厚积薄发:专项课题令普什宁江硕果累累

作者:郭艳 文章来源:四川普什宁江机床有限公司 发布时间:2013-10-18
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2013年6月,在历经近一年与国内外竞争对手的激烈竞争后,四川普什宁江机床有限公司(以下简称“普什宁江”)一举拿下近亿元的汽车壳体生产线订单,从而使其研制的精密卧式加工中心替代进口设备,成功进入汽车行业。

该 订单涵盖了5条由国产精密卧式加工中心组成的柔性制造系统(FMS)。这些柔性制造系统将实现汽车变速器壳体的多品种、变批量混流生产,并确保零件加工的 精度一致性、高效率和可靠性,充分体现少人化、自动化的新技术特点,达到年产10种零件28万件的产能目标。项目所用的27台国产卧式加工中心全部为“精 密卧式加工中心”课题的研究成果,并充分利用数控机床专项研究中形成的各种试验台对机床主要部件如主轴、转台、刀库和托板交换架等功能部件进行可靠性试 验。

该订单的成功签订,标志着“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项(以下简称“数控机床专项”)中高档数控机床研究成果开始走向产业化。

自主创新,打破国外高端技术垄断

长 期以来,我国重点行业领域所需的精密卧式加工中心一直依赖进口,截止到20世纪80年代末,国内尚无制造能力。为改变这一局面,普什宁江在国内同行中率先 引进英国HC20卧式加工中心技术,在消化吸收的基础上,开发出THM6340和TR6340卧式加工中心,并于20世纪90年代初,形成了自主技术的系 列产品,包括THM6363、THM6350、TH6363和TH6350等4种型号的卧式加工中心,填补了国内空白。进入21世纪,普什宁江进一步开发 出具有国际水平的五轴联动加工中心NJ-5HMC40、精密卧式加工中心TH(M)6380和THM63100,从而形成了具有自主知识产权的、更具竞争 力的系列产品。


图1 THM6363A汽车变速器壳体加工一号线

在此过程中,普什宁江走出了一条“消化吸收、自主创新”的独特发展道路,既不孤陋寡闻地“闭门造车”,也不完全照搬地“拿来主义”,而是站在欧洲先进技术的“肩膀”上,博观而约取,厚积而薄发。

在 历时20多年开发精密卧式加工中心系列产品的过程中,普什宁江十分重视机床技术的理论研究和基础试验。早在20世纪80年代,公司就投入大量资金,建立起 省级技术研发中心,中心建有专门的基础试验室,进行基础性、理论性机床技术的研究和新技术、新工艺的前瞻性研究。数十年来,研发中心取得了多项令人瞩目的 研究成果,仅与精密卧式加工中心相关的专利技术就达17项,实现了从普通机床、专用机床到高档数控机床的“三级跳”,为企业的自主发展、做精做强奠定了良 好的基础。

目前,普什宁江研制的精密卧式加工中心已成为我国航天、航空、汽车、军工和船舶等行业的首选产品,公司也凭借优质的产品和服务而成为全国用户满意企业。

根据机床工具行业各专业分会主要产品产销存汇总数据,2009年,行业企业完成高精度机床1848台,其中,普什宁江就完成了229台,占行业高精度机床销售台份的12.4%,特别是精密卧式加工中心销量在国内市场占有率位居前列。

依托专项,促进产业结构的调整升级

2008 年,在国际金融危机和“512”大地震的双重影响下,普什宁江的经营遭受了前所未有的重创,企业面临严峻的考验。困境中,领导班子深思熟虑,果断调整了产 品发展方向,即:加速产品结构调整和升级,重点发展中高档数控机床,专心专注宁江机床特色,着力打造“专、精、特”宁江机床品牌。

所谓“专”,即专心专注于专业领域,集中优势力量实现技术突破;“精”则是在沿袭普什宁江数十年“精密”特色的基础上,倡导“精度文化”,做精产品;“特”就是坚持“精密、高效、成套和智能化”的特点,做到人无我有,人有我精,走中、高端产品发展之路。

长期以来,可靠性和稳定性一直是国产数控机床的“软肋”,直接影响用户的使用效益和购买欲望。尽管经过10多年的技术攻关,普什宁江卧式加工中心的可靠性指标MTBF仍维持在300~500h左右,大毛病没有,小故障不断,相比国外进口机床,差距依然较大。


图2 THM6363A汽车变速器壳体加工二号线

2009年,随着国家数控机床专项的启动,普什宁江抓住机遇,通过承担“精密卧式加工中心”和“高速精密卧式加工中心”两项课题,与国内著名高校和多家用户企业紧密合作,在卧式加工中心可靠性倍增技术上取得了突破。

在 课题实施过程中,公司首先成立了卧式加工中心可靠性工作机构,制定实施了可靠性工作方案,系统地收集了卧式加工中心在用户处的可靠性数据,完成了产品的先 期失效模式分析并建立了卧式加工中心系列产品的故障模型。通过对整机及其关键功能部件可靠性设计与可靠性制造技术的研究与应用,对卧式加工中心系列产品进 行了以确保产品可靠性为核心的全方位单元化拆分和结构改进。其次,通过对产品早期故障快速消除技术与可靠性试验技术的研究,对产品各单元、部件和整机设计 制作了43台套可靠性试验台架工装,制定了产品在制造各阶段可靠性装配工艺、过程检核及可靠性试验规范体系。最后,在研制过程中,普什宁江对卧式加工中心 系列各规格的功能部件,以及6台设备实行了整机超过500h的可靠性试验,积累了企业内部制造过程的可靠性数据。在对机床可靠性技术研究和应用的同时,制 定了更为完善的产品可靠性保障措施,以产品的稳定可靠为目标,对现有设计控制流程进行优化。基于此,一种适合普什宁江产品和企业特点的可靠性工作模式也逐 步形成。

依靠上述扎实细致的基础性工作,“精密卧式加工中心”和“高速精密卧式加工中心”课题成果的可靠性指标大幅提升,经国检中心检测, 精密卧式加工中心THM6380的平均故障间隔时间(MTBF)为1075.6h,高速卧式加工中心THS6350的平均故障间隔时间(MTBF)为 1092.2h。

目前,这些专项成果已在航空航天、军工以及船舶等行业得到了应用验证,获得了国家发改委等部委、中国机床工具工业协会和中国和平利用军工技术协会颁发的“国产数控机床优秀合作项目”荣誉。

打造“数字化车间”,向更高集成升级迈进

在 “精密卧式加工中心”课题主机研究成果的基础上,2012年,普什宁江再次承担了“机床箱体类零件精密柔性制造系统研发及示范应用”课题,从而以原有技术 为基础,进一步自主开发出FMS总控系统、智能物流系统、智能计划管理系统、设备状态监控及远程诊断系统、智能在线检测技术和智能刀具寿命管理系统等,以 提高产品的智能化水平。

经过4年的艰苦努力和踏实工作,普什宁江的集成创新能力进一步提高,拥有了自主知识产权的精密卧式加工中心和柔性制造系统核心技术。在此基础上,打造“数字化车间”,向更高集成升级迈进成为普什宁江下一步的重要发展方向。

“数 字化车间”是以制造资源、生产操作和产品为核心,将数字化的产品设计数据,输入实际操作系统的数字化现实环境中,以实现对生产过程进行仿真优化的虚拟制 造。这有助于优化流程、提高绩效,并激发员工的积极性。对客户而言,不仅能提高生产效率,还能减少管理费用。在公司承接的近亿元订单项目中,普什宁江已与 用户达成初步协议:在该项目实施后,为下一步发展“数字化车间”预留技术接口,并以此为基础进行“数字化车间”的应用研究。届时,一个具有自主知识产权的 现代化“数字化加工车间”将成为现实。

总之,通过承担数控机床专项课题,普什宁江的自主创新能力和综合实力进一步提高,公司产品在中、高端市场中已占有一席之地,赢得了大量订单。

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