琢而磨之 精彩纷呈(刀具论坛讲稿)

2020-05-08

琢而磨之 精彩纷呈

——在2013年国际先进加工技术和切削刀具论坛上的讲话

地点:清华大学

 

“专业   创新  外向”

 

前言

各位老师,各位专家,你们好!

我是北京德铭纳公司的总经理,在进入主题之前,请让我简单地介绍一下德铭纳公司。有两句话可以概括德铭纳及其发展历程,一句是“德铭纳,刃磨的行家!”,另一句是“琢而磨之,纷繁化简”。头一句是我们2013年公司注册时就有,那时我们代理国外的刀具刃磨机床,表明以刀具刃磨作为我们的主业。第二句是公司发展到2008年,公司开始自主研发和制造刀具刃磨机床,“琢而磨之,纷繁化简”是指动脑筋想办法,使刀具刃磨变得更为简单。用英文表达是Thinking makes grinding easy”。

今天,我来讲讲德铭纳公司在刀具刃磨机床开发中的一些体会,就是软件技术和刀具磨床。希望得到各位的指正。

一, 工具磨床的市场

先讲讲工具磨床的市场有多大,发展有多快。

2001年我供职的某德国公司年销售量为34台,到2004年年销售量为25台,年平均增长100%,到2012年,其在华的年销售量超过200台,工具制造业对高档新型机床需求可见一斑。

另外,在常州有个“西夏墅”镇,从2002年购买第一台二手数控工具磨床至今,保守地估计现拥有600-700台外国的五轴数控工具磨床。

我记得,在2005年的CIMT上,竟然有多达18家国外公司携带价格相近,性能相似的数控工具磨床前来角逐中国市场。

但是不是刀具磨床的市场就饱和了呢?我想是没有。国内刀具一直在喊 “国产化”,言下之意是替代国外的高档刀具,但国产刀具中的大部分还做不到,为什么?其中一个原因是:这些刀具行业中的中低端企业买不起昂贵的国外设备。

在年产值400多亿的工具行业,数控工具磨床有着巨大的市场潜力,也直接影响着中国工具行业的发展。现在,企业面临劳动力成本上升,劳动技能下降,整个中国经济迫切需要改变经济增长方式,数控工具磨床的国产化的显得很有必要。

二, 国产刀具磨床的困境

我再来讲讲国产刀具磨床面临的众多问题。

五六十年代,国家在对外封闭的情况下对装备工业特别重视,组织过国内多家科研院所和专业厂家尝试开发数控工具磨床。但是,由于西方国家对华技术封锁,或者说那个年代技术商品化程度不够,导致国内的大部分工作从底层研发,虽然培养了人才,做了很多技术储备,但并没有取得预期的效果。

改革开发以后,由于机床工具行业并不直接关系到国家安全,国家自然也不会直接投入进行研究开发。和加工中心及数控车床等生产母机相比,工具磨床的市场又不够大,能吸引资金进行持续研发和批量生产。这种设备的专业性很强,技术难度也很大,一般不懂行的,能力不足的企业也不敢轻易介入。

刀具磨床,尤其是五轴数控工具磨床需要很完善的软件技术,也是目前国产数控工具磨床的开发迟缓的重要原因。懂软件的机械工程师少,懂刀具制造工艺的软件工程师更少,另外,软件知识产权在国内普遍不受尊重,使企业不愿意也不敢在软件方面进行投入。

三, 软件技术和刀具刃磨

现代刀具以高精度,高效率和长寿命为产品特点,以中小批量和快速交货为生产和服务模式,这些离开数控工具磨床是很难实现的。这些刀具大致分成两类:刀片和轴对称刀具。机械磨削为加工这类刀具的最终工序,也是至关重要的环节。其中刀片的自动化磨削设备为:数控刀片端面磨床、数控刀片周边磨床和刀片钝化机床;轴对称刀具的自动化生产设备为:五轴联动数控工具磨床、数控钻尖磨设备、数控刀具沟槽磨床等,这些是刀具制造的关键设备。

这些关键设备的关键技术是什么呢?我认为是软件技术,机床的制造精度和稳定性很重要,但这很大程度上依赖关键的传动部件,如导轨,丝杆,减速器等。这些部件由专业厂家生产,只要有品牌支撑,价格能承受就可以外购。相比之下,控制技术,和包含磨削工艺的应用软件是机床的灵魂,是不断地快速地满足客户个性化需求的部分,是公司市场洞察力、客户服务经验和公司的集体智慧在产品上的集中体现,是避免和其他同行进行价格竞争的关键。

工具磨床上的软件技术包括两方面:一个是控制系统;一个是刀具磨削应用软件。近年来,德铭纳公司致力于数控工具磨床核心技术的研发,其中软件技术在刀具磨床的数据处理和控制上起到关键的作用。

首先,软件技术和刀具磨削之间存在着先天的联系,刀具的复杂性和多样性恰恰可以用软件的灵活性来满足。刃磨对娴熟操作技术的要求也可以用软件的高度智能性来满足。其次,软件技术的采用可以减少机床结构的复杂程度,恰恰是这些机械零件都有很长的制造周期,软件可以大大的缩短了设备的研发周期,甚至可降低成本。再次,由市场竞争而产生的产品更新换代,要求刀具制造商能提供具有个性化的服务,即非标刀具的供应,软件的维护和升级正好能终其一生地满足客户不断变化的需求。

有人会问:“为什么你们不外购所需要的系统和应用软件呢?”,从产品的角度来说,常规的“数控系统”和“CAD/CAM”软件不是为刀具磨床这种“非标准”设备开发的,我们要为太多的不需要的功能买单,而这些常规的产品对开发者还不完全开放。我公司采用很特别的做法:自主开发专用而简约的控制单元,自主开发的刀具磨削应用软件来一步一步满足我们“现实”客户的需求。

四, 琢而磨之 精彩纷呈

“琢而磨之,纷繁化简”(Thinking makes grinding easy)是德铭纳人在产品开发中的心得体验。德铭纳的志向是:动脑筋想办法,使刀刃磨削尽量简单。国产数控工具磨床的广泛使用,必将使工人摆脱手工技能的束缚,必将使公司突破资金的限制,打批量地生产出高精密多品种高档刀具。“专业 创新 外向”是德铭纳追求的公众形象。“专业”是以刀具刃磨作为我们能量聚焦的行;“创新”是以客户价值为方向,以高新科技为手段的创新;“外向”是以市场为导向,以国际市场为目标。

我现在就向各位老师和专家展示我们公司自主研发的各种型号的数控工具磨床和技术。

五, 产品目录

BT-150J 程控摆动式威尼斯手机客户端网站

BT-150B三轴数控刀片磨床

BT-560刀具检测仪

FLEX V2.0 五轴刀具磨削应用软件包

GNC V2.0 刀具磨削专用数控系统

六, 技术成果

1,名称:刀具磨削精度控制方法及其控制系统

类别:专利  申请编号:201210077442.7

应用:BT-150J威尼斯手机客户端网站

 

2,名称:刀具磨削摆动装置

类别:实用新型   编号:2508468

应用:BT-150J威尼斯手机客户端网站

 

3,名称:刀具磨削摆动控制程序

类别:软件著作权 编号:00129681

应用:BT-150J威尼斯手机客户端网站

 

4,名称:刀具磨削监控测量软件

类别:软件著作权  编号:00129713

应用:BT-150威尼斯手机客户端网站

 

5,名称:刀具磨削监控系统ToolMan

类别:软件著作权   编号:00129713

应用:BT-150B威尼斯手机客户端网站

 

6,名称:刀具检测系统ToolView

类别:软件著作权  编号:00129713

应用:BT-560刀具检测仪

 

7,名称:五轴工具磨床刀具磨削系统Flex

类别:软件著作权  编号:00129713

应用:五轴数控工具磨床控制器

 

8,名称:五轴工具磨床控制系统GNC V2.0

类别:软件著作权  编号:00129714

应用:五轴数控工具磨床控制器


9,名称:刀具修磨业务管理系统 FOREMAN V2.0


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