那對(duì)刀具而言，智能制造意味著什么?智能制造意味著在加工過程中由智能機(jī)器和我們?nèi)祟惖膶＜襾韺?duì)加工中諸如機(jī)床、夾具、工件、加工余量、精度和表面質(zhì)量要求、切削液等等種種條件進(jìn)行分析、推理、判斷，從而合理地選出適合這個(gè)加工任務(wù)的刀具這個(gè)選擇的范圍會(huì)涵蓋刀體刀片、刀柄、拉釘?shù)鹊人胁考?，甚至包括刀片螺釘、螺釘旋具、?rùn)滑劑等各種附件，并智能地選擇合適的初始加工速度等加工規(guī)范，決定使用什么樣的加工策略，甚至判斷這樣的加工參數(shù)和加工策略是否合理，知道排屑是否正常，預(yù)判磨損方式和大致的刀具失效時(shí)機(jī)，適時(shí)向機(jī)床或系統(tǒng)下達(dá)換刀指令，以維持切削加工既經(jīng)濟(jì)又安全地運(yùn)行。

要達(dá)到這樣的智能制造選刀用刀，其實(shí)很不簡(jiǎn)單。由于機(jī)床、夾具、工件(包括材質(zhì)及熱處理、形狀、剛性)等等條件每個(gè)都有多種可能，其組合更是千變?nèi)f化，比較理想的加工條件也許是由許多廠商提供自己的云數(shù)據(jù)以便計(jì)算分析，但這種方法會(huì)牽涉各廠商的商業(yè)秘密，目前恐怕還難以實(shí)現(xiàn)，那這樣的云計(jì)算智能就只能是假設(shè)和遐想。按照國(guó)外高端刀具商的推薦，現(xiàn)在選刀的步驟中機(jī)床夾具等組成的工藝系統(tǒng)剛性肯定是其中的重要因素，刀具自身的各種要素也必須考慮在內(nèi)(具體選刀方法和思路可參見老楊編著機(jī)械工業(yè)出版社出版的《數(shù)控車刀選用全圖解》和《數(shù)控銑刀選用全圖解》)，這就給智能制造的選刀用刀提出了挑戰(zhàn)。

我們可以看看現(xiàn)在我們的專家們是如何選刀的。他們多通過用手貼在機(jī)床上感知機(jī)床的振動(dòng)和聽切削的聲響，觀察切屑的狀態(tài)，結(jié)合觀察到的其它狀況來對(duì)加工狀態(tài)作出基本的判斷，將來的刀具選用我認(rèn)為會(huì)用類似的方法用智能設(shè)備來解決，就像現(xiàn)在正在許多汽車廠在開發(fā)的無人駕駛汽車一樣，在機(jī)床上安裝多個(gè)傳感器來感知機(jī)床切削時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)，從而幫助我們更正確地選刀用刀。當(dāng)然，達(dá)到這一步還有很多路要走。

但這些只是外圍的條件。對(duì)于我們刀具行業(yè)而言，我們要清楚我們的刀具合適用在哪些場(chǎng)合，哪些場(chǎng)合需要我們的刀具作什么樣的改變，我們的刀具在各種條件下用什么樣的加工參數(shù)和加工策略(如精度最佳該怎么用，壽命最佳該怎么用，平穩(wěn)性最佳該怎么用等等)。這些是我們國(guó)內(nèi)刀具商極其缺乏的一面，我們?nèi)狈Φ木褪菫榭蛻舴?wù)的理念。

我們?cè)S多國(guó)內(nèi)企業(yè)非常缺乏服務(wù)理念。前幾年曾與國(guó)內(nèi)一麻花鉆專業(yè)生產(chǎn)廠的廠長(zhǎng)交流，與他討論向用戶提供服務(wù)的問題，沒想到的是他一臉茫然地問我，說我們主要就生產(chǎn)一種類型的麻花鉆，好像用戶也從來沒要求過什么樣的服務(wù)，我們能給客戶提供什么樣的服務(wù)?當(dāng)時(shí)我覺得有些無奈和感嘆。我記得我當(dāng)時(shí)說的就是我們能不能向用戶推薦一些切削參數(shù)?比如，切削鋼應(yīng)該如何?切削鑄鐵應(yīng)該如何?切削盲孔應(yīng)該如何?切削通孔應(yīng)該如何?斜面的鉆入或者鉆出又應(yīng)該如何?這個(gè)月我同另一個(gè)國(guó)內(nèi)刀具廠商交流，也提到我們的產(chǎn)品比較單一，尤其是麻花鉆，幾乎都是30度的螺旋角和118度的頂角，千廠一面，幾乎無差別，因此價(jià)格戰(zhàn)就會(huì)相當(dāng)慘烈(據(jù)說前面提到的專業(yè)麻花鉆廠家2015年產(chǎn)值同比下滑接近一半)。我想問國(guó)內(nèi)的麻花鉆及絲錐(這兩類也許是單個(gè)品種市場(chǎng)量最大的品種)生產(chǎn)商，能不能針對(duì)加工量最大的鋼件和鑄鐵件，通孔和盲孔，做一些有變化的產(chǎn)品以更適合市場(chǎng)的需求?我想這些用量極大的品種，即使分成幾個(gè)最主要的應(yīng)用需要，仍然會(huì)是屬于量大面廣的產(chǎn)品，制造的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)該不會(huì)有問題。我們的品種規(guī)格更多，加工經(jīng)驗(yàn)更專業(yè)更豐富，就更能適應(yīng)智能制造的需要。

要完成產(chǎn)品多樣化，就必須更多地到客戶中去，了解客戶現(xiàn)實(shí)和未來的加工需求，例如現(xiàn)在在用什么樣的機(jī)床，如剛性怎樣，轉(zhuǎn)速范圍如何，功率如何，機(jī)床的功能如何(如機(jī)床是不是支持剛性攻絲)等等;又例如工件的材質(zhì)如何，熱處理如何，大部分應(yīng)用的余量。在這些場(chǎng)合下，他們現(xiàn)在所使用的刀具如何，哪種刀具更合適，為什么等等。老楊認(rèn)為以前我們常說切削數(shù)據(jù)庫，主要由研究所和大學(xué)來做。但這樣的數(shù)據(jù)庫基于經(jīng)費(fèi)和試驗(yàn)條件，能覆蓋的加工條件比較少。如今如果我們引入大數(shù)據(jù)概念，由許許多多的用戶將自己的加工數(shù)據(jù)上傳到加工數(shù)據(jù)庫中，要找出合適的加工參數(shù)就會(huì)容易得多。

2015年我們聽到的一個(gè)與刀具會(huì)有密切關(guān)系的詞是工業(yè)機(jī)器人，即以機(jī)器人來代替工人從事制造工作。附圖是中商情報(bào)網(wǎng)對(duì)于近年來我國(guó)工業(yè)機(jī)器人保有量的變化趨勢(shì)。由圖可以看到，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人增長(zhǎng)很快，雖然我國(guó)目前的工業(yè)機(jī)器人焊接、裝配、搬運(yùn)等工作，但也有相當(dāng)部分用于加工的范圍。報(bào)告透露，國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本不斷上升，工業(yè)機(jī)器人在不少領(lǐng)域已經(jīng)形成替代人工的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)一些大型制造企業(yè)。如比亞迪、富士康等均已將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用到生產(chǎn)車間，并大規(guī)模投放。同時(shí)我們看到我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)近兩年發(fā)展速度顯著快于下游汽車行業(yè)增速，原因主要有兩點(diǎn)：一是因?yàn)橄掠纹囆袠I(yè)新投資的生產(chǎn)線都很先進(jìn)，均會(huì)配置相應(yīng)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，二是由于汽車行業(yè)(主要是汽車零部件行業(yè))部分老舊生產(chǎn)線的置換和自動(dòng)化升級(jí)改造帶來的對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求。未來隨著電子行業(yè)自動(dòng)化程度的提高，其對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求將呈現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。

這種趨勢(shì)將也對(duì)刀具需求提出新的要求。我們現(xiàn)在大量的刀具用戶換刀由工人觀察所確定，或由聲響，或由切削的火花，不一而足。但這些判據(jù)對(duì)于機(jī)器人而言卻可能不是那么方便。對(duì)于機(jī)器人而言，如果需要現(xiàn)場(chǎng)判斷，也許用機(jī)床的主軸扭矩、功率等技術(shù)參數(shù)，但目前的技術(shù)進(jìn)展而言，最為簡(jiǎn)單易行的就是現(xiàn)在一些汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廠正在使用的定時(shí)強(qiáng)制換刀。在這一措施下，生產(chǎn)線將要求在規(guī)定的壽命期刀具不破損，而對(duì)超過這個(gè)壽命值的刀具壽命將被視為無價(jià)值的冗余壽命。這一技術(shù)措施要求我們的刀具企業(yè)重視對(duì)刀具的可置信的最低壽命的保證。之前一些國(guó)內(nèi)刀具企業(yè)對(duì)刀具壽命只重視平均壽命而對(duì)壽命值的分散程度重視程度不重視的思維模式必須得到改變。

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