加工和装配工作，在1999年初进行了调试和切削实验。
该样机在设计理论与机械结构方面提出了一系列新概念和模型，开发了机床数控系统和结构设计及空间任意曲面的三维造型软件，实现了“所见即所得”式的三维设计、加工制造一体化。据悉，在世界范围内并联机构尚处于实验室阶段。近年来，我国的清华大学和哈尔滨工业大学等为数不多的高校和科研所开始了这类机床的理论研究和样机开发，在理论上我国与国外相比并无很大差距。

2001年1月，哈尔滨量具刃具厂与哈尔滨工业大学就促进并联机床的产业化达成协议，在并联机床产业化方面迈出了坚实一步。目前，已成功开发出BXK-6025型并联机床，该机床主要用于加工汽轮机叶片（不锈钢1Cr13）和模具等复杂曲面零件，这标志着并联机床的研制已实现了从原型机到产品的跨越。

作者: 风蓝月 时间: 2011-11-9 19:45
真长见识顶啊

作者: 石玉子 时间: 2011-11-9 19:45
刚才看到这个新闻了，不错

作者: 冬夜思春 时间: 2011-11-9 19:45
忽报人间曾伏虎，泪飞顿做倾盆雨！

作者: 伯乐跑车 时间: 2011-11-9 19:45
可惜CPU等芯片不是国产的

作者: 圣斗士 时间: 2011-11-9 19:45
看到了一份中國製造業的希望!!!!!努力啊!

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