新鄉(xiāng)日升數(shù)控軸承裝備股份有限公司

董事長(zhǎng)　王世保

2015年5月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《中國(guó)制造2025》，部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。以加快新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，以推進(jìn)智能制造為主攻方向，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)由大變強(qiáng)的歷史跨越。

新鄉(xiāng)日升公司通過(guò)承擔(dān)工信部的智能制造新模式應(yīng)用項(xiàng)目，實(shí)施數(shù)控軸承磨床智能制造新模式。公司以打通企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)全部流程為著眼點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到銷售，從裝備控制到企業(yè)資源管理所有環(huán)節(jié)的信息快速交換、傳遞、存儲(chǔ)、處理和無(wú)縫智能化集成，完成了數(shù)控軸承磨床智能制造工廠的建設(shè)。

智能制造新模式項(xiàng)目的實(shí)施為公司帶來(lái)了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，也使公司進(jìn)一步確定了發(fā)展方向：“制造過(guò)程智能化，研發(fā)產(chǎn)品智能化”，推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合，推進(jìn)綠色制造，提升公司研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)水平。

十三五期間公司凝心聚力，砥礪前行，夯實(shí)基礎(chǔ)，所做的具體工作有：

一、軸承裝備制造過(guò)程智能化

新鄉(xiāng)日升公司屬于離散型制造企業(yè)，智能制造新模式主要是通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)、產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)物聯(lián)系統(tǒng)（DNC）、車間制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）高效協(xié)同與有效集成，使銷售、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃、裝備、質(zhì)檢、倉(cāng)儲(chǔ)、裝配、服務(wù)各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，消除了原先企業(yè)信息化中的“孤島”現(xiàn)象，解決了公司信息交互不暢、重復(fù)勞動(dòng)多、效率低下的局面。

新鄉(xiāng)日升公司實(shí)施智能制造新模式從軟硬件兩個(gè)方面進(jìn)行。

硬件方面公司投入企業(yè)級(jí)路由器、防火墻、千兆光纖網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字AP、WIFI基站、服務(wù)器、無(wú)線PDA、有線掃描槍、條碼打印機(jī)、自主搬運(yùn)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、觸控一體機(jī)等互聯(lián)網(wǎng)裝備實(shí)現(xiàn)廠區(qū)通信有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通基礎(chǔ)環(huán)境。兩個(gè)異地機(jī)房實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)一主、一備兩地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，在突發(fā)事件時(shí)可直接切換；采用硬件防火墻保證信息安全；架設(shè)的全方位監(jiān)控系統(tǒng)也可以對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行查看。公司對(duì)原有數(shù)控裝備進(jìn)行改造并增加智能保護(hù)，制造桁架機(jī)器人，新增數(shù)控裝備組建軸類和箱體類零件智能加工單元，實(shí)現(xiàn)柔性加工，使制造過(guò)程安全可控。

軟件方面主要是采用PLM、DNC、U8+MES管理軟件，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)資料、裝備管理、物料平衡、生產(chǎn)過(guò)程、品質(zhì)管理等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與管控，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、質(zhì)檢、服務(wù)各環(huán)節(jié)的互聯(lián)和全生命周期中的信息與過(guò)程管理。PLM管理軟件對(duì)產(chǎn)品圖紙文件進(jìn)行全生命周期管理，提高了產(chǎn)品研發(fā)速度和敏捷性；ERP+MES管理軟件縱向貫穿銷售、技術(shù)、生產(chǎn)、倉(cāng)庫(kù)，橫向貫穿財(cái)務(wù)、人事、數(shù)據(jù)庫(kù)，可以對(duì)任一銷售訂單物料及質(zhì)量進(jìn)行追溯，生產(chǎn)進(jìn)展進(jìn)行跟蹤，為客戶提供更好的服務(wù)。

公司新模式業(yè)務(wù)流程：①銷售訂單錄入ERP銷售模塊后，正常訂單由生產(chǎn)模塊依據(jù)銷售訂單生成生產(chǎn)訂單；特殊訂單由設(shè)計(jì)、工藝人員應(yīng)用三維軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，提前下發(fā)生產(chǎn)進(jìn)行長(zhǎng)序件毛坯的準(zhǔn)備，然后逐步完成所有設(shè)計(jì)；②設(shè)計(jì)圖紙完成后由PLM軟件自動(dòng)生成物料清單EBOM，并按設(shè)定的規(guī)則自動(dòng)生成符合ERP軟件要求的物料編碼和MBOM，對(duì)接到ERP系統(tǒng)；③采購(gòu)?fù)鈪f(xié)按照技術(shù)提供的MBOM分配加工路線和業(yè)務(wù)人員，按照銷售訂單交貨時(shí)間設(shè)定物品到貨日期并進(jìn)行LRP需求運(yùn)算，自動(dòng)生成生產(chǎn)、采購(gòu)、委外訂單下發(fā)任務(wù)需求，在系統(tǒng)內(nèi)可執(zhí)行訂單統(tǒng)計(jì)運(yùn)算檢查任務(wù)執(zhí)行情況；④機(jī)加工按DNC軟件統(tǒng)計(jì)的機(jī)床狀況對(duì)接收的任務(wù)進(jìn)行人機(jī)的合理分配和程序的指定下派，加工完成后報(bào)檢；⑤質(zhì)量應(yīng)用MES系統(tǒng)對(duì)報(bào)檢的物品進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后生成二維碼標(biāo)簽打印粘貼，掃碼入庫(kù)；⑥裝配生產(chǎn)任務(wù)下達(dá)后，倉(cāng)儲(chǔ)分解物料到各倉(cāng)庫(kù)，齊套后領(lǐng)用，較小物料由視覺(jué)搬運(yùn)機(jī)器人配送到需求班組；⑦關(guān)鍵部位裝配參考二維碼標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)進(jìn)行選配安裝，按工步進(jìn)行報(bào)檢，質(zhì)量部門(mén)檢驗(yàn)確認(rèn)后數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)，工步完成，裝配進(jìn)度占比由看板展示；⑧整機(jī)校驗(yàn)后入庫(kù)，銷售按單發(fā)貨結(jié)束。

二、軸承裝備的可靠性提升

我國(guó)目前雖然是軸承生產(chǎn)大國(guó)，但仍然不是制造強(qiáng)國(guó)。雖然軸承工藝裝備近年來(lái)取得的長(zhǎng)足的進(jìn)步，精度和性能已經(jīng)達(dá)到或接近先進(jìn)水平，但精度保持性和性能穩(wěn)定性與先進(jìn)水平有較大差距，軸承工?裝備需要在穩(wěn)定質(zhì)量的前提下去追求更高的效率以及制造系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化。公司提升設(shè)計(jì)理念，在零部件的結(jié)構(gòu)、可靠性、機(jī)床剛性穩(wěn)定性上進(jìn)行了大量的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高機(jī)器無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間。

軸承套圈生產(chǎn)線裝備基礎(chǔ)部件改進(jìn)：①通過(guò)對(duì)機(jī)床剛度、床身動(dòng)態(tài)性能及模態(tài)分析，對(duì)機(jī)床主軸剛度和動(dòng)態(tài)性能及精度分析設(shè)計(jì)合理的機(jī)床結(jié)構(gòu)布局，保證機(jī)床剛性相對(duì)Z高；②砂輪軸增加動(dòng)平衡裝置，實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)平衡，提高機(jī)床加工精度；③同步工件軸、同步砂輪軸的應(yīng)用，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，機(jī)床振動(dòng)減少，提高表面加工精度；④采用機(jī)外預(yù)調(diào)裝置，實(shí)現(xiàn)快速更換工裝，消除支承痕跡，降低更換型號(hào)人為調(diào)整偏心造成的偏差；⑤CBN砂輪、SG砂輪的鋒利性及耐磨性，可減少修整次數(shù)，長(zhǎng)時(shí)間無(wú)需換磨具，保證加工精度及尺寸的穩(wěn)定性；⑥采用同步軸驅(qū)動(dòng)的滾輪碟片圓弧修整器進(jìn)行CBN砂輪修整，可修出滿意的砂輪表面質(zhì)量，保證粗糙度加工需求⑦無(wú)心夾具采用PCD支承和硬質(zhì)合金磁極，耐磨性好，長(zhǎng)時(shí)間無(wú)需調(diào)整；⑧不銹鋼整體護(hù)罩及局部小護(hù)罩使工作空間完全受到屏封保護(hù)，避免磨液噴濺造成元器件損壞及護(hù)罩被腐蝕漏液。

軸承滾動(dòng)體裝備研球機(jī)改進(jìn)：①主軸傳動(dòng)采用錐齒輪減速電機(jī)使輸出扭矩增大，可靠性更高；②立式主傳動(dòng)減速電機(jī)輸出軸由向下改為朝上，避免減速機(jī)漏油造成皮帶打滑；③立式主軸端面軸承規(guī)格加大，采用隔油套型式的機(jī)械密封，解決主軸漏油風(fēng)險(xiǎn)，臥式主軸端面軸承采用調(diào)心球面滾子軸承，高精度主軸結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)動(dòng)盤(pán)的徑向跳動(dòng)、端面跳動(dòng)提高到10μm以內(nèi)甚至可達(dá)5μm；④立式床身采用新的加工工藝實(shí)現(xiàn)料盤(pán)升降長(zhǎng)軸、短軸的孔的一次性定位加工，橫梁兩個(gè)立柱孔+料盤(pán)3支桿孔的一次性定位加工，使得加工質(zhì)量得到充分保證，裝配更加方便；⑤采用伺服液壓站或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿穿過(guò)空心主軸實(shí)現(xiàn)中心加壓、等距彈簧壓縮結(jié)構(gòu)、蝶形彈簧保壓的加壓進(jìn)給機(jī)構(gòu)，可以保持壓力恒定，且可以微量進(jìn)給、隨時(shí)停止，更適合于研磨加工時(shí)的對(duì)刀調(diào)整；⑥定壓螺母電動(dòng)控制旋緊和放松動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)分階段壓力的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，匹配主軸轉(zhuǎn)速自動(dòng)轉(zhuǎn)換，自動(dòng)卸球裝置，使單機(jī)自動(dòng)化、智能化控制成為可能。

機(jī)械基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的升級(jí)換代是實(shí)現(xiàn)智能化的基礎(chǔ)，其可靠性是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品可靠性提升的基礎(chǔ)。公司實(shí)施智能制造新模式，為設(shè)計(jì)過(guò)程、制造過(guò)程、裝配過(guò)程、配套件和外購(gòu)件的采購(gòu)以及早期故障消除等過(guò)程的可靠性提供保證措施，全面的質(zhì)量管理使機(jī)床的可靠性得到了極大提升。

三、軸承裝備的智能化實(shí)施

機(jī)床作為制造業(yè)的工業(yè)母機(jī)，其智能化程度對(duì)智能制造的實(shí)施具有重要影響，新一代智能機(jī)床必將為制造業(yè)帶來(lái)新的變革，從而在新一輪工業(yè)革命中成為引領(lǐng)未來(lái)制造的重要因素，為此我公司盡力提高新研發(fā)產(chǎn)品的自動(dòng)化和智能化程度，為軸承行業(yè)實(shí)施智能制造提供基礎(chǔ)智能裝備。

數(shù)控軸承套圈磨超復(fù)式生產(chǎn)線配置在線檢測(cè)裝置，消空程磨削控制，可有效提高加工效率。公司新一代的生產(chǎn)線大量應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)，除常規(guī)的流量、壓力、位置檢測(cè)保護(hù)外，另有智能傳感技術(shù)應(yīng)用。如下圖依次為：①主動(dòng)量?jī)x--在線檢測(cè)套圈毛坯尺寸，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，自動(dòng)識(shí)別加工余量，根據(jù)余量大小，選擇正常磨削或返修磨削；②消空程、防碰撞裝置--通過(guò)超聲波或功率檢測(cè)，工件即將接觸砂輪時(shí)，進(jìn)給系統(tǒng)立即轉(zhuǎn)換進(jìn)給速度，快速撞擊時(shí)，進(jìn)給立即停止；③自動(dòng)調(diào)整錐度裝置--檢測(cè)機(jī)檢測(cè)工件錐度，通過(guò)插補(bǔ)修整砂輪方式或通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)+角度光柵自動(dòng)調(diào)整錐度；自動(dòng)調(diào)整溝位--采用雙伺服或三伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)溝位調(diào)整傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整溝位；④主軸溫升檢測(cè)--工件軸及砂輪軸增加溫度傳感器，在線檢測(cè)主軸溫度，溫升超過(guò)允許值，報(bào)警提示；⑤機(jī)外檢測(cè)機(jī)--通過(guò)檢測(cè)機(jī)檢測(cè)尺寸，結(jié)果反饋到機(jī)床，自動(dòng)調(diào)整加工參數(shù)，調(diào)整尺寸。

同時(shí)加大控制系統(tǒng)功能的使用力度，可以對(duì)加工工藝參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，更換型號(hào)時(shí)直接調(diào)用；數(shù)據(jù)修改時(shí)自動(dòng)記錄并支持查詢；對(duì)系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控，圖片提示故障點(diǎn)并記錄，三色警燈直接顯示運(yùn)行狀態(tài)等等。對(duì)設(shè)備預(yù)留上位信號(hào)采集口，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接入SCADA軟件，可電腦操控，也可手機(jī)APP操控，隨時(shí)可對(duì)裝備進(jìn)行遠(yuǎn)程追蹤，掌握裝備的運(yùn)行狀態(tài)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)及維修保養(yǎng)信息，并可對(duì)裝備進(jìn)行故障遠(yuǎn)程診斷及程序修改，對(duì)提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析利用，為客戶提供更好的服務(wù)。同樣的技術(shù)也應(yīng)用在數(shù)控軸承滾動(dòng)體裝備上。

十三五期間，公司除了常規(guī)軸承裝備外，還大力研發(fā)了一些特殊功能機(jī)床。如：①雙面研磨機(jī)2M8480G，采用新的機(jī)床架構(gòu)和新的磨研復(fù)合加工工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多種形狀、多種材質(zhì)的雙面零件的粗磨、精研復(fù)合工序加工；②立式車磨復(fù)合加工中?VLG20，一次裝夾可完成對(duì)外圓、端面、內(nèi)孔及內(nèi)孔直線溝道的高效、高精度連續(xù)車削、磨削，可用于汽車輪轂零件加工；③高精度立車應(yīng)用硬車技術(shù)對(duì)高硬材質(zhì)環(huán)狀零件的內(nèi)外表面及端面進(jìn)行高精度、高效率車削加工，主要用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的零件加工；數(shù)控立式磨床可以對(duì)回轉(zhuǎn)直徑為600mm的軸承套圈進(jìn)行加工，尺寸精度達(dá)到IT5；④組合機(jī)床采用多主軸、多刀架將多工序加以集成，進(jìn)行多面、多工位同時(shí)加工，使機(jī)床功能和效率得到大幅提高。如FKTZ10轉(zhuǎn)臺(tái)式軸承座加工組合機(jī)對(duì)軸承座一次裝夾后進(jìn)行底面銑削、鏜底孔、油杯孔鉆孔和攻絲、車油槽、粗鏜和精鏜球面孔的并行加工。MS2103組合機(jī)用于小型閥座零件加工，10工位5工序雙工件同時(shí)加工，生產(chǎn)節(jié)拍提升至秒級(jí)。組合機(jī)床使某些行業(yè)或某些產(chǎn)品的加工方式發(fā)生的革命性的變化。⑤數(shù)控中心孔磨床2MK9408利用四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)中心孔磨削的特殊曲線軌跡運(yùn)動(dòng)，可對(duì)主軸進(jìn)行精密加工。

十四五國(guó)家發(fā)布的主要工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)是創(chuàng)新能力顯著提升，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平明顯提高。當(dāng)前的中國(guó)面臨著新一輪產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)轉(zhuǎn)型，并且迫在眉睫。從長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)看，國(guó)內(nèi)正在從“量”的粗獷式發(fā)展邁向“質(zhì)”的高質(zhì)量發(fā)展：廉價(jià)人口紅利轉(zhuǎn)向高質(zhì)量的工程師紅利；多方面成本提升+美國(guó)關(guān)稅，勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)加速?gòu)闹袊?guó)轉(zhuǎn)出；國(guó)民環(huán)保意識(shí)、健康意識(shí)增強(qiáng)；短期來(lái)看，中美之間的博弈加劇，疫情的全球性沖擊正在進(jìn)一步提升國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的緊迫性。5G物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代同時(shí)正在開(kāi)啟全球新一輪技術(shù)創(chuàng)新。產(chǎn)業(yè)升級(jí)需求+科技創(chuàng)新周期驅(qū)動(dòng)+行業(yè)需求旺盛，要求我公司必須研制新一代的智能精密高速軸承磨床并使之盡快產(chǎn)業(yè)化，滿足行業(yè)提高機(jī)床精度和精度保持性、性能和性能穩(wěn)定性、使用壽命和可靠性、加工效率、自動(dòng)化智能化程度達(dá)到先進(jìn)水平的發(fā)展需求，適應(yīng)時(shí)代的要求。為此，公司十四五初步規(guī)劃如下：

軸承套圈磨超加工裝備主要工作：①研發(fā)推廣應(yīng)用直線電機(jī)、靜壓導(dǎo)軌、大理石床身的磨床，使拖板直線度達(dá)到0.5µm/30mm，且導(dǎo)軌無(wú)磨損免維護(hù)，機(jī)床變形減少；②研發(fā)推廣應(yīng)用高精度、高剛度、大功率的電主軸，采用CBN砂輪進(jìn)行內(nèi)圓磨60m/s以上、外圓磨80m/s以上的高速磨削，減少換砂輪頻率，提高加工精度及效率；③研發(fā)推廣采用自適應(yīng)磨削技術(shù)、在線精度檢測(cè)、在線反饋技術(shù)，實(shí)現(xiàn)磨超裝備精密、高效率磨削，實(shí)現(xiàn)CPk≥1.67；④研發(fā)采用復(fù)合技術(shù)的立式數(shù)控軸承套圈超精機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)中型、大型、特大型球軸承、滾子軸承、復(fù)合軸承的超精研磨；⑤研發(fā)推廣磨超自動(dòng)線采用程序通用、界面標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)同系統(tǒng)，統(tǒng)一事件序列和報(bào)警處理技術(shù)，進(jìn)行自動(dòng)線裝備一體化管理；⑥研發(fā)雙立柱龍門(mén)式結(jié)構(gòu)的雙面研磨機(jī)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)格零件的雙面研磨加工。

軸承球體加工裝備主要工作：①研發(fā)推廣加工特種規(guī)格、特種材質(zhì)的球體專用高精度光、磨、研裝備，實(shí)現(xiàn)（ø0.8～ø100mm）范圍內(nèi)的球體光、磨、研的大循環(huán)加工，實(shí)現(xiàn)陶瓷球、大型風(fēng)電回轉(zhuǎn)支承鋼球及新能源車、通信、醫(yī)療器械、家用電器等行業(yè)靜音馬達(dá)所需的G3級(jí)高精度微小球體的批量穩(wěn)定加工；②研發(fā)推廣伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿機(jī)械加壓以及伺服液壓站或電液比例閥液壓站控制加壓的裝備，采用智能傳感器，在線尺寸測(cè)量、自動(dòng)卸球等裝置，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的全數(shù)字化控制及遠(yuǎn)程操控、提高機(jī)床的智能化程度；③軸承滾子加工裝備主要是研發(fā)數(shù)控滾子車床，采用中心孔定位方式，以車代磨高精度柔性加工軸承滾子，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、多品種滾子的批量加工。

公司規(guī)劃所設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品的制造系統(tǒng)注重由能量驅(qū)動(dòng)型轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔Ⅱ?qū)動(dòng)型，積極利用現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、擬人化智能技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能感知、人機(jī)交互、自主決策和精準(zhǔn)執(zhí)行，推進(jìn)數(shù)控磨床智能升級(jí)走向智造時(shí)代。我們將為客戶提供整體系統(tǒng)解決方案，可對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的生產(chǎn)物料、設(shè)備利用率以及產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)控與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析等，提高設(shè)備的產(chǎn)能管理能力。

當(dāng)今市場(chǎng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，我們將集眾智，盡全力，不忘初心，砥礪前行，與軸承行業(yè)共創(chuàng)輝煌明天！

（內(nèi)容來(lái)源：《2020上海軸承峰會(huì)論文集》）