沈阳机床70多年攻关高端机床，突破0.01毫米攻克五轴联动

沈阳机床70多年攻关高端机床，突破0.01毫米攻克五轴联动

沈阳机床车间现场。

上世纪80年代的沈阳机床厂车间。

机床，是制造机器的那种机器，它被称作“工业母机”，其对制造的精度以及效率有着影响，小到螺丝钉的制造，大到远洋邮轮的制造，都离不开机床。

它是由“一五”期间的沈阳第一机床厂、沈阳第二机床厂、沈阳第三机床厂发展演变而来，简称为“沈阳机床”，是当前我国规模最大的中高端数控机床研发生产基地。

持续走过长达70多年的岁月，沈阳机床始终坚定地矢志不渝地致力于攻关高端机床，而其突围的整个历程给予了人们相当多的启示。

突破0.01毫米

攻克五轴联动机床

五轴联动机床，是被比喻成工业皇冠之上最为明亮同时也是最为困难的“明珠”的，这是一种高端精密机床，它曾经对中国制造造成了制约。

五轴实行联合传动，条件是机床能够同时操控三个直线方向的轴，以及操控两个做旋转运动的轴，借此达成空间中纷繁复杂情况下的曲面加工。

难在何处呢？举例来说，在五轴联动的情形下，刀具所走过的路径并非单纯的直线形状或者圆弧形状，而是呈现出复杂的空间中的曲线形态，并且机床在每一秒的时间里都需要开展上万次的有关空间轨迹方面的计算。

有什么用处呢？在生活里，诸如曲面玻璃模具这类异形的零部件，运用三轴或者四轴联动机床，通过“固定姿态 加上 分步加工”这种方式去进行切削，常常是存在误差的，唯有五轴联动才能够实时地调整姿态，一次性达成所有的要求。

他是通用技术沈阳机床总经理、党委副书记徐永明，他表示，对于不少复杂精密零件来讲，五轴联动加工属于唯一的解决办法，从一定意义上去看，五轴联动机床对一个国家在高端领域的制造自主权起到了决定作用。

如今，我们突破了吗？

一项标准令人振奋。

在2020年的时候，经过了长达8年时间的努力，中国的“S试件”五轴机床检测方法正式化作了国际标准，这还是我国金属切削机床专业范畴之中的首项国际标准。

“扬眉吐气！”，徐永明讲道，身为参与的一方，沈阳机床为“S试件”考查方法付出了数据，贡献的技术，是论证“S试件”国际标准的关键基础依据。

在2006年的时候，沈阳机床就着手开始试切“S试件”，从那之后，总共开展了2000多次“S试件”加工方面的实验，对上万组真实且可靠的原始加工以及检测数据做了记录，这为标准的成功申请给予了重要依据。

看着是个呈S形曲面状名为“S试件”的东西，其特别聪敏以巧妙方式汇聚了精密零件诸多加工特征。它作为一个试件，能够对机床加工时候的精度、几何状态下的精度、定位方面的精度以及综合加工的效率等予以检测。

徐永明称，沈阳机床，其为国内最早将“S试件”加工以及检测当作五轴联动机床出厂检验标准的企业 ，目前，这里所出产的每一台五轴联动机床，均通过“S试件”检测 ，已广泛应用于汽车、模具等行业中。他还表示，一句话，只要一台五轴联动机床能够加工合格的“SS试件 ，那么这台机床便可安全用于复杂精密零件加工。

一台设备有说服力。

2023年6月，在沈阳机床装配车间里，技术专家严昊明按下了启动键，随后，一台7米多高的高精度龙门加工中心开始按照程序执行加工作业……

“出来检测结果了，呈现出完美的表现。”现场涌起一阵欢呼，紧接着响起了长时间的掌声。

高精度龙门加工中心，有着“制造机床的机床”这一称呼，它对于生产精度的要求是极其高的。严昊明作出解释称：“采用机床对零件进行加工之际，机床所具备的精度需要比被加工的零件至少高出1个精度等级，然而用于制造机床的机床精度反而得再高出1至2个精度等级。”。

严昊明向记者讲，在国际范畴内，针对那种大体积的龙门机床而言，其定位精度要是能达到0.01毫米，便属于精密级水平了。当下，沈阳机床所生产的龙门系列产品，均已成功越过0.01毫米这一行业的门槛。

沈阳机床自己研发的高端产品，承担起了生产制造的重任，持续不断地给市场输送高端数控机床。

严昊明承认，尽管我们于五轴联动机床上达成了突破，然而在可靠性方面、稳定性方面跟国际领先机床依旧存在着差距，仍然需要持续不断地努力。

聚焦基础元件

从源头提升机床基础能力

机床产业属于典型的技术密集型产业，若要在高端机床方面达成突破，就得从基础材料、基础元件以及数控系统等诸多领域展开全方位的发力做事，鉴于此，沈阳机床静下心来、重视研发工作，把一个个难关都予以攻克掉。

比如说影响机床加工稳定性的导轨，严昊明讲，导轨是机床上最容易损耗的核心部件之一，要想机床精度长期保持不变，导轨的质量必须提升。

然而，国内在高硬度大层深硬轨导轨淬火技术方面，大多数情况下仅仅能够对长度为2米的零件进行加工，可是大型龙门加工中心的导轨通常长度会超过10米。要是淬火技术不能够实现突破，那么就会直接对导轨的性能以及寿命产生影响，从而对其质量提升形成制约。

为此，严昊明引领团队，日夜展开攻关行动，最终达成了对11米长零件的淬火操作，实现了技术壁垒的突破。

不仅仅是导轨，大扭矩主轴转速，直接对机床的作业效率产生影响，从每分钟2000转、3000转，到如今每分钟6000转、8000转，沈阳机床历经大量实验，逐步克服困难。

一项项成果背后，是创新体系的重构。

2019年，沈阳机床集团、沈机股份进行破产重整，入主。

通用技术集团，向沈阳机床投入实实在在的资金，旨在促使其凭借科技创新达成产品的迭代升级。与此同时，推进体制机制的改革，以此激发出科研人员在事业上拼搏奋斗的活力以及动力。

调整后的沈阳机床，快速搭建起基于集团叁级研发体系构架的两级研发组织架构。于重点技术突破项目里推行 “揭榜挂帅”，技术工作人员主动组建队伍，极为积极。这些年，沈阳机床前后攻克高精度主板设计与制造、高动态运动部件伺服驱动等十多项关键核心技术。

往内部而言，积极去开展推进科研方面的新型模式，着手搭建全新的那种创新体系，对外去讲呢，充分运用通用技术集团的实力与力量，一同齐心合力去共同攻克攻关行业里的那些一共有共性的技术。

精密位移测量器件，被称作数控机床那“精密之眼” ，而这双所谓的“眼睛”竟曾多年被国外垄断住。

在此之前，国际上通用的技术路径是光栅，它是利用光的衍射以及干涉效应进而测量距离的。严昊明介绍说还另有一条蹊径，采用“时间测量空间”这样的技术路径，创新研发出纳米时栅，突破了高端装备的精密位置检测难题。

徐永明讲，和传统技术比起来，“时栅位移传感器”有测量上精度蛮高、环境适应方面挺好等优势，能够有效地防止粉尘、油污产生干扰，对于提升机床加工精度很有帮助。

坚持“市场为帆”

“定制化研发+场景验证”，让机床越用越好

机床，是现代工业起始的关键所在。沈阳机床，不但将重点放在高精度、尖端技术方面，勤奋地去弥补自身不足，而且还致力于提升产品质量，增加生产效率。

沈阳机床营销服务中心总经理、党委副书记张成龙说，在新能源汽车领域，我们形成了一系列专业化解决方案，包括摩擦焊专机，副车架五轴立式加工中心，球笼倒立车，扭力梁双面铣。

先以电池托盘来说，它是新能源汽车底盘上关键的部件，尺寸是比较大的，沈阳机床运用多主轴方案推出了产品，达成了高效加工，其采用效率相较于普通设备提高了4至5倍。

今年2月，沈阳机床再度获取源于新能源汽车范畴的关键订单，合同金额突破亿元这笔资金，证实了其自身具备的实力。

不只在新能源汽车范畴，于风电行业，沈阳机床跟重点行业客户变成战略合作伙伴，其研发出的高精度立车产品，为客户加工高精度风电轴承提供助力。“沈阳机床的立车产品，在对内孔、外圆、端面、斜面、弧面进行加工之际能够达成‘以车代磨’，加工工件表面接触率能达到80%以上，极大地提升了产品质量。”好多重点行业客户这般称赞。

在沈阳机床那里，其已然同曲轴方面的众多龙头企业，还有模具方面的诸多龙头企业，构建起了长期的伙伴关系，并且能够提供“设备加上服务”这样的综合解决办法、处置方式，所涉及、包括的制造需求，是从零部件一直到整车这些范畴的制造要求、需要。

张成龙称，这些年，沈阳机床于新能源领域达成突破，其一缘于秉持“技术为要”，其二缘于秉持“市场为帆”，“我们坚守做高端产品，奉上定制化解决方案”。

譬如，于跟客户合作的进程当中，沈阳机床在产品研发阶段就深度介入进去，还在产线设计阶段便深入参与其中，组织起专门的团队去开展工艺技术方面的攻坚克难，给出定制化的工装解决方案。与此同时，给予专属的7×24小时现场服务响应，定期开展设备维护以及进行性能优化，以此保证设备能够持续进行高效运转。

许多客户被打动于“想客户之所难，急客户之所急”，进而主动提出使用我们所研发的新产品，这推动了产品的迭代升级。张成龙说话了。

当前，沈阳机床在人形机器人配套方面进行布局，致力于研发具备针对性的专用且高效的数控机床。

先有新中国第一台六尺皮带车床，再有新中国第一台普通车床，接着是登上1960年版2元人民币的车床C620—1，然后是新中国第一台自动机床，随后是新中国第一台数控车床……历经70多年深耕机床行业，沈阳机床紧跟中国制造需求，矢志攻关，接连突破。

不久前，沈阳机床公布了一则通告，预估在今年上半年的时候，其净利润能够达到三千五百万元到四千五百万元这个范围，相较于去年同期而言，由亏转盈。

通用技术集团党组书记、董事长于旭波表明，振兴发展机床产业的责任重大且使命光荣，其称会坚持把发展高端数控机床当作第一核心主业，致力于建设成世界一流高端机床装备集团，竭尽全力推动高端数控机床产业高质量发展。

【记者手记】

产业升级，做好“融”字文章

将机床制造跟下游应用予以融合，汇聚各方力量去攻关共性技术，遵照机床行业既有经验，把“融”这一字的文章给做好，如此一来产业升级的步伐就会更为坚实。

在沈阳机床进行采访之时，有一个变化，是十分令人振奋的。国内首条专门针对钛合金加工的柔性自动化生产线，还有新一代高精度龙门式五面加工中心，这家老企业填补了多项国内空白。

在作为制造装备的机器范畴里，机床行业是被称作“制造之基”的，然而我国机床行业始终面临着大却不强的状况，其产业规模处于世界首位，可高端产品呈现出供给不足的态势。

长时间以来，为了能够突破高端数控机床这一目标，机床行业投入了诸多精力，付出了不少努力，然而一直到近些年才达成了质的飞跃，实现了突破。深入探究其中缘由，主要是在“融”这个字上面做足了工作，花费了充足的精力。

一方面，融合机床制造与下游应用。

有不少机床人长期呼吁，发展国产机床，首先得要用起来。就连沈阳机床也曾遭遇困境，在机子从样机下线之后，到能实际使用过程里，得费时五六年去寻觅用户。

下游众多用户，既不敢去使用，又不愿去采用，本土诸多企业，没办法做到技术迭代，也难以实现性能再次提升，在遭遇到这一上下游之间，存在的合作悖论之时，产业链协同创新，最终因而成为了破局关键的要点。

近年以来，有不少中央企业牵头去组建各类创新联合体，身为产业链的重要下游客户，中央企业发挥领先客户的作用，明确需求的特征，明确技术的要求，开放实际应用的场景，开放使用的数据，凭借需求来牵引关键核心技术的突破。

沈阳机床跟好些中央企业一块儿构成了攻关的搭子，这种把领先客户当成攻关牵头人的联合研发机制，转变了我国机床行业那种重样机研究、轻视应用验证，样机通过验收就表明项目完成的状况，顺利打通了机床从可用迈向好用的关键一步。

另一方面，融合各方力量，攻关共性技术。

机床行业存在着两个特点，其一为技术密集型，它涉及到材料科学，涉及机械设计与制造，涉及电气控制与自动化等多个专业领域，其技术壁垒是极高的，其二是资本密集型，从基础研究开始，到应用基础研究，再到应用技术开发，一直到工程化验证或中试，以及技术成果产业化等各个环节，都是离不开大量资金支持的，并且研发投入大，回报周期长，这使得长期处于小、散、弱产业格局的机床行业，一提及进军高端数控机床，往往是心有余而力不足。

处于这样的背景情形之下，中央企业所具备的优势再度凸出显要起来。通用技术集团这一以高端数控机床当作主要职责主业的中央企业，一方面积极推进促使行业实现专业化整合，当前阶段已经完成了针对沈阳机床、大连机床以及其他五家企业所展开的重组事宜；另一方面大力增加资金投入力度，着手组建机床工程研究院，专心致力于共性技术以及应用技术的研究探索。

捏拢手指成为拳头，形成一同发力的状态，有助于消除那种“内卷式”的竞争，更加有帮助于联合产业链上游、中游以及下游，还有高校、科研机构等多方面的力量，从而构建起完整的创新体系。

当下，我国正在加速构建制造强国，诸多一系列短板正被一步步地补齐，然而，在基础部件、基础材料等方面的领域仍旧存在不足，依照机床行业的经验，把“融”字方面文章做好，产业进行升级的脚步应当会更加坚实。