韩国机床驱动系统技术迎来重大突破

韩国电工技术研究院(KERI)已在国内成功开发出“数控机床驱动系统”技术,这是机床(常被称为“母机”,也就是制造其他机器的机器)的核心部件。

数控(计算机数字控制)系统是一种通过计算机处理数字信息并自动控制机床所有功能(包括机床的位置、速度和旋转)的电子模块。在计算机中,其作用类似于 CPU。

韩国机械工业面临的一个主要挑战在于严重依赖进口核心部件。值得注意的是,超过 95%的机床数控系统源自日本和德国,凸显出国内技术部门所面临的困难。随着第四次工业革命对超精密设备加工的需求增加,数控系统的国产化预计会对国家战略技术部门的竞争力产生重大影响。

对此,贸易、工业和能源部联合 KERI、韩国机械材料研究所、韩国工业技术研究院、包括延世大学和檀国大学在内的 10 所大学以及 8 家数控技术供应商已经联手。自 2020 年以来,他们一直在开展 855 亿韩元的“制造设备系统智能控制器技术开发项目”。这项举措最近取得的积极成果引起了极大的关注。

其中,由 KERI 负责的驱动系统技术至关重要且具有挑战性,因为它起着类似“肢体”的作用,成本占比超 70%,是一个非常重要且复杂的领域。驱动系统无论加工的材料或施加的负载如何,都必须保持恒定的速度和位置。此外,操作精度必须控制在几十微米以内,需要使用激光或 3D 扫描设备进行测量,以检测肉眼看不到的误差。

KERI 在机电系统精密控制研究领域积累了十多年的专业知识,成功满足了驱动系统的严格要求,实现了国内自主开发。它还在诸如现代威亚和 DN 解决方案等领先机床公司的工作现场成功开展了演示。该技术具备超精密加工质量,能够与现有先进进口产品相媲美甚至超越。其可靠性引发了业界的高度关注,同时也增强了其商业化的潜力。

KERI 精密控制研究中心主任洪珠金(Hong-Ju Kim)说道:“因为传统制造业以及未来的移动和机器人等行业在很大程度上均基于精密机械,用于加工这些机器的设备和装置的技术竞争力将决定我们未来的国家竞争力。

“机床的驱动系统是一个关键部件,它影响着生产力、精度和加工产品的质量。通过实现这项技术的国产化,我们旨在减少对外国产品的技术依赖,并预计每年能产生高达 3000 亿韩元的显著进口替代效应。”

该研究团队计划通过持续研究和各种企业验证,把驱动系统的精度提升至纳米级。他们还旨在引入结合人工智能(AI)和自动化的升级智能驱动系统技术,并展示由这种技术驱动的工业机器人。