人的運(yùn)動靠關(guān)節(jié)，機(jī)器的運(yùn)動靠什么呢？這就要說到國家重大技術(shù)裝備的關(guān)鍵部件——軸承。在高鐵上，軸承承受著巨大的載荷，在高溫、腐蝕、磨損的工況下輔助列車安全、平穩(wěn)、高速運(yùn)行；在火箭和飛機(jī)的發(fā)動機(jī)中，軸承更要在極端條件下幫助渦輪泵轉(zhuǎn)動，隨著“鋼鐵心臟的跳動”，助推航天強(qiáng)國的發(fā)展。

簡單來說，只要轉(zhuǎn)動的機(jī)械，都要用到軸承。然而這么重要的核心部件卻因?yàn)槎阍凇翱床灰姟钡牡胤焦ぷ?，而往往不為人們所了解。在我國五大軸承生產(chǎn)基地之一——河南洛陽，有這樣一家企業(yè)，他們專注于高端機(jī)床、工業(yè)自動化領(lǐng)域這“一米寬”，又在“1000米深”上下功夫，所生產(chǎn)的轉(zhuǎn)臺軸承和機(jī)器人減速器專用軸承分別占據(jù)國內(nèi)80%和90%的市場份額。專精特新、瞪羚企業(yè)、智能工廠、單項(xiàng)冠軍……眾多榮譽(yù)傍身、業(yè)內(nèi)口碑載道，在互聯(lián)網(wǎng)上卻少有留痕，堪稱“隱形冠軍”。

讓工業(yè)機(jī)器人的“關(guān)節(jié)”更精確、更耐用

呂瑞芳：這是一個六軸的工業(yè)機(jī)器人，就像人的手臂一樣，人的手臂是3個關(guān)節(jié)，它這是6個“關(guān)節(jié)”……

當(dāng)記者走進(jìn)位于河南省洛陽市空港產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的鴻元軸承鉆攻車間，三組機(jī)器人減速器專用軸承生產(chǎn)線就映入眼簾。每組生產(chǎn)線上，都有一臺工業(yè)機(jī)器人“坐鎮(zhèn)中央”，在程序的自動控制下，抓取待加工的軸承元件、精確放入周邊環(huán)繞的三臺數(shù)控機(jī)床，進(jìn)行鉆孔作業(yè)。企業(yè)技術(shù)研發(fā)部負(fù)責(zé)人呂瑞芳介紹，這些工業(yè)機(jī)器人靈活運(yùn)轉(zhuǎn)的秘密，就藏在它們的“關(guān)節(jié)”處。

呂瑞芳：諧波減速器是用在工業(yè)機(jī)器人的“關(guān)節(jié)”部位，沒有它，機(jī)器人就無法動彈了；它可以以一個比較小的功率，去驅(qū)動大幅度的機(jī)器人動作，去抓取更重的東西；就像自行車一樣，掛了高速擋，蹬一下就可以走好遠(yuǎn)。而這個減速，就相當(dāng)于把高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)速度進(jìn)行分解，來實(shí)現(xiàn)在微小的動作幅度下，對更高精度的動作進(jìn)行控制。像醫(yī)療手術(shù)用的機(jī)器人，精度是非常高的，我們的軸承，就可以讓諧波減速器發(fā)揮更精確、更耐用的效果。

△三臺數(shù)控機(jī)床環(huán)繞，工業(yè)機(jī)器人“坐鎮(zhèn)中央”

拿起加工好的諧波減速器專用軸承，在打磨精細(xì)、泛著金屬光澤的外表下，軸承分為內(nèi)外兩圈，如果用手轉(zhuǎn)動它，能夠感覺到既順滑又阻尼感十足。轉(zhuǎn)瞬間，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)在它的幫助下完成了取、夾、放一系列動作，節(jié)省一半人力的同時，也讓整個車間每天加工500個軸承不在話下。呂瑞芳說，企業(yè)生產(chǎn)的機(jī)器人減速器專用軸承已占據(jù)國內(nèi)九成市場，多項(xiàng)技術(shù)工藝水平國內(nèi)領(lǐng)先；而替代進(jìn)口的目標(biāo)，卻是在成千上萬次試錯的基礎(chǔ)上達(dá)成的。

呂瑞芳：國外的能夠運(yùn)行3年都沒有問題，而在前期，我們的是用不到1年，精度就已經(jīng)沒有人家高了。從2011年開始，經(jīng)歷成千上萬次的試驗(yàn)和試錯，包括工藝的優(yōu)化、引進(jìn)進(jìn)口的檢測設(shè)備，大概經(jīng)歷了七八年的時間，才真正完全和國外的軸承達(dá)到一致，能夠完全替代國外的軸承。目前國內(nèi)基本上所有做諧波減速器的廠家，都和我們有合作。

讓數(shù)控機(jī)床“在頭發(fā)絲上跳舞”

機(jī)床，是制造機(jī)器的機(jī)器，被稱為“工業(yè)母機(jī)”；除了應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人上的減速器專用軸承之外，在數(shù)控機(jī)床上所使用的轉(zhuǎn)臺軸承制造方面，企業(yè)也頗有建樹、已占據(jù)國內(nèi)八成市場份額。

△轉(zhuǎn)臺軸承的精度直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度

在企業(yè)30000平方米的數(shù)控加工車間內(nèi)，高精度數(shù)控機(jī)床一刻不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過車、銑、刨、磨、鉆、熱處理等工序后，一個個整齊劃一、嶄新锃亮的精密軸承“排隊(duì)”走下傳送帶。呂瑞芳說，高鐵、飛機(jī)，乃至航空航天領(lǐng)域的重大技術(shù)裝備核心元件，都是在這些數(shù)控機(jī)床上誕生的，企業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)臺軸承，可以讓數(shù)控機(jī)床的旋轉(zhuǎn)精度達(dá)到頭發(fā)絲的1/30。

呂瑞芳：數(shù)控機(jī)床對精度的要求是非常高的，這上面有一個操作臺，核心零部件的加工都是在操作臺上完成的，操作臺的兩端裝的是數(shù)控轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)臺里面裝的就是轉(zhuǎn)臺軸承，它的精度直接影響了數(shù)控機(jī)床的精度。我們生產(chǎn)的轉(zhuǎn)臺軸承旋轉(zhuǎn)精度能夠達(dá)到頭發(fā)絲的1/30，這就使得我們加工的零部件在鉆孔的時候能達(dá)到非常高的精度。

△企業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)臺軸承已占據(jù)國內(nèi)八成市場

隨著高端制造業(yè)不斷發(fā)展，行業(yè)內(nèi)對“工業(yè)母機(jī)”——機(jī)床的精度要求越來越高；而其中的核心元件——轉(zhuǎn)臺軸承在國內(nèi)一直“無標(biāo)可依”。為此，企業(yè)成立了河南省精密轉(zhuǎn)臺軸承工程技術(shù)研究中心；又在兩年前，開始申請主導(dǎo)制定轉(zhuǎn)臺軸承行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，讓“中國制造”再上層樓。

呂瑞芳：軸承的代號、基本結(jié)構(gòu)、尺寸、技術(shù)要求和檢測方法都亟需標(biāo)準(zhǔn)化。為啥要立這個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)？如果有這個標(biāo)準(zhǔn)的話，客戶一看就可以直接選型，就知道涉及怎樣的接口。設(shè)定產(chǎn)品的市場準(zhǔn)入門檻，規(guī)范行業(yè)生產(chǎn)、提高轉(zhuǎn)臺軸承的制造水平、方便用戶選型和驗(yàn)收，這就是制定這個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的意義。

聚焦“一米寬”，力求“千米深”

除了對“拳頭產(chǎn)品”的匠心打造，企業(yè)還在生產(chǎn)流程集約化、數(shù)字化上做文章，不僅讓生產(chǎn)線從來料到裝配“不走回頭路”，還成為河南省唯一一家軸承行業(yè)智能工廠。相比2005年成立之初，常規(guī)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率提高31.4%，產(chǎn)品不良率降低一半以上；相比生產(chǎn)車間的如火如荼，售后這塊卻“冷冷清清”，以前7個人才能應(yīng)對的各類產(chǎn)品問題，現(xiàn)在1個人就能“擺平”。此外，覆蓋整個廠房上方的太陽能板，每年的發(fā)電量達(dá)300萬度，讓企業(yè)的生產(chǎn)用電基本做到自給自足。

△覆蓋廠房上方的太陽能板，年發(fā)電量達(dá)300萬度

企業(yè)副總經(jīng)理李瑞聰表示，軸承雖然是重大技術(shù)裝備的關(guān)鍵部件，但在整個制造業(yè)中卻只有窄窄的“一米寬”，面對國際軸承企業(yè)在高端軸承領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，企業(yè)只有在“一米寬”的井口攻堅(jiān)克難、深掘千米，才能在風(fēng)云變幻中穩(wěn)如泰山。

李瑞聰：我們做的其實(shí)是制造業(yè)很窄的一個領(lǐng)域，但是你要堅(jiān)持往下打水，總是會有水出來的。這也就是“專精特新”幾個字，專業(yè)化、精細(xì)化、特色化、新穎化。我們就很深入地做我們擅長的領(lǐng)域，比如高端機(jī)床行業(yè)、工業(yè)自動化行業(yè)，航空航天、醫(yī)療器械、軍工科研等等。前些年外貿(mào)出口能占到我們營收的30%左右，受疫情、國際局勢等因素影響，去年到今年的數(shù)據(jù)基本上是20%，所以我們要靠內(nèi)需去拉動。

△如此巨大的軸承，你見過嗎？

而據(jù)企業(yè)北方大區(qū)銷售經(jīng)理張靜豪觀察，國際形勢變化之下，客戶企業(yè)同樣也面臨供應(yīng)端轉(zhuǎn)向國內(nèi)市場的訴求，這對雙方來講，都不失為一種新的機(jī)遇。

張靜豪：我們一個客戶之前像這種精密的轉(zhuǎn)臺軸承，大部分都是外采國外的產(chǎn)品，受疫情、國際局勢等因素影響，貨期從之前的6個月間歇性增長到12個月，然后時不時還會漲價。我們的價格是他們的1/2左右，性價比、售前售后服務(wù)優(yōu)勢是非常大的，而且我們的產(chǎn)品也完全可以替代國外進(jìn)口，交流起來也沒有阻礙，溝通都很順暢。

下一個“千米”，鎖定“人形機(jī)器人”

軸承制造伴隨著汽車等工業(yè)而蓬勃發(fā)展，起步早，成為西方國家的先天優(yōu)勢。不同的機(jī)械裝備上，軸承的規(guī)格、要求都有所不同，而制作工藝、加工工序，都是各國經(jīng)過漫長的技術(shù)積累而掌握的核心技術(shù)，不能指望國外能與我們分享；從觀察到理解、從模仿到超越，我國的軸承企業(yè)一步步走得堅(jiān)實(shí)。河南省社科院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所副所長趙西三表示，軸承是一個國家重大技術(shù)裝備的關(guān)鍵部件，突破“卡脖子”難題，還需要一個個“專精特新”企業(yè)策馬揚(yáng)鞭。

趙西三：世界工業(yè)強(qiáng)國無一例外都是高端軸承研發(fā)制造強(qiáng)國，航空、高鐵、特種裝備等領(lǐng)域，用到的高端軸承要求都非常嚴(yán)格。而此前，高端軸承鋼鍛造、精密軸承技術(shù)等方面一直被國外壟斷，他們從中國進(jìn)口低端鋼材進(jìn)行加工，翻了十倍價格再賣給我們。這些年，我國培育了一批“專精特新”企業(yè)，在這個領(lǐng)域進(jìn)行“卡脖子”攻關(guān)，洛陽制造的高端軸承正在服務(wù)于我國空間站建設(shè)、深海探測、高鐵出行等各個領(lǐng)域，“上天入地”無處不在，實(shí)現(xiàn)軸承領(lǐng)域全方位的國產(chǎn)化替代，這就是“專精特新”企業(yè)的力量。

△工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，幫助車間節(jié)省一半的人力

攻克了一個個難關(guān)后，下一個“千米”將向何處，成為企業(yè)正在思考的問題。他們發(fā)現(xiàn)，隨著人工智能、服務(wù)型機(jī)器人市場逐步升溫，人形機(jī)器人似乎是最容易讓公眾產(chǎn)生親切感的下一代機(jī)器人產(chǎn)品。那人形機(jī)器人又需要什么樣的“關(guān)節(jié)”呢？呂瑞芳說，相關(guān)研發(fā)，已經(jīng)在路上。

呂瑞芳：因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在的軸承主要是用在工業(yè)機(jī)器人多一些，未來我們發(fā)展方向就是在人形機(jī)器人方面；每個“關(guān)節(jié)”還是會用到減速器，對減速器軸承的要求就是要更靈敏、更靈活、輕量化。怎么能把它做得更小、更精致，怎么來保證它的一致性，這是我們將要面臨的一個新的挑戰(zhàn)。目前已經(jīng)開始有小批量開發(fā)試制，預(yù)計(jì)2023年年底第一批人形機(jī)器人減速器軸承會開始投到市場上，未來還需要2到3年進(jìn)行不斷地優(yōu)化改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。