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【独家系列报道】中国机床民企在行动——湖南篇(三)一派数控

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潇湘一派 殊类百川

湖南篇(三)

长沙经济开发区——湖南首家国家级经济技术开发区,在商务部发布的2020年国家级经开区综合发展水平考核评价中名列第17名,这里云集了来自工程机械、汽车零部件、电子信息、机床行业等领域的众多企业。据了解,长沙经济开发区现有的机床企业涵盖精密磨削、数控拉削、车削、精密齿轮加工及直线电机领域,长沙一派数控股份有限公司(以下简称“一派数控”)就是其中之一。

一派数控创建于1998年,从“长沙一派数控研究所”到“长沙一派数控股份有限公司”,再到新三板挂牌上市,历时18年。目前,一派数控主要经营数控机床产品、直线驱动产品,其数控机床产品包括各类数控活塞异形外圆车床、数控活塞异形销孔镗床、活塞自动生产线等,不仅做到了全面替代进口,甚至综合技术指标超过所有进口产品。其直线驱动产品包括有铁芯平板直线电机、无铁芯U型直线电机、定制直线电机、EDA系列伺服驱动平台、直线伺服平台等,从现有业绩占比上看,是一派数控未来主要业务所在。

志同道合,引领非圆数控



一派数控董事长朱更红

在中国古代哲学思想“天圆地方”中,天与圆象征运动,地与方象征静止,两者结合则是阴阳平衡、动静互补。在机械加工中,朱更红董事长将这种哲学思想融入其中,认为搞研发需要的就是这种动静切换、充满想象和非凡胆略的品质,并将其延伸,释放出更为具象的目标——自成一派。

一派数控的机床产品从诞生之初面向的就是非圆加工。众所周知,内燃机活塞的外圆形状复杂,其横截面是椭圆形的,纵截面则是桶形的,甚至在许多情况下,活塞的横截面是由变化的椭圆构成。上世纪80年代前,加工活塞的这种复杂表面,通常是用靠模和靠模随动跟踪系统,随着数控技术的发展,出现了软靠模技术。1989年,尚在国防科技大学任教的朱更红与刘炳运、谌国权等通过为长沙正圆动力配件厂合作研制了数控加工装置,开创了我国活塞加工的软靠模时代。


长沙一派ECK6520BL数控活塞立式外圆车床

据了解,该装置最大的特点就是不需要任何硬靠模(如凸轮、模板、立体靠模等),加工不同型号的活塞只需要更换计算机中的一个“软靠模”芯片,使得活塞的换型非常简便。而所谓“软靠模”,通俗地可以理解为:控制计算机及时取到活塞所有截面及其对应的所有转角处的大量数据,并将这些数据装在一片几立方厘米大小、价格几十元的陶瓷集成芯片上,用以替代立体靠模。该项发明获得多项国家或部委科技进步奖。正是这项发明,促成了“长沙一派数控研究所”的诞生。

多年来,一派数控保持着精干的团队,总人数不足百人,其中研发人员占比高达30%,属于靠硬实力立身的技术型企业。正因如此,一派数控才能在非圆截面数控加工设备领域打破国外垄断、封锁,并形成强大竞争力。以创始者们为例,个个都是当时的优秀科研人才,均毕业于国内名校的兵器、机电专业等,例如年龄最大的刘炳运教授,如今已近九十高龄,曾担任过导弹试验基地技术工程师、国防科技大学教授;而朱更红、谌国权则是上世纪60年代生人,都毕业于湖南大学,曾在国防科技大学任教;而年龄最小的郑球辉是70年代生人,也毕业于湖南大学。二十多年来,他们结交无虑、配合无间,颇有“志同道合味悠哉”的意味。

阊阖新开,突出直线伺服


据朱更红董事长介绍,一派数控起步以后,发展很快,买地、建厂等都未贷款,在非圆截面数控加工领域如鱼得水。2005年搬进长沙经济技术开发区后,其销售收入从800万元猛增到2009年的4100万元。也正是在2009年,一派数控的高层们迎来了一项重大抉择:做不做通用的直线电机。


长沙一派PCB用直线电机

直线电机不需要任何中间传动环节,直接驱动物体运动,具有精度高、速度高、寿命长等独特优势,是高端装备的首选功能部件。2009年时,国内机床甚少用到直线电机,但国外的机床企业,如德玛吉2000年左右就开始应用直线电机以提高机床精度。即便是目前,我国机床行业中直线电机的普及率也非常低,而在欧日美等国家和地区的机床行业中,其直线电机的应用则高达20%~50%。

据朱更红董事长介绍,对于控制精度高于2μm以上的数控机床,直线电机就是优先或必须的功能部件。一派数控的非圆截面数控车床和镗床,之所以能达到国际领先水平,根本原因是其在机床上创先采用了直线电机,并把相关的机械结构、直线驱动、计算机控制等做到了极致——一派数控能在40g的加速度情况下,把运动精度控制到1μm。

之所以难以抉择,一方面是一派数控此时的专机业务做得非常“滋润”,虽然市场总额并不大,但只要平平稳稳做下去,对于这个醉心科研的团队来说,无论是工作还是生活,惬意非凡;而另一方面则是创业团队普遍年龄已不小,面对未来要投入的时间或精力,都要鼓起从头开始的勇气。但他们思来想去,最终还是决定此生不留遗憾。

正所谓“阊阖新开露气清”。2009年,一派数控将直线电机技术独立出来,成立了湖南一派工业驱动有限公司,专业从事直线电机、驱动装置及其相关产品的研发、生产与销售。2015年,又将湖南一派工业驱动有限公司和一派数控合并,湖南一派工业驱动有限公司成为一派数控的事业部,直线电机市场销售业绩也逐年提升。通过承担国家发改委“直线伺服电机及驱动器规模化生产项目”,一派数控在国产直线电机领域地位越来越重要。其中,一派数控大推力直线电机打破了我国高档数控机床直线电机主要依赖进口的局面,目前国内市场占有率第一。2020年,一派数控的直线驱动产品销售额已占总销售收入近七成,主要用于3C、芯片、数控机床等领域。

按照一派数控的规划,未来3年,将投资1.5亿元,实现五大目标:(1)建设功能完善的直线电机实验室,开展直线电机设计与应用的基础研究,新增专利20项以上。(2)建设平板直线电机、U型直线电机、DD马达、直线电机模组、直线电机精密平台、特种直线电机等产线,全面具备直线电机解决方案,产能提升至目前的5倍。(3)与华中数控及湖南省省内的磨床、车铣复合数控机床企业紧密合作,促进我国机床向高端精密发展。(4)充分利用我国稀土资源、技术、成本的综合优势,确立一派数控直线电机产品的国际地位。(5)实现销售收入5亿元,净利润5000万元,完成科创板上市。

剑随锋行,聚焦智能制造


从数控活塞机床到直线电机,一派数控的定位一直是细分市场的中高端市场。其数控活塞机床主要的用户集中在传统汽车制造企业。近年来,随着电池、电机和电控技术不断完善,以及充电基础设施加快推进,新能源汽车的消费以及技术突破都得到了快速提升,这对一派数控的数控活塞机床销售是一个很大的冲击。

当前,我国正在加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,经济社会步入高质量发展阶段,现代化经济体系的建设和产业转型升级的推进都需要强化国家战略科技力量。具体到制造业就是要深入实施制造强国战略,而要建设制造强国,加快制造业的智能化、绿色化、高端化升级是重要途径之一。

多年来,一派数控在智能化装备方面一直走在行业前列。数控机床产品方面,一派数控提供的智能车间服务,已涵盖内燃机、新能源汽车、光纤电子等行业的零件加工,一派数控开发的全自动活塞生产线是我国重大专项创新平台中智能制造的示范项目。直线驱动产品方面,一派数控还承担了“直线伺服智能装置产业化”等国家重大项目,并取得了一系列国内领先的科技成果,特别是20000~60000N的超大直线电机,为我国重大装备项目做了强有力的支撑。

随着我国制造强国战略的逐步施行以及国防军工业的不断发展,非圆截面数控技术、直线伺服所应用的领域、市场以及需求将进一步扩大。一派数控在聚焦智能制造的基础上,还将不断加强产品研发,加快技术更新,挖掘价格、服务上的优势,参与更多市场竞争。

麓山巍巍,湘水泱泱。在麓山、湘水中成长起来的一派数控,在全球机床行业已成就了一派风光!


下期预告:

《中国机床民企在行动——湖南篇(四)金岭股份》

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