近日，国内首套智能数字化齿轮加工生产线在我国精密数控机床研发生产基地——秦川机床工具集团问世。该项针对精密齿轮高效加工的成套工艺技术解决方案以先进的数控机床为核心，分热（处理）前单元和热（处理）后单元两大部分，配置自动上下料、桁架输运、在线测量、智能传感决策等机构和系统，是目前国内首套齿轮精密加工制造执行系统（MES），具有节拍快、工艺扩展性强、涵盖领域广等特点，诠释了秦川机床为用户集成从齿坯的车削、制齿（滚/拉/插/剃）与相应切削刀具，从端面与内孔磨削、磨齿、精整（包括工装夹具）及检测的系统集成服务能力，引领了我国齿轮制造技术与装备的智能化、高效化、数字化、绿色化新方向。

　　该条智能装备生产线集工艺、设备、物流传输及信息控制技术为一体，具有三大特点：一是全线设备，如车削中心、数控外圆磨床、数控滚齿机、数控磨齿机到测量、倒棱、专用夹具，包括主要刀具，均为秦川机床各企业按成线的节拍要求，定制开发，具有高效、高精度、高可靠性。二是把齿轮加工的热前与热后工艺，集成为一条生产线，在国内属首创。同时，作为齿轮智能制造的工具软件，秦川的齿轮制造专家系统，是其中的核心模块，包括刀具模拟优化和工艺模拟优化七个子模块，在自主研发的QCNC6850数控系统支持下，人机交互为全中文显示界面，采用“图形+智能参数”的方式，通过宜人的选择和填表，便可自动生成加工工艺，操作更加直观、便捷、高效。三是嵌入该线中的滚齿机、磨齿机、外圆磨等核心设备，全部实现数控化，而且数控系统均为秦川自主研发，且为经过市场验证的标配机型。该数字控制系统基于总线结构，采用先进的数字信号处理技术（DSP），配备最新的CPU技术，可控制32个轴、8个轴组、2048个PLC的I/O点，能实现9轴联动，具有龙门同步双驱、RTCP、3D刀具补偿、多项式插补等高端功能。自主研发的GearMES系统，具有生产任务管理支持、质量信息采集与分析监控、生产线装备运行状态监控及快速处理等功能，可与上层ERP系统无缝对接，组建成为真正意义上的数字化齿轮车间，使生产效率提高55%以上，能耗降低35%以上。充分体现了秦川在齿轮加工装备与工艺技术领域的深厚造诣。

　　全产业链优势释放系统创新价值

　　业务范围涵盖基础铸件、关键功能部件（包括复杂刀具）、机床主机、下游零部件等产业链各个环节，秦川机床也因此成为国内乃至全球机床行业产业发展模式最具特色的制造商。

　　以产业链为载体，聚合、承载若干数控机床工具核心技术与共性基础技术，秦川机床开辟了复杂型面高精度数控机床自主创新的战略纵深。

　　“同时又为集团结构调整、深度转型、创新平台建设、核心技术研发与涵养、高端人才的培养与聚合、目标市场（服务领域）的研判与跟踪提供了时间与空间相互转换的自由度，并使产业链的内生驱动发展和下游市场的强劲拉动形成良性互动。”集团党委书记、董事长龙兴元表示。

　　“根据终端用户工艺要求，我们在集团内系统集成，配置资源，按生产线总节拍要求和若干加工单元系统布局，为关键设备研制提出精准、量化的精度、效率、可靠性等技术经济指标。”说到这次为齿轮加工生产线配套的关键设备的研制，项目总负责人刘朝晖深有感触地说，

　　“该线上的全部设备都出自秦川系，在一定程度上说大大提高了创新效率”。

　　如果说贯通了数控机床产业上下游的基础铸件、关键功能部件（包括复杂刀具）、机床主机与下游零部件，秦川机床展现的是产业链的完整性和体系性，那么，机床关键技术和核心功能部件的持续突破，则表明秦川机床在既有产业链框架下，致力于拓展产业纵深，在系统创新与创新价值方面做出了积极探索。

　　“由大数据支撑的齿轮制造专家系统是秦川齿轮机床成线能力的核心之一，也是全线智能化水平的重要标志。”该项目技术总负责、秦川设备成套服务公司总工程师、集团中央研究院智能装备研究所所长王洪建说。秦川齿轮制造专家系统功能强大，界面友好，对输入齿轮（滚/插/磨）工艺进行仿真，预报加工结果，经诊断如不能满足零件的设计要求时，即对所输入工艺进行优化，直到满足几何精度设计要求；判断系统输入的刀具设计和加工路径上齿轮渗碳层深度及分布，如不能满足设计要求时对上述因素智能优化，确保得到符合设计要求的硬化层深度和分布；检查刀具廓形，确认所加工出的齿轮是否符合设计的承载能力要求，反馈诊断结果，通过优化刀具轮廓使齿轮强度达到承载要求。

　　机床技术的发展最终体现在应用领域，即产品的市场适应性上。秦川机床的智能数字化齿轮加工生产线，服务领域涵盖汽车变速箱、工程机械变速箱、高效齿轮泵等齿轮的批量化、精密化加工生产，其工艺、工序、物流和信息流的集成度、智能控制水平、生产节拍和效率、工序能力指数、可靠性等显著提高。

????核心技术与关键装备的突破拓展更大的系统集成服务空间

　　“适用于大批量精密圆柱齿轮磨削的数控蜗杆砂轮磨齿机技术和产品”获得“国家科技进步二等奖”、“中国工业大奖”。无疑，这是国家对秦川在圆柱齿轮装备领域半个世纪坚守与创新的最高褒奖，更是期待秦川在锥齿轮与非标齿轮高端技术与装备领域大有作为！

　　依托在复杂型面技术领域的深厚积淀和成熟的齿轮平台技术，秦川机床整合国内外科研机构力量，从理论创新入手，产学研用协同攻关，在全球首创了“数字铲形轮展成加工”理论，成功研制出精密大型数控圆锥齿轮铣齿机QJK002与磨齿机QMK009，代表了国际齿轮加工技术当代最高水平。该成果的创新原始性主要表现在：

　　（1）新原理、新结构与新工艺，数字技术、信息技术与运动控制技术的深度融合，自主开发的工艺软件与通用刀具系统，实现了多种齿制（格里森制式、克林贝格制式等）硬齿面齿轮零件在一套设备上完成铣削、磨削与检测的高效率高精度加工，加工直径覆盖400mm到2800mm区间。

　　（2）彻底改写了我国在船舶与海工装备推进器、陆地和海上钻机转台、通用航空等领域的大规格精密锥齿轮加工设备等长期依赖进口的格局，也颠覆了由欧美企业主导的大型锥齿轮加工技术路线。该套集铣、磨、检一体的设备为重齿、宝石机等企业加工的船舶、球磨机、石油勘探用重载大功率驱动锥齿轮副，受到用户的高度评价。至此，全系列齿轮技术解决方案专家的美誉，秦川机床受之无愧，名至实归。

　　得益于在机床核心技术与关键装备上的不断突破，秦川机床的系统集成服务的空间和领域得到进一步的拓展。除智能数字化齿轮加工生产线以外，螺纹（螺杆）技术与成套工艺装备、飞机发动机关键零部件成套工艺装备、汽车轮毂自动生产线、高精度轴承套圈柔性生产线，以及新能源装备（核电、风电、光伏）与零件专用工艺技术等，广泛服务于航空航天、国防军工、船舶、能源、汽车等重点行业。

　　基于客户思维的创新驱动引领机床行业转型升级方向

　　生产模式是人与机器的关系。这种关系的变迁，起因于市场的需求变化，通过生产流程的重组与再造表现出来，并集中体现在机器设备和生产系统的智能化、数字化、信息化水平上。

　　世界轿车产业历经上百年间的三次“转型”就是例证：福特的规模生产被通用的需求多样化、品牌多元化所终结，而丰田的精益生产和柔性制造，在需求多样化和生产线高成本之间寻得平衡。支撑丰田从一个曾经的“细分市场中生存的廉价汽车生产公司”，上升为世界顶级公司，最终全面取代了美国和欧洲公司在轿车行业的 “权力”，作为其服务商的丰田工机居功至伟。

　　与其说是丰田汽车成就了丰田工机，毋宁说丰田工机致力于用户工艺与高端技术的无缝链接，站在技术与产业前沿，自己成就了自己：丰田工机不同阶段的产品——针对高档发动机的数字化专用生产线、数控机床、加工中心及下游的汽车零部件（动力转向系统、轴承等），及时满足了丰田汽车的市场导向和竞争导向，承载着丰田汽车追求卓越的世界梦想，也使自己跻身全球顶级机床制造商行列。

　　而就机床产业本身而言，其健康发展取决于相应的技术研发，即从基础研究、应用研究及到共性技术研究的持续开展，取决于作为市场主体的企业，是否能以系统集成的角色，具有足够的整合能力，探求技术源头并去控制技术的发展演进。

　　“而企业这种整合相关技术的意愿和能力，恰恰源于对下游用户工艺的精准理解，即客户思维。”秦川机床副总经理、集团中央研究院院长田沙说，“正是有了对下游不同领域用户工艺的开发研究，实时掌握用户需求及需求变化，基于为用户提供工艺解决方案的创新驱动，机床行业和企业的技术研发工作才具有深度掘进的内驱力。”

　　“围绕轿车、SUV等汽车自动变速器的外同步环内齿圈、内花键行星轮与太阳轮等高复杂齿类零件的精密高效加工，我们集成齿轮加工技术与工艺装备，包括高效拉削、强力珩等，为中高端用户定制基于若干“独立智能岛”的可重构的高效化数字化齿轮解决方案。”龙兴元表示。

　　每一次产业转型都要经历磨难和挑战，但每一次能够带动产业转型的企业，或者在转型中脱颖而出的企业，其在缔造公司的核心能力和价值方面，都会成为行业或商业史上的标杆。坚守使命，整合资源，创新驱动，正是秦川机床对公司核心价值的追寻和认定——为用户提供全面工艺技术解决方案和高端成套基础装备。

(来源：《装备制造》杂志)