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「泽沃视野」日本机床行业的“隐形冠军”们,好像比你想象的更强大

 

“东芝机床”事件之后,全世界都见识到了日本机床的强大,也知道诸如东芝、马扎克、大隈在内的诸多优秀机床企业。

但是事实上,更多的日本机床企业并不为人所熟知,他们一直遵循着日本企业“重技术轻营销”的传统,即使做到了某个领域的第一,依然十分低调,不显山不露水。直到世人真正去了解他们的时候,才会被他们的技术所折服,原来他们比想象中更加强大。

 

冈本工作机械制作所

冈本工作机械制作所(okamoto)是世界上最大的一家综合磨床生产商和世界上唯一一家可以提供磨削整体解决方案的磨床制造商,主要生产并制造各类磨床(平面磨、内圆磨、外圆磨等)、半导体制造相关设备以及特殊定制类设备,产品主要针对固态磨削和游离态磨削两方面。

 

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okamoto历史悠久,成立于1935年。1953年,okamoto开发出日本第一台国产平面磨床PSG-6,1955年,开发了日本第一台切片机PSG3Ge,1968年,okamoto又开发出世界首台CNC平面/成型磨床NFG-5。

 

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1982年,okamoto在日本建立安中工厂。这座工厂为半地下完全无窗厂房,厂内进行严格的温控管理。屋顶和墙壁采用双层构造,在中间加入隔热材料,并且工厂内墙设置高达5米的混凝土,墙外堆积4.15米高泥土,充分保证工厂整体的恒温控制。工厂设定温度为夏天26℃,冬天20℃,全天变化为±1℃,充分保证了机床的生产精度。

2007年,okamoto研制出世界上最大的超精密双柱磨床UDG10035NC ,它搭载了okamoto看家本领之一的可变静压导轨系统,开发它的主要目的是力求更精确 更效率的抛光大尺寸半导体元件(液晶面板 光掩膜 光罩等)

 

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产品特点:

采用10m长,3.5m宽(通过宽度为4m)的静压导轨法,拥有世界上最大的尺寸,可实现30nm /m的平面度,是磨粒表面加工的最高精度。原始可变静压滑动系统用于桌子的左右导轨和横梁。该方法允许相对于负载灵活地控制流量,从而使导轨上的油膜的变化最小化,并且在整个导轨上保持间隙量恒定。基准面的直线度精度在左右方向上为0.5μm/ m,在前后方向上为0.5μm/ m。Nagase

 

 

Integrex

Nagase Integrex公司在20世纪80年代之前只是大批量生产小型且廉价的机床的日本制造公司。然而,在经济波动中很多中小机床生产商被淘汰了。慢慢地,海外生产商的低价格机器开始流通,这家公司的危机感越来越强烈,意识到如果没有能够和其他公司产生差异化的特征就生存不下去了。

这时,以世界第一的高精度机床为目标的Nagase Integrex盯上了“油静压导轨”。

油静压导轨是一种引导机械运作的方式,利用油压来保持导轨和移动体之间的微小缝隙。由于导轨和移动体是非接触的,因此摩擦抵抗力非常小。重达30吨的工作台也能用手轻易地移动,实现高精度定位。由于没有磨耗,精度也就不会随时间变化而降低,具有寿命较长的特征。

1989年Nagase Integrex开发出了全世界首例的全轴采用油静压导轨的磨床。1991年开发出了能够完成6×2m的加工作业的大型龙门磨床“ORIGIN6020”。之后,继续反复研发新技术,2002年发表的精密磨床终于实现了分解能1nm。即使是在对精度要求严格的日本,一般的磨床的分解能为100nm,海外产品一般是1μm,相比之下它的精度具有压倒性的优势。

Nagase Integrex的经典产品就是N2C-1300D,nagase integrex利用这台机床为日本国立天文台的subaru光学望远镜用补正镜,广岛天文台的世界首个望远镜用陶瓷副镜,冈山天体物理观测所的亚洲最大红外望远镜用主镜完成了超精密加工。

 

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产品特点:

 

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非球面镜片的超镜面研磨:坚硬的脆性玻璃可以以纳米级的精度进行镜面加工。表面粗糙度:Ra1nm,Rz7nm,材料:清浆,尺寸:φ250×50mm。

 

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施密特校正板的超镜面研磨:日本国家天文台的斯巴鲁望远镜中使用的施密特校正板制造具有0.2μm形状精度的自由曲面(该技术获得了Monozukuri日本大奖的首相奖)

 

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30m级天文望远镜的分段镜加工:仅通过研磨步骤即可加工“ 1000×700”扇形分段镜“ rms 80nm”,并使用抛光单元进行“ rms 2nm”加工

 

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φ1600mm非球面镜片的制作:仅通过磨削步骤即可完成米级非球面镜片的超镜表面处理。大大减少了加工时间。

 

Metrol

在以电气式为主流的工业用传感器行业,Metrol 开发出了世界上没有先例的“精密机械式传感器”。即使在冷却剂、切屑飞溅的恶劣环境下也可发挥出高精度,以高度的独创性,拥有50个以上的国内外专利。

在机床行业,Metrol 用于检测刀尖磨损的“对刀仪”已在全世界17个国家被70多家的机床生产商采用,占有顶级的世界市场份额。他们的产品有助于提高汽车、机床、半导体、机器人、医疗器械、智能手机制造等各种工业机械的精度并降低成本。

他们始终坚持通过不模仿其他公司的产品开发,默默无闻地支撑着全球的生产。

目前,全球许多精密机床都搭载着由日本Metrol研制的世界最高精度的微米级全自动对刀仪。对刀仪是为了应对机械在随工作时间加长切削轴热膨胀加剧后切削刀尖产生磨损,至使坐标跑偏的必备测量兼修正工具。

 

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产品特点:

以1微米精度补偿切削加工导致的刀具磨损、昼夜温差导致的刀具长度的热位移。可始终保持CNC机床原有的高加工精度。在执行切削程序时检测刀具折损,并自动停止机械。在机床无人运行时,可将运行过程中的问题降低到最低限度,从而延长运行时间,提高生产率。将刀具的刀尖压入传感器,将刀具长度数值反馈至NC。无需熟练掌握传统的试切削、测量、NC输入等切换工序,可防止因设定错误而导致不合格品。除了以上的企业,日本还有如日立、松浦、amada等企业在内的诸多机床行业“隐形冠军”。这些企业虽然默默无闻,虽然也一直被诟病“重研发轻用户”,但是他们却实实在在支撑着日本机床行业走向世界顶尖,支撑日本制造走向辉煌。这样的精神又是否值得我们学习呢?虽然中国的机床企业也许要走一条不一样的道路,但是希望通往世界顶尖的理想千万不要忘记。

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创建时间:2020年3月26日 16:04

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