发布日期：2013-05-03
院党委书记程百炼的批示：
金彦同志的报告很好！我们的技术人员不能搞“关门科研”，要向企业学习、向市场学习，要从企业的需求、市场的需求确立我们的科研方向。
工研光学公司要转型发展，光电技术研究室要调整充实。前不久我在调研工研光学时，提出了“转类型、调结构、促发展”的要求。按照全院的总体布局，“工研光学”是全院光电技术的转化平台，光电技术研究室是全院主方面的创新平台，两者之间要互为依托、互为支撑。工研光学要实现从“产品型”企业向“研发型”企业的转型，要实现产品“单一型”向产品“综合型”的转变；既要有高端的实体产品，也要有高端的服务产品，比如我们提供的数控产品的软件升级。工研光学既要占领技术的高端，也要占领市场的高端，要从一般的产品竞争中退出。要形成“哑铃型”的人才结构，即研发人员、市场人员占大头，生产人员占小头（产品的生产实行加工外包）；要形成“哑铃型”的产品结构，即高端的实体产品和高端的服务产品占大头，一般的集成产品占小头。
“工研光学”要加强与“光电技术”的深度融合，借助其技术支撑，通过转类型、调结构，实现科研院所领导下的企业的跨越式发展和可持续发展。
（原文）
中国国际机床展览会(CIMT)是中国最大的国际机床工具展览会，由中国机床工具工业协会主办，并得到中国政府的批准和支持。从1989年起每两年举行一次，受到海内外的好评，被国际同行誉为世界四大国际机床展之一。4月23日至4月24日，工研光学公司及院光电技术研究室陈和平、金彦、卢治、陈晓泉、万再兴等五位同志参加了展会。现分四部分汇报本次参会所见所闻和所想。
一、处于领域内国际先进水平的企业及发展的情况
国际上比较知名的钣金加工机床制造企业包括德国通快、韩国现代威亚、日本山崎、日本天田（Amada）等，这些厂商都参加了本次展会。现以日本天田为例，汇报其在冲压和切割机床方面的研发动向。
天田本次展会展出的激光切割机产品有如下的技术特点：
1、高速高精度加工。通过使用磁悬浮支撑的高速直线电机及其配套设备，提高机床轴向移动速度和加速度，提高加工效率。
直线电机与普通的旋转电机相比，主要有如下几项技术特点：一是结构简单，由于直线电机不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置，因而使得系统本身的结构大为简化，重量和体积大大地下降；二是定位精度高，在需要直线运动的地方，直线电机可以实现直接传动，因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差，定位精度高；三是反应速度快、灵敏度高，随动性好。直线电机的动子可采用磁悬浮支撑，因而使得动子和定子之间始终保持一定的空气隙而不接触，这就消除了定、动子间的接触摩擦阻力，因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性；四是工作安全可靠、寿命长。直线电机可实现无接触传递力，机械摩擦损耗几乎为零，所以故障少，免维修，因而工作安全可靠、寿命长。
2、大功率光纤激光器为工作头。使用天田自行研发的2KW光纤激光发生器，大大提高加工速度，提高加工效率。
光纤激光器相较于传统的YAG和Co2激光器而言，有电光转换效率高，待机电力消耗低，比YAG激光器峰值功率高，激光波长比Co2激光器更适合金属板材加工等特点。但由于技术垄断等原因，国内暂未有合适工业加工的产品面世，激光器只能依靠进口。
3、灵活的自动化配套生产线。可根据加工厂商实际需要，加配高速交换工作台、材料装载机、自动上下料装置、自动仓库等，配置完成适合实际需要的加工生产线。
4、简单快捷的加工处理程序。可以在程序中预先考虑冲压、切割、折弯、焊接等工序的展开图和最佳加工顺序。
天田本次展会展出的多模位转塔冲床有如下的技术特点：
5、双伺服电机驱动的冲床。采用双向直接连接的伺服电机驱动冲床,能实现最大冲程以及对不同板材厚度的最佳冲压行程。
传统的数控冲床因其固有的结构及驱动,使冲压曲线缺乏柔性,不能满足现代机械产品精密化、柔性化、高速化、多样化需求。伺服电机驱动高速数控转塔冲床与传统机械式或液压式主传动结构的数控转塔冲床相比,具有低能耗、低噪音、高效率的特点,更重要的是其冲压曲线可以任意变化,柔性程度高,能满足不同工艺加工要求。
6、双向成型加工技术。普通的冲床只能对板材进行向上成型的冲压拉伸加工，天田的新技术能对板材进行双向（上、下）成型的拉伸加工，并辅以合适的工作平台，防止加工件背面的划伤和向下成型工件的碰擦现象。
7、大容量模具库和无停机模具更换系统。大容量模具库、模具自动识别系统、无停机模具自动更换系统、以及加工软件的配合使用，克服了传统转塔冲床模具数量有限的限制，可以完成对多图形多模具的混合不间断加工作业。
以上的技术之中，我觉得直线电机、自动化配套生产线、伺服电机驱动的冲床、双向成型等四项技术可以作为研发室下一步工作的突破口，虽然部分技术暂时还不能应用到具体的产品中去（直线电机、自动化配套生产线等技术），但可作为产品技术储备进行预研，以备将来技术更新产品升级所用。而大功率激光切割机、高效加工处理程序、大容量模具库等技术的研发工作，由于研发人员和经费等方面的问题，暂无法开展。
二、本领域内国内企业的新品研发情况
国内从事钣金加工业机床生产的企业也很多，部分都参加了展会，武汉也有好几家企业参会。具体参观了武汉唯拓（金运）激光，武汉华工法利莱激光，大族激光，江苏金方圆，江苏亚威，江苏扬力等企业的展厅，对国产的激光切割机和转塔冲床进行了调研，特点如下：
8、国内厂商生产的激光切割机均由进口激光器、进口激光切割头、运动控制系统，自己设计制作床身组成。由于成本方面的原因，很少采用直线电机，但使用的全闭环运动控制系统，较我们的机床定位更为精确快速；激光光源方面也是全进口，但均采用了大功率的激光器，普遍在1000W，甚至更高，配合床身有更好的加工效率。
9、转塔冲床只有江苏的几家厂商有机床参展。与工研的产品不同的，采用的是液压冲头或者机械伺服冲头，比较工研的机械冲头速度更快，加工效率更高。
10、江苏金方圆开发了一种冲激复合机，综合了转塔冲床与激光切割机两种机床，两种加工方式分工协作，优势互补，提升了加工能力。
以上几项技术中，液压冲压头和机械伺服冲压头应成为实验室和工研下一步的工作重点，尽快掌握技术要点，缩短与竞争对手的距离，甚至可以考虑作为技术改造或系统升级投入市场，获取利润。而全闭环运动控制系统、大功率激光切割机、冲激复合机等技术的研发工作均需要一定量的初期投入，是否进行相关研发工作需领导定夺。
三、产业链上游厂商的基本情况
这次展会上，我也参观了与我们工作有联系的产业链上游厂商的展馆，主要包括做伺服电机的武汉华大、以及做数控系统的中达电通（台达）、奥地利的贝加莱。了解了一些数控方面业界的新技术新动态。
11、做伺服电机驱动器的华大、台达不约而同的都在进行一项技术点的研发：多轴同步控制伺服驱动器。这项技术的研发，有助于提高机床的负载容量及运动稳定性，在采用龙门式结构的机床上可大幅提高定位精度，整体提升产品加工效能。
12、做数控系统的台达和贝加莱，可直接为机床生产企业提供成型的解决方案。客户方提出产品需求，他们可以定制所需的硬件和软件，降低人员和布线成本，加速产品的调试和研发。
多轴同步控制技术研发室正在进行研发，双轴驱动技术已基本掌握，正在向产品转化。数控系统及相关技术可以作为研发室的一个远期目标，以提供技术服务和技术支持为实验室乃至工研公司对外的盈利方向。
四、其他方面的工作思路
在展会上我还关注了近期比较热门的3D打印以及相关的部分技术。
13、3D打印技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。由于3D打印精度较高，除了可以表现出外形曲线上的设计，结构以及运动部件也不在话下。如果用来打印制作机械装配图，可以满足装配的需要，对机械设计和少量试制有一定的意义。
14、3D扫描技术。展会上展出的3D扫描技术有两种，一种通过机械手段，柔性测量物件的外观和形状，另一种通过光学手段，扫描物件的尺寸、材料、颜色等多种数据。扫描后均都可直接于电脑上显示可视化的扫描结果。在机械设计领域，3D扫描是产品（零件）检验的较快速的方式，也是逆向工程的有利工具，对复杂形体进行CAD建模有较大帮助。
3D打印和3D扫描相关技术与现有的工作和技术联系不是很紧密，但其中的部分技术点也可作为研发方向，在研发室人员配置补齐后，如在相关技术进行技术攻关，也有希望取得一定的技术突破（如3D光学扫描，可先从结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术等分解的技术开始做起，一步步开展研发工作）。
(院光电技术研究室供稿)