二、高档数控机床和机器人
(一)精密、高速、高效、柔性数控机床与基础制造装备及集成制造系统
1. 超重型数控轧辊磨床:上海机床厂有限公司研制的250t超重型数控轧辊磨床,是目前国际上最大加工能力的超重型数控轧辊磨床,可用于热连轧机组与宽厚板机组支承辊、工作辊等的粗磨与精磨加工,实现辊身、辊颈、托肩外圆和锥面等部位的高精度加工(磨削工件圆度0.003mm,纵截面内直径一致性0.003mm,表面粗糙度值Ra0.4μm),解决了我国大型轧辊制造瓶颈技术装备难题,形成了系列化产品。
2. 数控重型桥式龙门五轴联动车铣复合机床:北京第一机床厂突破超重型结构件设计与制造、重型高刚度精密静压车铣转台驱动设计等关键技术,研制出国内龙门通过宽度最大的超重型数控龙门移动式五轴联动车铣复合机床(龙门通过宽度10.5m,最大加工高度7.5m,承重300t),主要性能指标达到国际先进、国内领先水平,适用于大型核电站核岛设备、超重型零件的加工。
3. 汽车发动机关键零件高效高精加工柔性自动线:大连机床集团有限责任公司通过掌握快速生产线重组、CAD/CAM及自动编程、敏捷制造技术等,设计制造了多条汽车发动机关键零件(缸体、缸盖、瓦盖、曲轴、连杆及差速器壳体等)加工柔性自动线,适应汽车零件批量生产和产品更新换代改型需要,提升了我国汽车产业制造装备的升级。
4. 大型快速高效数控全自动冲压生产线:济南二机床集团有限公司研制出具有完全自主知识产权的64000kN大型快速高效数控全自动冲压生产线(全线压力机总公称吨位64000kN,工作台面尺寸左右5000mm×前后2600mm,滑块行程次数10~20spm),技术性能达到国际同类产品先进水平,批量装备我国汽车制造业,改变了大型快速高效数控全自动冲压生产线依赖进口的局面,并出口美国福特公司。
(二)高档数控系统、伺服电机、轴承、光栅等主要功能部件及关键应用软件
1. 高性能数控系统:北京凯恩帝公司开展高性能数控系统关键技术研究与应用,成功通过国家质量检测中心验证,在北京机电院五轴叶片加工中心和叶轮加工中心上实现应用,可替代部分国外同类产品,降低了主机厂配套成本。
2. 绝对式光栅尺:苏州德美达精密仪器仪表有限公司研发的DRIVE-CLiQ协议光栅尺(如西门子RESOLUTE绝对式光栅),通过DRIVE-CLiQ接口可在速度高达100m/s(圆光栅达36000转/分)时实现1nm分辨率或32位角度精度,具备绝对式编码与快速启动功能(设备启动后无需回零即可获取绝对位置信息),适用于航天航空、精密模具制造等领域的高精度数控机床闭环控制。
3. 高端五轴数控机床核心功能部件自主化:科德数控股份有限公司构建了全产业链闭环自主可控能力,其高端五轴装备(如面向发动机、国产民机、军机及大型无人机结构件加工的五轴装备)在C919/C929等国产民用大飞机、大型无人机结构件工艺验证中发挥关键作用,支撑航空装备从“可用”向“好用”跃升。
(三)用户工艺验证能力建设
大飞机结构件工艺验证中试基地:科德数控与沈阳航空产业集团、中航沈飞民用飞机联合组建国内首个完全基于国产高端五轴数控机床的“大飞机结构件工艺验证中试基地”,聚焦C919/C929等国产民用大飞机、大型无人机的复杂结构件(钛合金结构零件、铝合金框架壁板零件、接头支架零件、长轴深孔薄壁零件等)精密加工,通过“应用反馈-设备升级”闭环机制,系统性攻关典型结构件的材料适配性、极端工况稳定性、型构件精度与形变控制、复杂曲面多轴协同加工、超精密加工与抗振工艺等关键能力,为国产大飞机产能提升提供安全自主可控的国产装备,同时降低量产技术风险与经济成本。
(四)机器人
1.工业机器人:从“跟随”到“领跑”的产业升级。中国工业机器人产业通过“核心零部件自主化+整机智能化”双轮驱动,实现了从依赖进口到全球领先的跨越。核心零部件突破是关键:智同高精密RV减速器打破日本垄断,精度保持性达到国际先进水平;清能德创伺服系统实现高精度电流控制,响应速度较进口产品提升20%;昊为研制的世界首台多用途桥梁机器人,集成焊接、检测、涂装功能,解决了大型桥梁施工中“高危、高难、高成本”的痛点。整机应用深化方面,上海交大智邦“思源智控”智能体机床μAI,通过AI算法实现自主路径规划与参数调整,控制精度达微米级,成为“工业界自动驾驶”的典范;5吨级重载工业机器人(腕部额定载荷≥5000kg)刷新国产机器人“力气天花板”,适配汽车整车举升、矿山设备搬运等重型场景,填补国内空白;中科新松多可HC-O3T系列移动协作机器人,集成舵轮底盘、协作机械臂与2.5D视觉算法,抓取绝对定位精度±0.5mm,转向精度±1°,已应用于新能源电池装配、半导体晶圆搬运等高精度场景。
2.特种机器人:高危场景的“安全卫士”。特种机器人聚焦电力、矿山、核电等高危领域,解决“机器换人”的迫切需求。电力巡检方面,中信重工四足巡检机器人搭载智能巡检系统与即时定位系统,实现厘米级环境建模与自主导航,可代替人工完成高压变电站、输电线路的隐患排查;矿山救援方面,中信重工辅助安装机器人能识别、抓举不同规格管路,辅助完成矿井巷道管路安装,降低救援人员暴露于危险环境的风险;核电安全方面,中广核数科“和睦系统”是我国首个自主核级数字化仪控平台,覆盖核电站“大脑”与“神经中枢”,应用于阳江、红沿河等多个核电项目,实现从操作系统到硬件设计的全链条自主可控,让中国成为全球第四个掌握该技术的国家。
3.服务机器人:从“家庭”到“医疗”的普惠应用。服务机器人以“场景化+智能化”为导向,走进家庭、医疗、物流等领域,提升生活与医疗质量。家庭服务方面,中国扫地机器人畅销欧美,2024年三季度全球智能扫地机器人出货量501.4万台,中国产品占近50%,石头科技在韩国市场占据压倒性第一位,产品性能与价格优势突出;医疗服务方面,北京天智航骨科手术机器人、术锐腔镜手术机器人实现临床规模化应用,辅助医生完成高精度手术(如脊柱侧弯矫正、前列腺癌根治术),降低手术创伤与并发症风险;物流服务方面,极智嘉成为全球市场占比最高的物流机器人企业,其仓储机器人实现货物自动分拣、搬运,提升物流效率30%以上,应用于京东、顺丰等头部企业。
4.关键零部件:从“卡脖子”到“自主可控”。关键零部件是机器人产业的“命门”,中国企业通过持续攻关,实现了核心部件的自主可控。减速器方面,智同高精密RV减速器打破日本垄断,批量应用于国产工业机器人,精度保持性达到国际先进水平;伺服系统方面,清能德创伺服系统实现高精度电流控制,响应速度较进口产品提升20%,应用于协作机器人、医疗机器人等领域;控制器方面,翼辉嵌入式实时操作系统具备高实时性、高可靠性,支持多种机器人协议,应用于工业机器人、特种机器人;传感器方面,坤伟六维力传感器实现高精度力觉感知,应用于工业机器人装配、医疗机器人手术操作,打破进口依赖。
5.标准化与模块化:构建产业生态的“基石”。中国通过“标准引领+生态协同”,推动机器人产业规模化应用。标准化方面,全国机器人标委会、国家机器人检验检测公共服务平台等机构,制定机器人安全、性能、接口等国家标准30余项,覆盖工业机器人、服务机器人、特种机器人等领域,规范产业发展;模块化方面,北京中关村精雕智造科技创新中心打造“高精密敏捷制造公共平台”,通过模块化设计、快速打样,缩短机器人零部件研发周期(从3个月缩短至7天),支持中小企业从“0到1”的创新;生态协同方面,上海闵行莘庄工业区成立“上海工业母机产业链协同创新发展联盟”,共建五轴机床检测平台与工业AI研究院,推动上下游企业协同创新,2024年该工业区高端制造示范区营收达535.83亿元,集聚了拓璞数控等一批机器人龙头企业。
