人的运动靠关节，机器的运动靠什么呢？这就要说到国家重大技术装备的关键部件——轴承。在高铁上，轴承承受着巨大的载荷，在高温、腐蚀、磨损的工况下辅助列车安全、平稳、高速运行；在火箭和飞机的发动机中，轴承更要在极端条件下帮助涡轮泵转动，随着“钢铁心脏的跳动”，助推航天强国的发展。
简单来说，只要转动的机械，都要用到轴承。然而这么重要的核心部件却因为躲在“看不见”的地方工作，而往往不为人们所了解。在我国五大轴承生产基地之一——河南洛阳，有这样一家企业，他们专注于高端机床、工业自动化领域这“一米宽”，又在“1000米深”上下功夫，所生产的转台轴承和机器人减速器专用轴承分别占据国内80%和90%的市场份额。专精特新、瞪羚企业、智能工厂、单项冠军……众多荣誉傍身、业内口碑载道，在互联网上却少有留痕，堪称“隐形冠军”。
吕瑞芳：这是一个六轴的工业机器人，就像人的手臂一样，人的手臂是3个关节，它这是6个“关节”……当记者走进位于河南省洛阳市空港产业集聚区的鸿元轴承钻攻车间，三组机器人减速器专用轴承生产线就映入眼帘。每组生产线上，都有一台工业机器人“坐镇中央”，在程序的自动控制下，抓取待加工的轴承元件、精确放入周边环绕的三台数控机床，进行钻孔作业。企业技术研发部负责人吕瑞芳介绍，这些工业机器人灵活运转的秘密，就藏在它们的“关节”处。吕瑞芳：谐波减速器是用在工业机器人的“关节”部位，没有它，机器人就无法动弹了；它可以以一个比较小的功率，去驱动大幅度的机器人动作，去抓取更重的东西；就像自行车一样，挂了高速档，蹬一下就可以走好远。而这个减速，就相当于把高速运转的电机速度进行分解，来实现在微小的动作幅度下，对更高精度的动作进行控制。像医疗手术用的机器人，精度是非常高的，我们的轴承，就可以让谐波减速器发挥更精确、更耐用的效果。拿起加工好的谐波减速器专用轴承，在打磨精细、泛着金属光泽的外表下，轴承分为内外两圈，如果用手转动它，能够感觉到既顺滑又阻尼感十足。转瞬间，工业机器人已经在它的帮助下完成了取、夹、放一系列动作，节省一半人力的同时，也让整个车间每天加工500个轴承不在话下。吕瑞芳说，企业生产的机器人减速器专用轴承已占据国内九成市场，多项技术工艺水平国内领先；而替代进口的目标，却是在成千上万次试错的基础上达成的。
吕瑞芳：国外的能够运行3年都没有问题，而在前期，我们的用不到1年，精度就已经没有人家高了。从2011年开始，经历成千上万次的试验和试错，包括工艺的优化、引进进口的检测设备，大概经历了七八年的时间，才真正完全和国外的轴承达到一致，能够完全替代国外的轴承。目前国内基本上所有做谐波减速器的厂家，都和我们有合作。机床，是制造机器的机器，被称为“工业母机”；除了应用于工业机器人上的减速器专用轴承之外，在数控机床上所使用的转台轴承制造方面，企业也颇有建树、已占据国内八成市场份额。在企业30000平方米的数控加工车间内，高精度数控机床一刻不停地运转着，经过车、铣、刨、磨、钻、热处理等工序后，一个个整齐划一、崭新锃亮的精密轴承“排队”走下传送带。吕瑞芳说，高铁、飞机，乃至航空航天领域的重大技术装备核心元件，都是在这些数控机床上诞生的，企业生产的转台轴承，可以让数控机床的旋转精度达到头发丝的1/30。吕瑞芳：数控机床对精度的要求是非常高的，这上面有一个操作台，核心零部件的加工都是在操作台上完成的，操作台的两端装的是数控转台，转台里面装的就是转台轴承，它的精度直接影响了数控机床的精度。我们生产的转台轴承旋转精度能够达到头发丝的1/30，这就使得我们加工的零部件在钻孔的时候能达到非常高的精度。随着高端制造业不断发展，行业内对“工业母机”——机床的精度要求越来越高；而其中的核心元件——转台轴承在国内一直“无标可依”。为此，企业成立了河南省精密转台轴承工程技术研究中心；又在两年前，开始申请主导制定转台轴承行业标准，让“中国制造”再上层楼。吕瑞芳：轴承的代号、基本结构、尺寸、技术要求和检测方法都亟需标准化。为啥要立这个行业标准？如果有这个标准的话，客户一看就可以直接选型，就知道涉及怎样的接口。设定产品的市场准入门槛，规范行业生产、提高转台轴承的制造水平、方便用户选型和验收，这就是制定这个行业标准的意义。除了对“拳头产品”的匠心打造，企业还在生产流程集约化、数字化上做文章，不仅让生产线从来料到装配“不走回头路”，还成为河南省唯一一家轴承行业智能工厂。相比2005年成立之初，常规产品的生产效率提高31.4%，产品不良率降低一半以上；相比生产车间的如火如荼，售后这块却“冷冷清清”，以前7个人才能应对的各类产品问题，现在1个人就能“摆平”。此外，覆盖整个厂房上方的太阳能板，每年的发电量达300万度，让企业的生产用电基本做到自给自足。企业副总经理李瑞聪表示，轴承虽然是重大技术装备的关键部件，但在整个制造业中却只有窄窄的“一米宽”，面对国际轴承企业在高端轴承领域的主导地位，企业只有在“一米宽”的井口攻坚克难、深掘千米，才能在风云变幻中稳如泰山。李瑞聪：我们做的其实是制造业很窄的一个领域，但是你要坚持往下打水，总是会有水出来的。这也就是“专精特新”几个字，专业化、精细化、特色化、新颖化。我们就很深入地做我们擅长的领域，比如高端机床行业、工业自动化行业，航空航天、医疗器械和军工科研等。前些年外贸出口能占到我们营收的30%左右，受疫情、国际局势等因素影响，去年到今年的数据基本上是20%，所以我们要靠内需去拉动。而据企业北方大区销售经理张静豪观察，国际形势变化之下，客户企业同样也面临供应端转向国内市场的诉求，这对双方来讲，都不失为一种新的机遇。张静豪：我们一个客户之前像这种精密的转台轴承，大部分都是外采国外的产品，受疫情、国际局势等因素影响，货期从之前的6个月间歇性增长到12个月，然后时不时还会涨价。我们的价格是他们的1/2左右，性价比、售前售后服务优势是非常大的，而且我们的产品也完全可以替代国外进口，交流起来也没有阻碍，沟通都很顺畅。轴承制造伴随着汽车等工业而蓬勃发展，起步早，成为西方国家的先天优势。不同的机械装备，轴承的规格、要求都有所不同，而制作工艺、加工工序，都是各国经过漫长的技术积累而掌握的核心技术，不能指望国外能与我们分享；从观察到理解、从模仿到超越，我国的轴承企业一步步走得坚实。河南省社科院工业经济研究所副所长赵西三表示，轴承是一个国家重大技术装备的关键部件，突破“卡脖子”难题，还需要一个个“专精特新”企业策马扬鞭。赵西三：世界工业强国无一例外都是高端轴承研发制造强国，航空、高铁、特种装备等领域，用到的高端轴承要求都非常严格。而此前，高端轴承钢锻造、精密轴承技术等方面一直被国外垄断，他们从中国进口低端钢材进行加工，翻了十倍价格再卖给我们。这些年，我国培育了一批“专精特新”企业，在这个领域进行“卡脖子”攻关，洛阳制造的高端轴承正在服务于我国空间站建设、深海探测、高铁出行等各个领域，“上天入地”无处不在，实现轴承领域全方位的国产化替代，这就是“专精特新”企业的力量。攻克了一个个难关后，下一个“千米”将向何处，成为企业正在思考的问题。他们发现，随着人工智能、服务型机器人市场逐步升温，人形机器人似乎是最容易让公众产生亲切感的下一代机器人产品。那人形机器人又需要什么样的“关节”呢？吕瑞芳说，相关研发，已经在路上。吕瑞芳：因为我们现在的轴承主要是用在工业机器人多一些，未来我们发展方向就是在人形机器人方面；每个“关节”还是会用到减速器，对减速器轴承的要求就是要更灵敏、更灵活、轻量化。怎么能把它做得更小、更精致，怎么来保证它的一致性，这是我们将要面临的一个新的挑战。目前已经开始有小批量开发试制，预计2023年年底第一批人形机器人减速器轴承会开始投到市场上，未来还需要2到3年进行不断地优化改进，实现批量化生产。
