新工艺新技术新思路
——访上海麦迅机床工具技术有限公司总经理薛俊伦

本刊记者/Reporter 高 扬/GAO Yang

近日，北京航空航天大学机械工程及自动化学院刘强教授关于“工业4.0”的“三不理论”风靡业内：“不要在落后的工艺基础上搞自动化，不要在落后的管理基础上搞信息化，不要在不具备数字化网络化基础时搞智能化。”上海麦迅机床工具技术有限公司(以下简称“麦讯机床”)总经理薛俊伦就非常赞成这个观点。DMC2016期间，薛总就其对自动化的认识与笔者做了分享。他认为自动化在“工业4.0”和《中国制造2025》中只是一部分但并不是重点，重点是采用新工艺、新技术、新思路来建立智能制造的基础。

麦迅机床已成立十多年，一直致力于对精密制造领域内的新工艺、新技术的研究，并在公司成立初期就定下了柔性、简单、精准、高效、环保的发展理念。其主营业务是给客户提供从工艺、装夹、加工、测量、自动化及定制SMES的技术平台(智能柔性制造生产执行系统平台)。而今，麦迅机床研发出的重复定位装置，不仅具有完全自主知识产权(发明专利200910196444.6、200810039898.8和201110122392.5)，其精度亦达到国际水平。麦迅机床还创建并实现了具有完全自主知识产权的四大平台技术:新工艺制造平台、过程控制平台、自动化运动平台、智能柔性制造生产执行系统平台。结合公司的这些新工艺、新技术以及新思路，薛总介绍了自动化转型的经验。正如我们国家的“中国梦”可以惠及更多人一样，他也希望，能为一些向自动化转型的企业带来帮助。

上海麦讯机床工具技术有限公司总经理薛俊伦

新工艺制造平台技术(单一数据源柔性制造装备平台的工具系统)

薛总认为，现在所用的都是传统的加工工艺，如果没有新工艺去替代，接下来技术的发展会遇到瓶颈。为此，需要建设一个能实现把机床(包括测量、磨削、车、铣、数控加工等)作为点相连接，工具在这些连接线上面有序顺畅运转的新平台，也就是新工艺制造平台。“工业4.0”和《中国制造2025》的实施中，最重要的就是用新工艺组成唯一数据源，这是关键基础。只有将新工艺的要素柔性、简单、精准、高效、环保等内容落实到位，才能生成自动化生产的逻辑，自动化才能贡献出效率。薛总引用了北京航空航天大学范玉青教授的一句话：“不能实现产品的唯一数据源，乃是数字化的癌症。”薛总认为在生产时要做到制造过程中的设计基准、工艺基准、检测基准统一才能实现单一数据源。但要这三个基准的统一需要一种柔性的工艺装备来解决，这种柔性的工艺装备需具备几个特点：具有重复定位功能，重复精度在0.002 mm以内；其定位模块能安装在任何机床上，定位托板可通过过渡板能安装任何零件；具有唯一坐标点的功能(提供唯一数据源)；具有SMES(生产执行软件)使用中的RFID芯片技术的数据传输功能；在自动化运动控制的使用过程中，能安全、可靠地提供传感器的控制信号、安全信号，识别信号的功能；具有提供化繁为简的工艺创新的标准模式，能够做到工艺复合、工序复合；能够组合使用，在功能不变的情况下，组合成4 m×6 m或者更大的柔性制造平台。

薛总介绍，麦讯机床已经通过重复定位装置实现了新工艺制造平台技术，并且具备以上单一数据源柔性制造装备平台的所有特点。新工艺制造平台技术是高精加工的基础，更是自动化实现不可或缺的重要平台。

过程控制平台技术

唯一数据源柔性制造装备平台是精度保障的基础，但这还不够，过程控制平台对零件加工精度、效率等影响也不可忽视。薛总介绍为方便快速调用加工数据，他们运用RFID芯片技术在零部件制造过程中，通过三坐标等测量仪器，将生产要素集成后自动与该零件的RFID芯片捆绑在一起，并自动传输给SMES系统(生产执行软件)。为保障精度在生产过程质量控制中，通过三坐标等其他测量设备对每一个零部件的尺寸、位置偏差、刀具的磨损、破损进行控制及补偿，从而保证每道加工都符合图纸要求。SMES自动运算后将调整后的补偿值直接传输到加工机床的首页面进行补偿加工。做到了在制造过程中的设计基准、工艺基准、测量基准的统一，并将唯一数据链管理、整理，随后将整理后的数据传至数控机床执行。在整个精密加工的过程中无需人员的帮助，生产出按图纸要求的零部件。薛总称麦讯机床已解决了海德汉、西门子、发那科、发格等控制系统数据转换后处理的通信技术，同时解决了部分品牌的三坐标、电火花、线切割机床、数控磨床的数据转换后处理通信技术。目前，麦讯机床正努力调试新研发的产品——后处理编写模块，预计在几个月内完成。如此一来，不再受制于人——解决了后处理通讯技术为自动化生产打下了基础。

柔性制造自动化运动控制平台技术

零件的自动化生产过程中工艺的变化等导致零件的运动不可避免，这里的自动化运动控制不是简单的从A到B，这个过程中涉及到许多技术细节。薛总介绍了麦讯机床对此所做的一些工作：研制了自动化运动控制与数控机床、三坐标、物料架、载板托盘、清洗机、清洁等的逻辑控制，以及整个运动过程中对周边设备的逻辑控制；研发了标准化集成电路以及各个工艺环节中的传感器，如RFID数字扫描装置、物料架、工件准备站、清洗机、机床自动门控制、零件装夹牢可靠性的传感器、零件在卡盘内锁紧力的传感器、整条自动化线体内所有的传感器、零件在加工前的防撞软件的运行传感器、零件在测量过程中的定位传感器、三坐标测针的防撞传感器、AGV小车搬运零件托板的位置传感器、机器人针对不同托盘搬运的换爪的传感器等。以上的这些控制任务都是由自动化运动系统来监测、判断、执行完成的。

SMES给柔性生产单元下达生产指令并提供有关的数据，机器人的服务器智能、及时地安排SMES下达任务，控制柔性单元内的所有运动，并且正确地完成任务。这对机器人的服务器提出了很高的要求，机器人的服务器不仅要控制自身的6根轴，还要控制线体内的16根数控轴和无数个控制点位。这些任务针对中低端的机器人服务器的性能是有局限的，所以这是自动化运动控制无法选用中低端的机器人的缘故。

智能柔性制造生产执行系统平台(SMES软件)

以上的平台技术以及参与到生产过程中设备和人员只有准确、有序地管理起来，并能结合工序有效执行，最终才能实现的自动化。国外的自动化是做单元，有一定的局限性，并不完全适用于整个工厂的整体管理。薛总说，为此他们结合智能柔性制造生产需要研制了SMES软件，该软件的研发思路完全与ISO9001国标质量体系相吻合，并将欧美的柔性制造单元(FMC)的优点结合起来。SMES软件是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。为企业提供包括制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、人力资源管理、工作中心/设备管理、工具工装管理等管理模块，为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。

SMES软件主要分为以下几个部分：系统管理、机床管理、工具管理、载板信息、工序管理、工件管理、项目管理。

服务航天 做推动自动化的践行者

在随后的参观过程中薛总将各个平台协同运作的过程进行了详细的解释。其中一条正在生产德国订单的无人生产线吸引了笔者，这条生产线上有多种工序，机器人、机床、检测仪器等设备由SMES系统统一控制有条不紊地进行各种操作。薛总自豪地介绍，麦迅机床目前已能提供小批量多品种的柔性生产线，曾为航天科技集团9院13所提供过该类生产线。2016年4 月13日央视十套《大家》栏目《中科院院士王巍神奇的惯性世界》视频中所展示的多品种、小批量精磨零件共线生产的无人自动化生产线的工艺研发和自动化构架及组装都是由麦迅机床实施完成的，还包含有关技术人员的培训。

说到人员培训，薛总说：“智能制造‘工业4.0’和《中国制造2025》是今后若干年的主题，关键是制造出能使用新的工具系统作平台，在此平台上研发出新工艺，但现在缺乏这方面的人才。”麦迅机床已与上海东华大学联合开发新技术的教材，同时编写新技术、新工艺的标准，让他们学到最新最实用的技术，相信不用多久便可用新教材培养新一代工艺技术人员。薛总希望努力通过各种形式的知识经验分享，为“工业4.0”和《中国制造2025》做出应有的贡献。

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