实施国家科技重大专项,冲压装备比肩国际一流

点击数:0 发布时间:2019-06-12
该课题研制了具有完全自主知识产权,适合于钢板、铝合金板和激光拼焊板冲压成形的52500kN汽车车身大型智能冲压生产线,突破了钢铝混合智能化连续不间断拆垛、智能化板料视觉对中、整线全自动智能换模、远程诊断监控智能和一键恢复等多项关键共性技术。
实施国家科技重大专项,冲压装备比肩国际一流

济南二机床集团是国内机床行业的领军企业,国内规模最大的重型锻压设备和金属切削机床制造基地。自2009年以来,济南二机床集团牵头承担了11项“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项(以下简称“04专项”)课题,覆盖金属成形、金属切削、功能部件和创新平台等多个领域,目前已有9项课题通过了验收

在服务汽车行业的冲压装备领域,济南二机床集团先后承担了“大型快速高效数控全自动冲压生产线”、“数控大型多工位压力机”、“大型伺服压力机”、“大型精密复合冲压成形机床创新能力平台建设”、“汽车车身大型智能冲压生产线”和“大型全伺服冲压生产线示范工程”等多项课题,这些课题成果均为汽车行业急需的关键高端冲压装备,打破了发达国家的技术垄断,为中国汽车工业的迅猛发展提供了重要的装备支撑。

04专项课题实施情况

1.“大型快速高效数控全自动冲压生产线”课题

该课题的实施,是以上海通用东岳汽车有限公司的42000kN双臂送料冲压生产线为依托,由1台LS4-1800B闭式四点多连杆压力机、3台J39-800C闭式四点压力机以及双臂快速送料系统组成,可每分钟生产15件汽车大型覆盖件,首次采用同步控制连续运行生产模式,整线换模时间仅为3min,在当时是代表世界最先进水平的高速自动化冲压生产线

该课题于2011年5月通过验收,并入选“04专项十大标志性工程”。该课题成果的研制成功,代表了我国大型快速柔性冲压技术的重大突破,对打破国外产品在高端市场的垄断局面、提升中国汽车工业装备自主化水平,具有里程碑式的重要意义。

2.“数控大型多工位压力机”课题

济南二机床集团是国内最早掌握大型多工位压力机技术、最早将产品推向国内外市场的企业。实施课题前,济南二机床集团研制的第一代2000t、2500t和5000t大型多工位压力机就已先后出口到美国、墨西哥和澳大利亚。2009年,济南二机床集团承担了“大型多工位压力机”课题,在总结前期开发制造经验的基础上,研发了两台25000kN大型多工位压力机及其配套设备,完成了多连杆参数化设计、抗偏载高强度齿轮传动机构设计和实体建模受力分析等12项关键技术的研究与验证,实现了冲压件的高速、高精度和全自动生产,生产效率提高了3~4倍,节能50%以上,节省生产面积40%以上。该课题于2011年5月通过验收。

3.“大型伺服压力机”课题

2014年6月5日,济南二机床集团承担的“大型伺服压力机”课题在大连通过验收和鉴定。依托为奇瑞汽车股份有限公司大连工厂提供的国内首台25000kN大型伺服压力机,该课题在主传动系统动力学分析、伺服驱动及控制系统设计、伺服运动曲线仿真模拟优化、数控模垫开发设计、设备故障自诊断及远程监控等关键技术方面取得了重大进展,为满足汽车高强度钢板、铝合金板等新材料的成形加工提供了技术保障。该课题是在济南二机床集团掌握单双臂快速送料冲压技术、大型多工位压力机技术的基础上,在冲压技术领域的又一新突破,实现了国内汽车冲压技术与国际最新技术的全面接轨和同步发展。

4.“大型精密复合冲压成形机床创新能力平台建设”课题

该课题通过建立大型精密复合冲压成形机床主机功能和冲压自动化系统试验平台、冲压装备分析与仿真工程平台以及控制系统软件开发技术平台,开发了以快速冲压生产线、大型多工位压力机和伺服传动压力机为代表的大型冲压成形机床产业所需的关键功能部件技术,提高了高端冲压生产线重大成套技术的自主开发、原始创新能力,实现了冲压成形机床的结构升级,全面提升了冲压装备制造行业整体水平及国际竞争力。2015年12月4日,课题在济南二机床集团通过验收。

5.“汽车车身大型智能冲压生产线”课题

该课题研制了具有完全自主知识产权,适合于钢板、铝合金板和激光拼焊板冲压成形的52500kN汽车车身大型智能冲压生产线,突破了钢铝混合智能化连续不间断拆垛、智能化板料视觉对中、整线全自动智能换模、远程诊断监控智能和一键恢复等多项关键共性技术。通过开发,解决了汽车车身板材覆盖件大型成线冲压装备智能化、绿色化,以及批量生产的可靠性、适用性和一致性等问题,满足了汽车产业结构升级的迫切需求。2015年12月5日,该课题在上汽通用汽车有限公司武汉分公司通过验收。

实施04专项取得的重要成果

1.引领企业主导产品技术水平取得重大突破。通过实施04专项课题,济南二机床集团形成了“汽车车身大型快速高效全自动冲压生产线”、“大型伺服压力机”、“数控大型多工位压力机”等汽车车身冲压自动生产线优势产品。其中,“汽车车身大型快速高效全自动冲压生产线”突破了多项关键核心技术,首次应用双臂送料系统并采用同步控制连续运行生产模式,生产节拍最快可达15件/min,整线全自动换模时间仅为2.8min,是代表世界最先进水平、自动化程度和生产效率最高的冲压生产线。

2.在基础研究方面取得重大进展。通过实施04专项课题,加快了新技术的研发,每年的技术研发投入占销售收入的6%以上。发挥了国家级企业技术中心的优势,推进了国家重点实验室的建设,实现了产品核心技术与国际水平的同步发展。先后攻克了330多项关键技术,获得国家专利176项,制定国家与行业标准23项;荣获国家科技进步二等奖2项,省市科技进步奖55项。课题成果获得国家科技进步二等奖、中国工业大奖表彰奖、山东省科技进步一等奖和中国机械工业科学技术一等奖。课题研发团队被科技部评为“十一五”国家科技计划执行优秀团队。高端产品比重从30%提升到60%以上。

3.加大了技改投入,形成国际同行业最强的装备和制造实力。通过实施一系列重点技改项目,推进了焊接自动化、加工自动化等智能制造装备的应用,完善了生产结构,提高了生产能力,形成了具有国际先进水平的专业化制造和检测把关体系,达到压力机制造行业世界领先水平。同时,借助实施中德工业4.0智能制造示范项目和工信部智能制造新模式应用等国家项目,加快推进了数字化工厂的建设。

4.促进了产品结构的调整,JIER品牌国际知名度大幅度提升。04专项的实施,极大地促进了济南二机床集团的产品结构调整。依托自主知识产权的高端技术,济南二机床集团不断提升了项目管理水平,能够向国内外用户提供总承包交钥匙工程。2009年以来,累计承接了近百条大型快速全自动冲压生产线订单,装备了国内几乎所有自主品牌、合资品牌的汽车企业,国内市场占有率达到72.4%以上,国际市场占有率42%,彻底摆脱了国产汽车高档冲压设备主要依赖进口的局面。

智能冲压生产线全面进入欧、美、日等发达国家市场。特别是为福特汽车公司位于美国本土的4个工厂交付了9条大型冲压生产线,产品的技术和质量水平获得了用户的高度评价。2017年,济南二机床集团又斩获日产北美、日产九州项目合同,首次赢得了日系汽车公司的国外订单,尤其进入日本本土,意义重大。此外,济南二机床集团还夺得了法国标致雪铁龙的大型冲压线订单,实现了对欧洲市场的突破,为进一步拓展欧洲市场打下了基础。同时,级进模冲压生产线出口到阿根廷,实现了对南美市场的新突破。依托国家“一带一路”战略的实施,济南二机床集团携手国内企业走出去,还赢得了土耳其、印度和罗马尼亚等市场的订单。至此,济南二机床集团的国际影响力显著攀升,目前已成为世界公认的最高水平冲压装备制造商之一,树立了中国装备制造的新形象。

实施04专项的经验

在承担04专项的过程中,济南二机床集团多次受到各级领导的高度评价。工信部领导评价说“济南二机床是实施国家重大专项最好的企业,没有之一”;机床协会领导评价说“济南二机床显示了中国汽车装备的实力,可以和世界一流企业产品相媲美,是中国汽车装备赶超世界水平的典范” 。

具体而言,济南二机床集团实施04专项课题的经验可以概括为以下几个方面:

1. 注重与用户合作。用户需求代表着国际市场的最新要求,是技术创新的根本出发点。济南二机床集团在课题研发过程中,积极开展产、学、研、用的合作,尤其注重与用户的合作,目前已拥有长效合作单位20余家。

2. 重大专项管理制度化、规范化。高层领导担任课题负责人,细化并落实阶段性计划,加强过程的协调和控制,加强专项的日常管理,健全管理制度,以制度保障项目的顺利实施。

3. 不断完善创新激励机制和人才培养机制。设立技术进步奖、管理创新奖、技术革新奖和合理化建议等一系列内部奖励评审制度;健全各类人才发展通道,设置主任(副主任)工程师等专业技术职务;加强复合型人才培养,以项目锻炼人才,通过一系列高端项目实施,锻炼、培养了一批技术理念先进、实际应用能力强和国际沟通能力突出的优秀人才队伍,为课题成果的快速产业化提供了充分的人力资源保障。

4. 加大技改投入,保证硬件能力。10年来,济南二机床集团投入15亿元自有资金进行技术改造,在用于技术试验、购置项目研究急需的设备仪器以及完善实验研究基础设施的同时,新建了铸造公司、冲压设备自动化实验室、热处理中心、精密加工车间和超重型机床制造车间等,制造实力达到压力机行业世界领先水平。

冲压生产线
上汽通用烟台东岳项目双臂送料全自动快速冲压生产线

压力机
出口美国的5000t重型多工位压力机

高速冲压生产线
济南二机床为福特汽车美国底特律工厂提供的4条大型智能高速冲压生产线

冲压生产线
为奇瑞汽车提供的大型单臂快速冲压生产线


为上汽通用汽车武汉工厂提供的大型全伺服冲压生产线