瑞士研发重工业产品的新进展
一、工业机器人与机床的新成果
（一）工业机器人的发展及创新信息
1．工业机器人的发展现状与趋势
⑴发展现状：工业机器人深受众多客户青睐。2019年2月，有关媒体报道，工业机器人既是先进制造业的关键支撑装备，也是改善人类生活方式的重要推进力量，目前以瑞士ABB、日本发那科、德国库卡为代表的三大机器人巨头，占据着全球工业机器人的主要市场份额。在这三大巨头中，ABB集团的年收入最高，它遥遥领先与其他对手，一年营业收入达到343.1亿美元。
资料显示，ABB总部坐落于瑞士苏黎世，是一家业务遍及全球的电气工程跨国集团，由两家上百年历史的企业合并而成，目前拥有超过13万名员工。其研发、生产机器人已有近50年的历史，是国际顶尖的机器人制造商，在全球多个地区设有相关研发、制造基地。
20世纪60年代末，他们推出全球首台喷涂机器人，之后在70年代中期发明世界上第一台工业电动机器人，经过多年的技术积累，ABB拥有当今最多种类、最全面的机器人产品，业务涵盖电力产品、离散自动化、运动控制、过程自动化、低压产品五大领域，其中以电力和自动化技术最为出名。
业内行家表示，机器人本身的整体协调性非常关键。以六轴机器人为例来讲，单轴速度并不是最快的，但六轴一起联合运作以后的精准度非常之高，其核心领域在于运动控制系统，这是相当高的一个技术难题。不过，ABB集团开发的机器人，可以轻易实现循径精度、运动速度、可程序设计等各项性能方面的技术要求，从而在生产效率、安全方面得到大幅提升，所以得到众多客户的青睐。
伴随着我国国内工业化的进程加速，2018年国内工业机器人的销量达到14万台，连续五年成为全球第一大应用市场，成为众多巨头的必争之地，而ABB集团在其中当之无愧地算得上最成功者。20世纪70年代末，ABB集团在华设立第一个办事处，随后又在厦门建立第一家合资企业，并参与了多项重要工程建设。
ABB集团为国内的汽车整车厂和零部件供应商，提供了冲压自动化、动力总成、涂装自动化等多套系统解决方案，并为铸造、金属加工工业等提供周密的服务。值得注意的是，ABB最早是从变频器开始起家的，国内大部分发电站、变频站都采用其提供的设备。目前他们在中国拥有研发、制造、销售和工程服务等全方位的业务活动，拥有40家本地企业，近两万名员工，线上和线下渠道覆盖全国300多个城市。
有业内人士这样评议道：可以说，ABB集团是目前国内唯一真正实现工业机器人在研发、生产、销售、工程和服务全价值链上本土化的跨国企业。
⑵发展趋势：创建用机器人制造机器人的未来工厂。2019年9月16日，新华社报道，瑞士工业巨头ABB集团的机器人上海新工厂和研发基地日前破土动工，一个用机器人制造机器人的“未来工厂”将在中国诞生。ABB集团董事长兼首席执行官彼得·博塞尔等集团高管和上海市政府官员共同参加了奠基活动。
博塞尔说：“建设新工厂是ABB在中国发展的重要里程碑。”他指出，相比ABB在全球的另外两家机器人工厂，即瑞典韦斯特罗斯工厂和美国密歇根州奥本山工厂，上海新工厂更大、更先进。
ABB与中国的关系可以追溯到1907年，当时ABB向中国提供了第一台蒸汽锅炉。随着中国制造的日益进步，ABB与中国的关系越来越紧密。2005年，ABB决定将其机器人业务重心转移至上海，当年3月ABB在上海制造的第一台机器人下线。2006年初，ABB全球机器人业务总部正式迁驻上海，ABB成为最早在华开展工业机器人研发和生产的跨国企业之一。
ABB看好中国的原因是中国正从“制造”转化成“智造”，从制造大国走向制造强国。中国柔性化、定制化、精益化的生产是大势所趋，这为ABB的机器人和自动化解决方案提供了广阔的市场空间。ABB集团认为，中国蓬勃发展的人工智能技术与ABB先进的机器人技术结合，ABB的机器人制造将如虎添翼。
ABB机器人及运动控制事业部总裁安世铭说：“未来几年，ABB机器人产品线的广度和深度都将提升。这需要我们生产更多类型机器人并拥有更大产能的工厂，以适应不断变化的市场和技术。”他认为，上海新工厂将成为一个完整的数字化制造生态系统。
据悉，截至目前，ABB在中国累计投资超过170亿元人民币。值得一提的是，ABB中国的业务不仅为中国提供产品，还是全球供应链的重要组成部分，在中国生产的产品中15%出口到其他国家和地区。ABB（中国）有限公司总裁张志强说：“近年来，中国不断加快产业升级，推动互联网、大数据、人工智能与先进制造业的深度融合。ABB将抓住这一机会，在智能制造等领域与中国进行深度合作与发展。”
ABB在中国的“未来工厂”项目是外商看好并深耕中国市场的一个缩影。上海浦东新区副区长王华以ABB新工厂所在地为例介绍道，浦东开发开放29年来，吸引了全球166个国家和地区的3.4万个外资项目，投资总额逾2200亿美元。
2．工业机器人的研发与应用新信息
⑴研发新信息：研制出单次作业完成多色车喷涂的机器人。2020年9月，国外媒体报道，瑞士ABB集团是国际机器人“四大家族”之一，近日，其针对汽车企业个性化喷涂要求，研发出一款全新的喷涂机器人。它可以把双色或者多色车身的喷漆工作变得更为简单便捷，同时会节省材料耗费，降低双色车身喷涂的成本。
随着喷涂工艺的不断发展和完善，对喷涂机技术的改革也时刻在进行，而自动化工业生产的要求逐渐提高，安全生产、环保生产等原则的不断贯彻，喷涂机器人的出现就成为了必然，而这种高科技的喷涂设备也能很好的迎合各种工件的生产要求。
喷涂机器人又叫喷漆机器人，是能自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。它主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，多采用5或6自由度关节式结构，手臂有较大的运动空间，并可做复杂的轨迹运动，其腕部一般有2～3个自由度，可灵活运动。
较先进的喷漆机器人腕部采用柔性手腕，既可向各个方向弯曲，又可转动，其动作类似人的手腕，能方便地通过较小的孔伸入工件内部，喷涂其内表面。喷漆机器人一般采用液压驱动，具有动作速度快、防爆性能好等特点，可通过手把手示教或点位示数来实现示教。喷漆机器人，广泛用于汽车、仪表、电器、搪瓷等生产部门的喷涂工艺领域。
在汽车制造业中，传统的双色或多色车漆喷涂工艺，需要经过预先全车喷涂、遮蔽膜覆盖、再喷第二道漆的工作。对企业来说，双色或多色车身喷涂，需要承担额外的喷涂成本，整个工序也需花费更多时间。对消费者而言，企业多出的成本，必然会大部分转嫁到消费者身上，对双方都不是一个最好的选择。
ABB集团新推出的喷涂机器人，将由高分辨率喷墨头、用量控制包和机器人编程软件等组成，能够在单次作业的情况下，完成车身的多色喷涂任务，可以进一步压缩多色车身的喷涂时间和成本。
据悉，当前，这款新喷涂设备可使用两个ABB IRB 5500机器人，通过非过喷技术，使用喷头把油漆直接喷到目标区域，避免了超范围喷涂现象，对于复杂颜色的喷涂效率更高。可以预见的是，随着制造自动化更多新技术的推进，汽车生产行业中，将会衍生出更多的创新生产技术。
⑵应用新信息：在木材建筑中引入数字化技术和机器人。2020年6月，国外媒体报道，在瑞士国家研究能力中心数字化制造项目的支持下，苏黎世联邦理工学院建筑与数字制造专业教授马蒂亚斯·科勒领导的研究团队，首次在实际项目中使用一种新的数字化木材建筑模块制造方法，由机器人预制承重木材模块，再组装在功能齐全的数字化住宅（DFAB HOUSE）施工现场的顶部两层。
研究人员表示，数字化已经进入木材建筑领域，原材料通过机器切割成一定尺寸，各个部件已经由计算机辅助系统制造。但在大多数情况下，仍然必须手动组装这些部件，以形成平面框架。过去，这种制造工艺带有许多几何木材模块的限制。
该研究团队开发出一种新的数字化木材施工方法，通过实现传统木结构建筑的方式，扩大了传统木结构的可能性。这种高效建造和组装几何复杂的木材模块，将首次用于瑞士杜本多夫的施工现场。这也是瑞士第一个使用建筑机器人的大型建筑项目，该机器人由苏黎世联邦理工学院新机器人制造实验室开发。
机器人首先加工木梁并在锯切尺寸时引导它。在自动换刀后，第二个机器人钻出所需的孔以连接梁。在最后一步中，两个机器人一起工作，并根据计算机布局把光束定位在精确的空间布置中。为了防止在定位单个木梁时发生碰撞，研究人员开发了一种算法，该算法根据当前的施工状态，不断重新计算机器人的运动路径。然后工人手动把梁固定在一起。
与传统的木框架结构不同，空间木材组件可以在没有加强板的情况下进行管理，因为几何结构需要刚度和承载力。这不仅节省了材料； 它还开辟了新的创意可能性。总共六个空间，几何上独特的木材模块将首次以这种方式预制。然后卡车将它们运送到杜本多夫的施工现场，在那里他们将加入建造一个两层楼的住宅单元，占地面积超过100平方米。在透明薄膜外墙后面，木材结构的复杂几何形状仍然可见。
机器人按照计算机辅助设计模型信息，进行切割和布置木梁。该方法是在项目期间专门开发的，并使用各种输入参数，来创建一个由487个木梁组成的几何图形。
研究人员说，空间木材组件用于数字制造以及设计和规划的事实，提供了一个主要优势：“如果整个项目有任何变化，计算机模型可以不断调整，以满足新的要求。这种集成的数字架构，正在缩小设计、规划和执行之间的差距。”
当今，建筑业产值逐年递增，同时又面临着事故多发、劳动力缺乏、施工标准一致性差、劳动力成本不断增加的压力。与此同时，机器人技术有了长足的发展，以机器人技术为核心的各种装备越来越多，在各个行业引领着技术发展的新方向。把机器人技术引进到建筑业，形成具有专业建筑功能的建筑机器人，是解决建筑业诸多问题的有效途径之一。
这种机器人新应用的出现，必将掀起一场新的工业革命，人们的生活也将变得更为轻松，我们将迈入一个全新的时代。未来建筑机器人肯定会更加成熟，建筑机器人发展前景也将会更加宽阔。
（二）机床加工技术与机床产品的创新信息
1．机床加工技术研究的新进展
推进切削加工技术及其应用的研究。2005年9月，国外媒体报道，随着现代高新技术产业特别是IT产业的发展，以计算机产业为代表的新兴制造业，其零件日益向尺寸小、重量轻、精度高的方向发展，特殊材料的使用也与日俱增。这种以“小、精、难”为特点的加工需求，是对制造业的新的挑战，被称之为“瑞士式加工”，近年来发展势头十分迅猛。应该看到，这种发展趋势，既是对机床工具工业的挑战，同时也是一种新的机遇。
现今，广大零件加工厂对于不断传来的有关制造业的不利消息，已经习以为常了：诸如销售下降、员工下岗、外来竞争加剧等等。但是，在精密制造业领域，情况却与此截然相反：加工厂的运行呈现强劲势头。有人声称这种现象是金属切削加工业一个不可逆转的发展趋势。这些趋势包括：品种繁多的小型零件和精密工具等。所谓瑞士切削加工技术，就是针对这种需求开发出来的。它主要有以下三个特点：
一是刀具和机床必须符合加工微小型零件的需要。
这种类型的工具和制造技术，最重要的是突出一个“小”字。仅仅用公差严格来描述这类加工是不够充分的。瑞士瑞科公司总裁文斯·罗比斯认为0.125毫米的公差完全不行。为了说明他的观点，他以一个直径为1.575毫米的微型螺钉为例作介绍，该螺钉是用铍青铜棒料车成，车削该螺钉时，刀具应紧靠导套，其距离不超过0.508毫米～0.635毫米，否则会将材料顶弯。
罗比斯认为，瑞士式车削法是加工小型零件的唯一方法，其它型式的机床都无法胜任。这种加工有下述两个特点：①有固定导套；②有轴向活动式前顶尖座。与普通车床不同之处是，瑞士式加工车床沿Z轴的移动由工件完成，刀具则沿X轴作径向运动。除了刀具和工件的结构形状外，保持精度的一个重要方面是刀具/工件的触点要尽量靠近机床导套，一般为0.635毫米～1.016毫米。具体大小取决于工件直径，直径小时，其距离要短些。
罗比斯认为，加工中，固定导套加上紧贴其后的刀具，即刀具绝不能远离导套。这两个条件合起来，就可取得高精度。机床头架则带着棒料来回移动，使工件通过刀具进行切削。
考克斯制造公司总裁比尔·考克斯指出，一方面导套对瑞士式加工至关重要，但另一方面，它也带来了不少问题。这是由于工件长径比变化所致。这种现象，在使用成形棒料(如正方形和六方形截面)时尤为突出。成形棒料在导套中运转时，产生的车削不均匀性要比无导套的固定头架式机床严重。
瑞士式加工用的机床，可分为凸轮式和数控式两种。凸轮式机床又可细分为两种：一种是普通型的“工件转动式”，另一种则是“工件固定式”，刀具绕工件旋转的螺旋进给式车床。在瑞士雷姆科公司，工件旋转式的凸轮机床，远远多于昂贵的数控机床，数量约为4∶1。同时，像众多瑞士式加工工厂一样，雷姆科公司倾向于采用专用刀具和专用凸轮。该公司总裁罗比斯声称，我们不采用现成的通用刀具，接到一个新零件的订单，我们就设计专用刀具，这些刀具只为这个零件服务。完成任务后，把刀具保存起来。下次又有同类零件需要加工时，就不必重新设计刀具，用户也不必再付刀具费用。
考克斯制造公司认为，凸轮式制造工艺迄今仍很适用并具有生命力的原因是，20年前用旧工艺制造一组凸轮，既不精确，费用也高。而今天的凸轮用专用软件设计，在数控机床上加工，既精确又经济，可以说是数控技术提高了凸轮式机床的功能。
瑞士湾制造公司的工长戴夫·布兰沃尔德指出，瑞士式加工刀具的特点，除了小型外，还需要有较大的后角，以减小切削压力，使刀具不致于承受过多的摩擦力。否则，棒料有可能卡在导套里。这种刀具的第二个特点是需要正前角。直到最近几年，人们不采用可转位刀片，其原因是满足不了上述要求，这就迫使加工厂不得不用硬质合金刀坯自行磨制合适的刀片。现在，由于可转位刀片结构性能的改善，使用已日渐增加。
布兰沃尔德提到的情况，在瑞士式加工中不是个别现象。许多加工厂都认为最简便的办法是用钎焊式硬质合金刀具，自行磨出合适的角度。瑞士多家制造公司都强调，他们在加工中需要专用刀具，认为刀具是专为特定用途磨制的。
对工具供应商来说，瑞士式刀具增长最强劲的部分是在数控加工领域。瑞士式加工中的数控机床和凸轮式机床不同之处在于：刀具主要采用涂层可转位刀片。考克斯制造公司声称，在瑞士式数控加工中，多数采用可转位刀片。
在瑞士式加工中，还必须注意刀具和工件之间、工件与机床之间的相互影响。例如，在加工中使用夹头内置导套虽有助于车削长型零件，但在加工小直径零件时，由于切削区域的导热能力受到限制，热膨胀的影响就成为问题。所以要限制切削速度，以免产生过多热量以致把工件焊住在导套里。
二是精细制作刀片并敷上适量涂层。
曼彻斯特工具公司的瑞士式刀具生产部经理戴夫·斯特罗贝尔指出，由于涂层的使用，使可转位刀片不仅方便高效，而且在改善工件表面光洁度、减少积屑瘤和改善切屑控制方面都卓有成效。他还指出，该公司生产的一种CSV刀片，经精磨、抛光，达到镜面光洁度，从而保证被切的工件表面更加光洁。这一点，对于直径小于5毫米的小尺寸的医疗、牙科器件加工至关重要。这种刀片，对凸轮式和数控式机床都很适用。
斯戴尔勒姆工具公司的威尔斯也指出，小直径和外形复杂是瑞士式车削加工零件的典型特征。这种零件加工时，要求工具厂提供的刀片经过精细磨锐，使用时可不必对刀口作额外修整。他还指出，对瑞士式加工的场合而言，单涂层效果最好，过厚的涂层(5微米～6微米)反而不适用。
NTK工具公司的助理总经理诺尔·巴斯曲莫尔指出，涂层能延长刀具寿命，所以，NTK公司销售的瑞士式加工刀片90%都经过涂层。尽管公司一再强调，用户自行重磨可能产生裂纹、破损和光洁度恶化等弊病，但仍有一些用户习惯于自行重磨，为照顾这部分需求，本公司的出厂刀片有10%没有涂层。
世纪工具公司的库茨除了同意涂层对延长瑞士式刀具寿命十分重要外，还特别强调切屑控制的必要性，特别是切断刀。他认为，世纪工具公司的切断刀片末端都开了条槽，用于“粉碎”切屑。假如没有这条槽，切屑就会卷成Q形，然后再折断推出。这个过程使切屑挡住了冷却油使之无法抵达刃口。而带断屑槽的刀片使切屑刚剥离就立即被粉碎，从而使切削油持续浇向刃口。
三是刀片绝大部分都用细颗粒硬质合金作基体。
克约塞罗工业陶瓷公司的应用工程师布伦特·林赛说，在瑞士式加工中，有少量刀片采用金属陶瓷和陶瓷。而刀具材料的选择主要取决于加工工序的情况和工件材料。
伊斯卡金属公司的技术培训部主任迈克·加津斯基指出，瑞士式加工的刀片基体基本上都是硬质合金。金属陶瓷刀片在高速条件下应用时，因为切屑流动轻快，可获得较好的工件表面光洁度。但是，瑞士式加工机床的主轴转速通常不够高，所以更适于使用硬质合金刀片。
曼彻斯特工具公司的瑞士式刀具生产部经理戴夫·斯特罗贝尔认为，涂层和基体的优化匹配程度决定速度和进给量的使用水平。
斯戴尔勒姆工具公司的技术经理大卫·威尔斯强调，细颗粒硬质合金基体对瑞士式车削十分重要。但他又认为，刀具性能60%取决于涂层质量及其结合强度，仅有40%才分别是刀片基体和几何参数的影响。
报道称，所有工具制造商都同意这样的看法：即随着瑞士式刀具消费量的日益增加，必将有更多的高效可转位刀具推出，用以取代普通的钎焊刀具。
2．机床产品研发的新进展
设计制造出新一代车磨复合机床。2022年7月，有关媒体报道，目前，制造工艺正由传统的单一加工向复合加工工艺转变，复合加工技术的快速发展大大提高了零部件生产效率，市场对高精度复合机床的需求量越来越大。瑞士复合机床发展较早，技术较为成熟，能稳定地保持特定的加工精度。例如，瑞士美盖勒公司（Magerle）MGR型立式车磨复合加工机床，机床上方配有多个磨头和一个车刀架，可以对零件进行磨削和精车。MGC系列机床，工作台可以旋转，装备有多个主轴，一次装夹可以进行车、磨、铣、钻等各种加工。瑞士斯图特公司（Studer）的S33型万能数控磨床，可以在一次装夹下实现内外圆、端面加工。以下参考瑞士复合机床技术，分析如何以传统磨床为基础，研发出新一代车磨复合机床。
车磨复合机床主要特点。一是效率高。采用立式装夹工件磨削，可实现一次装夹多工序复合加工，如可以通过一次装夹就完成零件的内圆、外圆、端面、锥面等的复合磨削加工，集合车床功能，车磨复合、内外复合效率提高2倍以上。二是自动化程度高。可以根据用户的不同要求，安装ATC砂轮库、APC交换工作台、AMS自动测量系统及机械手等功能部件，易实现自动化生产。以前需要3台机床、3个人完成的工作，现在只要1台机床、1个人即可。三是柔性化。适合多品种、小批量、变品种、变批量的生产方式，磨削加工盘类、短轴类、套管类等长径比比较小的零件，特别适用于汽车配件、齿轮加工、轴承以及其他行业多品种、小批量的零件加工。
车磨复合机床整体布局。这款机床采用整体立柱或龙门式结构，双磨头或单磨头，拖板移动，立轴圆台布局型式，整机刚性好。立柱结构采用整体铸造结构，和横梁合为一体，具有足够的刚度，可实现很高的纵向几何和数控精度。全封闭结构，防护罩手动移动。工作台位于床身的前部，工作台采用静压导轨结构，由交流伺服电机驱动，可以达到较高的运动精度。其具有运动精度高、工作平稳、承载能力强、刚性好、抗震性强等优点。回转工作台采用端面闭式静压导轨加上径向滚动轴承结构，具有很高的回转精度和动态刚性。
高速陶瓷静压电主轴系统。在静压主轴系统方面，这款机床采用静压主轴，具有高精度和高刚性，能够增大砂轮转速从而提高磨削效率。启动系统工作时，首先开启溢流阀使其处于溢流状态，此时启动电机，待电机稳定后油泵开始工作。油液经过单向阀进入主供油管路，蓄能器开始储存能量，同时油液经过精滤油器和节流器后进入静压轴承油腔，静压轴承开始工作，将支承工件浮起，液压油流经静压轴承两端后回到油箱，形成回路。在陶瓷静压电主轴方面，这款机床采用电主轴，实现电机和主轴的一体化，具有结构紧凑、机械效率高、振动小、高速下转矩大等优点。同时，采用转轴动平衡测试，以及主轴颈喷涂陶瓷层等一系列方法，以提高主轴的精度和使用寿命。
高刚性高稳定性圆柱式静压导轨进给系统。这款机床采用多油腔、低压力的圆柱式静压导轨系统，利用一定压力的液压油使摩擦体两摩擦面分离，并在其间形成刚性油膜，在外载负荷变化时，自动调节各支承腔压力和接触刚性，保持其摩擦体的油膜分离状态，确保机床摩擦体不会产生磨损，长期保持机床的高精度和高刚性。支撑圆柱采用特殊材料表面硬化工艺处理，无磨损，经久耐用，防水、防锈，耐酸碱。圆柱式静压导轨的行走精度是普通数控外圆磨床V型导轨行走精度的5倍以上，刚性是V型导轨的10倍以上，可达到0.5微米的行走分辨率。
超高速CBN砂轮技术。CBN砂轮具有良好的耐磨性、高动平衡精度、抗裂性、良好的阻尼特性、高刚度和良好的导热性，而且其机械强度能承受超高速磨削时的切削力等。超高速磨削CBN砂轮及其修整技术，包括超高速CBN砂轮的磨料种类及其特点，超高速CBN砂轮的结构形式，超高速CBN砂轮的优化设计与制造技术。
高速磨削加工轮廓误差控制。这款机床采用交叉耦合轮廓控制方法。数控机床加工出的轮廓是由各个坐标轴的合成运动形成的，各轴的合成运动误差最终反映为轮廓误差。采用交叉耦合轮廓控制方法，在控制软件上增加一个耦合控制环节，先将各轴误差在耦合器中进行综合，然后把综合后的误差信息分配给各轴以产生相应的附加补偿作用，实现对磨削加工轮廓的误差控制。
超声波防碰撞功能。机床使用过程中，操作者不熟练等人为因素会发生砂轮碰撞，机床长期使用后本身的问题会造成工件与砂轮碰撞，砂轮与头尾架也可能会发生碰撞。为了减少碰撞带来的损失，这款机床需加装主动测量仪。当工件运行到砂轮附近时，声纳传感器采集到噪声信号，传送给测量仪并与设定的参数进行比较，若信号幅度大于测量仪内设定的参数，则测量仪输出信号控制进给轴暂停或退回。
电主轴油水热交换循环冷却系统。这款机床采用连续、大流量的冷却油对电机定子进行循环冷却，从主轴壳体上的入油口注入的冷却油，经过开有螺旋冷却槽的定子冷却套，带走电机定子产生的绝大部分热量，再从定子冷却套的出油口流出，然后通过逆流式冷却交换器进行热交换，降低温度后流回冷却油箱。根据电主轴内置电机的要求，确定入口温度和冷却油箱的温升。在电主轴高速旋转时，这种强制冷却方式能源源不断地带走支承轴承产生的热量，使主轴系统处于热平衡状态，可有效减少主轴的热变形，保证机床精度稳定性。
花岗岩工作台。这款机床采用花岗岩做机床工作台，具有刚性高、抗震性好、耐化学腐蚀和耐热的特点，机床的稳定性优于铸铁工作台，且外观更漂亮。花岗岩工作台具有不易磁化的特点，运动时能够平滑移动，毫无滞涩感，不受潮湿等环境因素的影响，平面稳定性好。
复合技术。针对内孔磨削时砂轮损耗重、修整频次高、加工精度低等问题，这款机床采用静压电主轴提高砂轮线速度，以硬车削加工工艺减少磨削余量，CBN砂轮减少砂轮损耗等措施，用来提高加工精度及加工效率。机床整体采用内孔主轴、外圆主轴和车刀并排的立式车磨复合加工新型机床结构，设计先车削后磨削的一体式加工工艺优化方案。
二、重工业产品研发的其他新成果
（一）研制激光切割机的新信息
1．研制激光切割机配套设备的新进展
开发出与激光切割机配套的氮气生成器。2020年12月，国外媒体报道，近日，瑞士百超公司（Bystronic）与合作伙伴压缩空气公司联合组成的一个研究小组，研制出与激光切割机配套的氮气生成器，能帮助大客户提供纯度近100％的氮气自制设备，同时保障切割板材所需的高质量。
迄今为止，板材加工商需要从供应商那里购买激光切割所需的氮气。为了实现自行生产氮气，该研究小组推出一款氮气自制设备，从成本角度看富有吸引力，而且也十分环保。利用这一设备，客户能够变得更加独立，可以生产符合需求量的氮气。
百超激光的客户，对于这一全新的自制氮气设备反应强烈，纷纷表示感到满意，特别是他们在使用激光切割过程中，变得更加独立，再也不会受到氮气供应的制约了。有关客户说，他们不必再苦苦等待运输液氮的卡车，之后还得把这些液氮转换为气体。
该研究小组表示，这种氮气自制设备也为百超激光公司招徕了新客户，因为现在公司为客户开辟了新的道路，可以针对所有切割厚度自制氮气。因此，已经有来自美国、瑞士、德国、奥地利、捷克、荷兰、以色列和众多其他国家的客户购买了这种氮气生成器。
公司负责人说，自制氮气不仅仅是一种合理的生产方案，同时也符合时代精神。理想的情况是，我们的客户在生产车间房顶上铺设太阳能电池板，由此可以实现二氧化碳零排放的氮气生产。这一高能效解决方案会带来诸多好处，如无需再运输气体，也就不会由此而产生二氧化碳排放。人们只需根据实际需求量来精确生产氮气，迄今为止的各种附加成本，如液罐租金、费用、远程监控等均可取消。同时，不再需要为安装气罐而等待审批流程，以及建造地基和防护围栏等附加项目。
在问及这款氮气生成器的未来计划时，公司负责人说，今后想要为大部分激光切割设备装备一台氮气生成器，这是一条很好的发展道路：因为瑞士80%的激光切割机订单都包含一台氮气生成器。只要客户没有受限于为期多年的氮气购买合约，那就是时候体验独立、经济又环保的氮气自制方案了。
2．研制先进激光切割机的新进展
推出全新的光纤激光切割机。2022年5月，国外媒体报道，瑞士百超公司近日推出全新的高功率大幅面光纤激光切割机，这是一款能够为客户提供高稳定性、高切割品质的二维激光切割设备。
这款新激光切割机高效的生产能力，可以为客户提供具有竞争力的单件成本。该机器切割幅面长度达 6 米，宽度达 2.5 米，不仅可以实现很高的材料利用率，而且应用范围也更加广泛，能够轻松高效的把各种材料切割成各种工件尺寸。这要得益于高达2万瓦的激光器功率，以及百超公司专为中厚板材切割优化设计的全新切割头，它能帮助客户实现高速度、高品质、高精度的切割厚达 40 毫米的碳钢和不锈钢。
这款新激光切割机，配置百超公司自主研发的控制系统，以及百超公司设计的专用切割头。这种切割头专为中厚板材切割优化设计，有着优良的冷却系统和优化的热管理能力，同时采用了承受能力更好、透光率更高、光属性更强的光学镜片，与高抗干扰性的总线控制方案，及智能化的感应和监控切割过程的控制系统，来保障中厚板材切割的稳定和质量。
这款新激光切割机经过长期的研发、测试和实践考验，能够为客户提供可靠、稳定的切割品质，大大降低机器故障的可能，减少非生产时间的浪费，保障客户可持续不停机生产。
该切割机的触摸屏具有操作的便捷性。22 英寸触摸屏的设计非常简便、友好且稳定、快捷，操作人员可像使用智能手机一样，非常轻松方便的操作百超软件系统，即使是经验不太丰富的操作者，也只需要通过简单培训即可快速掌握方法，轻松掌控整个切割流程。
这款新激光切割机注重高安全标准设计，始终把客户的长期利益和操作人员的人身安全放在首位，即便在客户看不见的地方也达到高安全标准要求。例如机床切割区域实现全封闭设计，激光防护达到Class1级别；配备安全防护视窗，避免操作人员受到激光辐射的伤害；交换料台上下料区域通过安全光栅形成封闭的安全区域，保障人身安全；采用高品质的一线品牌电气器件，保证产品的安全可靠；CNC电箱使用安全继电器，防护门使用安全门锁和安全开关；严格的高安全标准设计可全方位的为车间生产的操作人员和机床设备保驾护航。
（二）研制测控仪器的新信息
1．研制工矿业检测仪器的新进展
研制出现场设置型工业气相色谱仪。2007年12月，有关媒体报道，瑞士ABB公司研制出无需保护罩的现场设置型工业气相色谱仪“PGC1000”。
这个新仪器，采用在机身内配备2个分析系统及检测器的结构，可测定碳化氢流体中所含的C2～C2＋、惰性气体以及硫化氢（H2S）。
作为检测器，该气相色谱仪，备有热传导检测器（TCD）以及氢离子化检测器（FID）。测定范围方面，最小量程下为0～10ppm，最大量程下为0～100%。除适用于产业用气之外，还适用于天然气、甲烷以及其他含有生物气体的燃料用气等的碳化氢色谱处理。
2．研制量子计算测控仪器的新进展
推出量子计算测控一体机。2022年1月，国外媒体报道，瑞士苏黎世仪器公司推出全新的量子计算测控一体机，能够为6个超导量子比特提供完整的室温测控系统。它可以高保真操控单量子比特门或双量子比特门，也可以进行单发频分复用量子比特读取，并可实现快速反馈或量子纠错协议。
与该公司量子计算测控系统的其他仪器一样，量子计算测控一体机的所有通道都能在微波频段工作，频谱纯度高和稳定性强。用户无需进行繁琐的混频器校准。用户可以用量子计算测控系统软件来控制仪器。这些软件提供直观的测控工具，可帮助完成复杂的任务，如系统自动调谐或执行复杂算法，从而提升系统运行时间占比和测量速度。
这款量子计算测控一体机，可以提供完整的量子比特测控方案，可在单台仪器中对多个超导量子比特进行控制、读取和执行快速反馈。所有设置都可用软件进行，因此可轻松重新配置。如果量子比特数超过单台测控范围，可用多台这类测控机 对测控系统进行扩展，它们不仅可以进行全局纠错，而且可以做出局部反馈。
这款新颖测控机的工作频率覆盖直流到 8.5吉赫，而且具有优异的线性放大链路。因此，它的6个控制通道性能很高，可直接驱动任何单量子比特门或双量子比特门，脉冲长度可以很短，频率可根据量子比特来调控。它的读取通道包括信号生成和检测，采用顶尖的信号处理链路，可以实时高保真鉴别若干量子态。测量结果可快速分发至所有控制通道，实现快速反馈和本地纠错量子协议。内置的多种信号处理和显示功能，如实时示波器、快速谐振腔扫频，以及所有通道都有的高级定序器，让它的功能更加强大。这些功能组合在一起，可以缩短系统准备时间，显著提升测量速度。
随着超导量子处理器的日趋成熟，量子比特测控技术有望逐渐标准化。这可能引领量子比特测控技术，从分散设计向更加工程化的商业解决方案转变。目前，面向量子计算的专用解决方案已经具有很高的性能，而且功能全面，配置快速，操作直观。但是，只有少数量子比特的小型系统，往往没有得到足够关注，甚至被忽略了。
瑞士苏黎世仪器量子技术应用科学家托比亚斯·蒂尔博士认为：“量子计算测控一体机 将我们的新一代量子计算测控系统，延伸到小型的量子计算系统。现在，拥有少数量子比特的研究人员，也能够从专为量子计算测控研发的高性能电子设计中获益，比如我们的无需混频校准的上下变频技术。然而，我们依然可以扩展到更大的量子计算系统，因为多个量子计算测控一体机，可以与量子计算测控系统的其他仪器结合使用，以支持更多的量子比特。”
在单台仪器中处理量子比特信息，降低了延迟并提高了灵活性，这些优势可能成为局部反馈算法成功的关键，比如快速主动重置和快速辅助量子比特重置。作为量子计算测控系统 的一部分，量子计算测控一体机可以很方便地集成到新系统或已有系统中，与其他设备结合，比如任意波形发生器、信号发生器和可编程量子系统控制器，最多18 台。从少数几个量子比特到 100 个以上的量子比特系统，我们的系统都可以支持。各种有关软件，可帮助用户把量子计算测控系统仪器进行任意组合，集中控制，并保持优异的同步性能。因此，实验系统调谐、自动校准和执行复杂算法等任务会变得简单且直观。
（三）研制起重机械的新信息
——允许用户在虚拟空间中查看起重机
2020年7月，国外媒体报道，瑞士最大设备制造商之一的利勃海尔集团（Liebherr），近日发布了起重机规划软件的更新版本，其允许佩戴虚拟现实技术头戴式显示设备的用户，在虚拟空间中查看起重机。
在起重机规划软件更新版本中，改进了用户的工作流程，用户可在虚拟现实技术模式得到更多的便利。使用这个版本软件，用户可以获取有关起重机的详细信息和管理软件计算机辅助设计数据，来构建3D环境及模型，并在虚拟现实技术空间内自行查看模型。这为用户提供了沉浸式体验，用户可在虚拟空间查看起重机的运作情况，协助测量工作和评估风险。
这个新软件更强大的功能之一，是让每台起重机的每个动作生成的数据，都可以应用到现场。这意味着其所有动作都可以在应用程序中执行，然后再应用到现实世界。用户现在也可以选择在虚拟现实技术中工作、查看模型或切换到1∶1缩放模式。在虚拟现实技术模式中，用户将能够与设备进行交流互动，为每个动作生成数据。
通过在虚拟环境中获得成功，可让用户看到现在有更多的体验和工作方法。它有许多好处，包括可以发现从不同角度进行工作的选择自由，同时在检测健康和安全方面也提供了更多的帮助。另外，如果需要起重机在狭窄的空间工作，并能够近距离地操作它，也可确保不会发生碰撞或伤害。这个新软件还有精确的负载力矩限制器数据，以确保它们对所限移动的重量，做出相应的反应。
——摘自张明龙和张琼妮著《瑞士创新信息概述》（企业管理出版社2023年9月版）第29～45页。
