产品应用故事 | 华中数控高性能数控系统助力汽车零部件及3C行业提质增效

国际金属加工网 2021年10月13日

【编者按】今天,中国机床工具行业正处于向高质量发展的转型期。面对错综复杂的国际环境和市场形势,机床工具企业通过不懈努力赢得更多用户的信任和青睐,既是可持续发展的需要,也是实现国产机床自主可控的根本路径。为了使用户更好地了解机床产品的发展和进步,中国机床工具工业协会传媒部向部分企业征集了“产品应用故事”,旨在扩大企业及产品的影响面,提升品牌效应,使更多用户增强对国产装备的信心。

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围绕数控技术,武汉华中数控股份有限公司(股票代码:300161)历经25年磨一剑,以“用中国‘大脑’,装备中国制造”为使命。华中数控连续多年投入技术研发,成功研制了自主可控的“华中8型”高档数控系统。目前,华中8型数控系统已累计销售10万余套,伺服电机及驱动140万台套,领域涉及航空航天汽车3C等重点领域。 

1. 满足汽车零部件行业高强度、高可靠性使用要求 

吉林省吉通机械制造有限责任公司(以下简称吉通),是国内轿车零部件主要生产厂家之一,是专业从事中、高档轿车零部件研发、生产和销售的民营企业,主要服务于一汽大众、上汽大众等轿车主机厂,主要产品为车轮支架、转向节、控制臂、轮毂、轮毂轴、前换挡杆等。

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吉通于2014年4月份开始与华中数控合作,主要配套机型包括车床铣床、四轴和五轴加工中心等。配套华中系统的机床主要用于加工乘用车换挡操纵机构、轮毂轴、车轮支架、转向节、控制臂、手刹车及各类冲压件等乘用车零部件产品。由于这些产品技术含量与产品质量要求极高,因此,对数控设备及数控系统的性能和可靠性要求也极为苛刻。截至目前,已累计配套华中数控系统500多台套,其中五轴系统百台套,大部分系统投入使用已达6年以上,系统稳定可靠。

吉通批量配置华中数控系统的生产车间


加工的各类汽车零部件 

对于该用户来说,通过规模化应用华中高档数控系统,降低了设备采购成本,提高了加工效率,从而提升了产品竞争力。原来需要多机、多工序的制造,现在只用一台五轴机床就可以完成。 

吉通原来采购一台进口五轴机床要400多万,通过配国产系统自主生产五轴机床,一台设备的造价只要80万。在满足相同生产要求下,采用国产五轴机床的加工成本比用进口五轴设备显著降低。批量采用国产五轴加工设备,减少了装夹次数和操作人数。以 4 道工序为例,人力成本可减少 75%。并且,国产设备的易操作性和适应性高,服务响应快,维修保养成本远低于进口设备。通过工艺改进和参数优化,综合效率提高了15%以上。 

华中数控密切跟踪系统应用情况,对汽车零部件加工设备的功能适配进行不断迭代升级和高效服务,配置华中系统的设备所加工的工件表面粗糙度和加工精度均能满足吉通需求,设备质量可靠、性能稳定、启动速度快、控制精度高,对电网和运行环境的适应性强。华中数控系统经受住了汽车零部件制造领域高强度、高可靠性要求的检验。 

2. 国产五轴数控在3C行业打磨抛光领域占据优势 

随着5G时代的深入发展,在手机外观结构件加工中,玻璃、陶瓷、金属等组件的研磨抛光是其必不可少的重要环节,高端手机外壳的精密抛光在技术指标、精度和外观等方面要求更高,就需要高端的研磨抛光设备。宇环数控机床股份有限公司(以下简称宇环数控)专业从事数控磨削设备及智能装备研发、生产、销售与服务,为客户提供精密磨削与智能制造技术综合解决方案。宇环数控凭借强大的自主研发实力、高品质的产品、全方位的技术支持和服务,以及对客户需求的快速响应能力,获得了多家在消费电子、汽车零部件、机械制造等领域具有较大影响力的知名企业认可,其中包括国际知名智能手机品牌高端供应链企业,如富士康集团、捷普集团、蓝思科技等,并与这些客户建立起长期稳定的合作关系,承接其高附加值订单,在国内外树立了良好的品牌形象。 

华中数控与宇环数控在2016年就开始合作,2018年开发的第一台五轴磨床将双方合作推向深入。2019年双方共同开发了多工位抛光设备,机床共有15个轴,配置华中8型数控系统,在抛光工艺技术基础上应用了五轴RTCP、多轴多通道高效磨削技术、磨削压力自适应控制技术、成线组网等技术。设备主要用于国际知名品牌智能手机的金属结构件、玻璃面板等零部件的打磨抛光。

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宇环数控批量配置华中8型系统的五轴抛光机 

在合作初期,配置华中8系统的五轴抛光机存在着一系列问题,合作双方在实验室经历了无数个通宵达旦,逐一攻克。众所周知,在3C加工领域,加工效率决定利润。如为提高抛光效率,华中数控修改了系统内部速度规划行程与插补行程计算方式,改善了由于旋转轴运动量导致的效率问题。经过算法优化,在用户处打磨抛光金属手机边框的效率提升了1/4,增强了用户对国产数控系统的信心。 

为了满足规模化批量生产需求,机床采取了5工位高效设计。针对机床结构特点,数控系统采取了多通道15轴控制方式。通过多轴、多通道、多工位技术运用,每10片手机材料加工时间由160min缩减至32min,效率提升约80%。 

为满足手机零件表面加工质量的极致要求,在磨削过程中具有恒压力控制,为此,双方共同合作,在华中数控8型系统上开发了磨削压力自适应控制功能。运用磨削压力自适应控制技术,工件表明光洁度明显提升,可达镜面效果。 

为满足知名手机品牌设备组线需求,由单机设备与国产系统、国产机器人、AGV小车组建了自动化生产线,应用in_cloud云管家实现了数据采集、设备监控、健康保障和远程运维,助力机床企业借助“数字+、互联网+、智能+机床”,走向高端市场。

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配置华中8型系统的抛光机和华数机器人组成的自动化生产线 

目前,双方共同研发的YH2M8590数控多工位抛光机设备,成功助力宇环数控获得成都捷普集团1200多台设备采购订单,实现销售金额达7亿多元,加工产品多次获得国际知名智能手机企业的认可和表彰。1200台套国产多轴、多通道高端数控系统的规模化成功应用,标志着国产数控系统已经在3C行业的打磨抛光设备市场占据优势,为世界知名手机品牌制造商提供完整解决方案,是对国产数控系统水平的最好“诠释”。

数控系统生产企业与机床主机厂的紧密合作,增强了主机厂和用户对国产数控系统的信任,扩大了国产数控系统的市场占有率,形成国产数控系统良性发展的产业生态。同时,发展良好的国产数控机床更多选用国产配套产品,可大幅降低生产制造成本,由此带来更大的利润空间,有助于进行更好的研发投入,不断提升自身技术能力,形成相互促进的双赢局面,从而提升整个装备制造业的高质量发展。

(武汉华中数控股份有限公司 )

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