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高校科研成果能解决数控专业技术难题

2013年01月23日 08:52中国机床商务网点击:5358

  JC35导读:自2009年1月至今,西安交通大学(以下简称“西安交大”)共主持了8项机床重大科技专项课题,参加了37项机床重大科技专项课题。主要涉及快速制造技术、机床状态监测与故障诊断技术、机床可靠性与精度保持性技术、数控机床动态综合补偿技术、数控机床数字化设计技术以及高速高精度机床技术等西安交大机床研究6大优势领域,建立了一批相关试验平台,培养了一批技术研究人员,形成了一批相关的科技成果并应用于机床企业的实际生产中。
  
  作为高校牵头的“高档数控机床”共性技术,西安交通大学所承担或参与的课题从调研、立项、实施到成果产出,始终坚持“产学研结合”和“解决现场难题”的指导思想和宗旨,立足于打造“自主、实用、经济”的技术成果,凝聚国内优秀的技术团队,由大学院校牵头攻克关键技术、由机床名企配合完成实机验证,强强联合、资源共享、互通有无,从机床共性技术和关键技术等多方面、多角度探讨了国内高档数控机床尤其是复合机床和加工中心所面临的技术难题,形成了多项关键技术并申报了专利,取得了一批技术成果,并在秦川机床、大连机床、青海华鼎重型机床和昆明机床等多家机床制造企业进行了大量的成果验证和试验工作,有效地解决了企业遇到的技术难题。
  
  人才培养与团队建设:引进人才与加强技术团队建设是根本
  
  西安交大从英国引进国际知名齿轮专家毛世民教授,利用其“数字产形轮展成切齿法”发明专利技术,协助秦川机床开发了大型数控圆锥齿轮磨齿机,该机床能加工GLEASON制和klingelnberg制圆锥齿轮,能够加工任意创新齿制齿轮,精度稳定达到4级,超越Klingelnberg最大2200mm,使我国在大型高精度硬齿面曲线齿锥齿轮制造方面达到先进水平,解决直径2500mm以上锥齿轮硬齿面精加工问题,填补了国内空白,该机床获中国国际工业博览会金奖。
  
  西安交大为“04专项”在千人计划人才引进方面做了大量工作,前后共引进多名千人作为“04专项”的课题牵头人,为项目的快速实施、创新研究等奠定优势。
  
  针对企业的具体需求,西安交大建立了由学校和企业技术人员组成的联合团队进行攻关。学校专门派出青年教师赴企业博士后流动站做博士后,以此作为学校和企业的关联纽带,定期举行技术研讨会,由学校的课题负责人和企业的技术负责人共同作为博士后导师。同时,派出研究生常驻在合作企业中(秦川机械发展),协助教师开展工作。
  
  高校科研工作的难点在于研究生的研究工作如何向工程化转移。高校的研究生是不断培养和更新的过程,如何保证技术不断发展,形成可以向产业发展的规范,始终是高校科研发展的瓶颈。为此,学校与企业或研究中心建立了人才培养的合作机制。
  
  1.研究生参与企业的技术研发工作。研究生的科研津贴与项目进展结合,鼓励学生在做科研项目过程中,与企业人员融合,一方面深入了解企业的技术核心,另一方面以自己的学识推动企业的技术发展。
  
  2.以企业需要的产品为目标,培养能够真刀实枪做产业的技术人才。结合承担课题,共性技术的研究要到用户企业试用,通过用户的实际生产检验来保证技术的实用性和稳定性。在这个过程中,企业或研究中心选择具有良好工程化兴趣的研究生到企业或研究中心工作,保证基础研究能够转化为企业或研究中心可用的技术成果。
  
  建设各类相关技术实验平台与协同运行机制是技术保障
  
  西安交大高度重视共性技术的研究平台建设,构建了一批支持机床整机与功能部件研究的实验平台,为专项的长效研究工作奠定了基础,如已构建了综合误差建模与补偿数控机床试验平台、机床数字化设计与仿真试验平台、机床电气插接件、连接件可靠性及EMC抗干扰试验平台、整机及机床部件诊断试验平台、高速机床功能部件试验平台、高精密长光栅滚压印试验平台、快速精铸试验平台以及精密超精密机床技术实验平台等。
  
  此外,作为主持单位承担国家高端装备制造“高速高效加工工艺与技术创新平台”的建设;作为骨干成员单位参加“04专项”5个创新技术平台的建设,分别包括:沈阳机床的“高速复合数控机床及关键技术创新能力平台”,大连机床的“汽车发动机关键零部件制造装备创新能力平台”,秦川机床的“高效高精度齿轮机床产品技术创新平台”,昆明机床的“精密立卧式加工中心产品技术创新平台”,华中科大的“高档数控系统关键共性技术创新平台”。这几个创新平台联合了高档数控装备方面的知名高校与企业50余家,建立了多个“产学研用”的紧密联合体,构建共同建设创新平台、共同凝练符合市场发展需求的研究方向、共同使用创新平台资源、共同享受创新平台成果、共同打造科技成果转化产业链等创新机制,为我国机床、汽车等骨干企业提供核心创新型技术和产品,促使我国高档数控机床、汽车发动机关键零部件等骨干企业成长为国际著名企业,形成国际知名品牌。
  
  所建创新平台的相关体制机制主要解决了以下问题:
  
  1.平台共同建设机制集中有效资源,在解决好内部利益分配机制的前提下,通过共同投入,共同建设平台。
  
  2.立项共同决策机制充分发挥专家委员会的作用,以国家、行业和企业需求为导向,对平台各技术方向确定的课题进行集体决策。
  
  3.资源共同使用机制充分发挥资源相对集中的优势,为平台成员无偿提供共性平台的研究设备。
  
  4.成果共同享受机制平台成员参与平台的共同建设,参与重大专项或国家其他科技计划项目的研究开发,所形成的技术成果实现共享。
  
  5.科技成果转化产业链共同打造机制平台成员间紧密联合,将具有产业化前景的技术成果进行工程化开发和后续研究,为平台成员企业提供关键技术解决方案;同时,平台成员企业利用自身的渠道,将平台研发的技术向行业企业进行技术转移和辐射。
  
  基于以上平台和机制,学校对企业所遇到的技术难题进行归纳并提出解决方案,发掘其中共性的、本质的科学问题,研究解决这些问题的思路并形成相应的技术路线。企业的技术人员对技术路线进行论证,并组织实施,通过检验并评估应用实效,从而取得一系列的技术成果并在企业进行了推广应用,解决了企业的技术难题,促进了自主技术成果的快速提升。
  
  取得的技术成果及推广应用
  
  西安交通大学利用其数字化设计技术的相关成果协助秦川机床、昆明机床、大连机床等机床企业进行专项主机产品(大型数控卧式加工中心、数控拉刀磨床、数控圆柱齿轮磨齿机、数控圆锥齿轮磨齿机以及卧式车铣复合加工中心等)优化设计,有效地提升了专项主机产品的综合性能与品质。
  
  利用参加专项课题的机遇,西安交大开发了一批可推广的数控机床应用检测、制造核心技术产品,如机床传动链检测系统、无传感器的数控机床动态综合性能测试系统、温度采集及热误差补偿模块、模块可重构的机床功能部件故障诊断系统、数控机床三维离线防碰撞软件系统、机床加工精度在机检测系统、复杂结构件的快速精铸工艺,诸如此类数控机床用的检测与制造技术。
  
  特别是随着数控机床向着高精度、智能化方向发展,越来越多的高档数控机床都应配备监测诊断系统,通过西安交大的自主研发,推进了国内在这方面工作的发展,实现了相关高速、精密数控机床关键功能部件状态可监测、可诊断和可预警。
  
  利用参加专项课题的机遇,西安交大为企业解决了一批机床设计、制造和调试中的问题,推进了专项研发工作的进展。如解决了秦川机床磨齿机主轴振动和磨削振纹问题,采用动平衡技术降低机床主轴振动50%以上,减少振纹的产生,保证了按质交货。如为大连机床车铣复合加工中心消除切削颤振,提高了螺旋槽工件加工效率,降低振动,改善了加工面质量,保障大连冰山公司的加工需求。如实现了多家高档机床的误差补偿,提升了综合性能,沈阳高速立式加工中心VMC0745误差补偿后:定位误差降低71%;轮廓运动误差降低67.5%(球杆仪检测);切削加工综合误差降低41.8%;秦川大型数控磨齿机YK73200误差补偿后,齿距综合误差降低45%;齿向齿形轮廓加工误差降低54.5%;大连高速数控车削中心DLH-20误差补偿后,轮廓运动误差降低67.1%。如为昆明机床解决了卧式加工中心镗削主轴热伸长问题,THM46100机床控制在10μm,THM65160机床控制在24μm。
  
  相关主机产品获中国国际工业博览会金奖,承担的各共性技术课题已取得了一系列的技术成果,并在企业推广应用,取得了良好的应用效果。
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