當(dāng)拿著精美輕薄的手機、坐著高速便捷的高鐵和飛機，人們很少把這些習(xí)以為常的生活場景與機床行業(yè)聯(lián)系起來。然而事實上，機床這個“制造機器的‘機器’”，不但與民眾生活息息相關(guān)，更是關(guān)乎綜合國力的“國之重器”。
盡管中國機床產(chǎn)業(yè)不斷壯大，但是涉及航空航天等重要領(lǐng)域的高端機床仍受制于人，如何改變行業(yè)“大而不強”的局面，如何造出中國人自己的高端機床，成為亟需應(yīng)對的時代命題。
近日，在中國（北京）國際機床展覽會（CIMT2021）上，上海理工大學(xué)與秦川機床工具集團聯(lián)合研發(fā)的“高速立式五軸加工中心VMC40U”一經(jīng)亮相，就吸引了國內(nèi)外業(yè)界的目光。
這是我國第一臺運動加速度達到2G的高端數(shù)控機床，實現(xiàn)定位精度4微米，重復(fù)定位精度2微米，在精度與高速技術(shù)指標(biāo)方面均達到世界一流水平。背后是由上理工教師和秦川工程師組成的校企團隊，僅耗時兩年就讓國產(chǎn)機床“大變身”，比肩趕超國際同類機床技術(shù)，這場“突圍之戰(zhàn)”也喚醒了國內(nèi)傳統(tǒng)行業(yè)的制造潛力。
做機床行業(yè)新的“造風(fēng)者”
目前國內(nèi)現(xiàn)有的高精度機床之間的技術(shù)差距并不大，只需要通過增加重量等方法就可以實現(xiàn)高精度制造，但是高速機床卻要求機床結(jié)構(gòu)重量要輕，這就會導(dǎo)致高速運行過程中發(fā)生震動，影響精度。因此，高精度和高速兩種模式難以同時滿足。
而且，只有掌握了制造這樣特殊機床的技術(shù)，才能在精密機械、航空航天、醫(yī)療工程、工模具制造、儀器工程等多個領(lǐng)域大有可為。
“比如航空航天領(lǐng)域的機床只能依賴于進口，兩年前我們想從德國一家公司選購機床的‘旋轉(zhuǎn)工作臺’，直接被回絕。”負(fù)責(zé)此次研發(fā)項目的團隊負(fù)責(zé)人、上理工機械工程學(xué)院李郝林教授說，“這也一定程度上激發(fā)了我們的斗志，必須自己造出來一臺，不再看著別人臉色說話?！迸銮傻氖牵菚r的秦川集團也將定位瞄準(zhǔn)到為航空行業(yè)提供“高精尖機床”，不求數(shù)量，而是要做出世界頂級的機床。于是上理工團隊與秦川的工程師們一拍即合，開始了研發(fā)之路。
在李郝林教授看來，研發(fā)的過程也是“水到渠成”的，上理工以設(shè)計研發(fā)見長，而秦川則精通制造及裝配。最終，他們打造出的“高速立式五軸加工中心VMC40U”成為了我國第一臺運動加速度達到2G的高端數(shù)控機床，實現(xiàn)定位精度4微米，重復(fù)定位精度2微米，在精度與高速技術(shù)指標(biāo)方面均達到世界一流水平，而這支校企合作的研發(fā)團隊也將成為機床行業(yè)新的“造風(fēng)者”。
成功源于反復(fù)打磨
“機床的主要結(jié)構(gòu)改動要慎重”這在機床行業(yè)是個“不成文”的規(guī)定。從企業(yè)角度來說，一套模具動輒幾十萬，交給“沒有實戰(zhàn)經(jīng)驗”的高校來研究改造，試錯的成本太高。而精于科學(xué)研究方法的高校，無處進行實驗以佐證方法論，也只能“紙上談兵”。這成為校企產(chǎn)學(xué)研合作的阻力之一。
2015年，沈陽機床集團的1000余臺機床急需解決振動問題，集團董事長關(guān)錫友找到了上理工，李郝林教授團隊經(jīng)過三個月的機床測試與改造，有效解決了機床的振動問題。自從這次合作以后，雙方達成了持續(xù)合作的共識，并共建了沈陽機床-上海理工大學(xué) i5智能機床聯(lián)合實驗室。沈陽機床集團直接派出工程師團隊“駐扎”在學(xué)校實驗室，而機械工程學(xué)院的學(xué)生也趁著寒暑假到沈陽機床廠“實操”，設(shè)計—研發(fā)—生產(chǎn)的效率大大提升了。
除了加強與工廠的合作之外，李郝林教授還不忘帶著團隊開展調(diào)研學(xué)習(xí)?！吧侠砉ぞo挨著上海機床廠，以前我每個星期都會去廠里轉(zhuǎn)個三四趟，經(jīng)常在工廠的大道上遇到廠領(lǐng)導(dǎo)，他們會調(diào)侃我說‘上理職工’又來啦?！崩詈铝中χ貞浀馈４送?，只要一有時間和機會，李郝林還會到德國斯圖加特大學(xué)等國外領(lǐng)先的研究所學(xué)習(xí)，“知己知彼才能百戰(zhàn)不殆，我們會跟著國外團隊學(xué)習(xí)，如果他們遇到某個機床的問題，看看他們是怎么解決的，他們在研究關(guān)注什么，這有助于我們開拓思路，與國際水平比肩?！?
