上海麦迅机床工具技术有限公司总经理、创始人、总设计师薛跃龙

任何机械加工的机床都是工厂生产岛屿，工件是车辆在岛屿间流转，而柔性工具系统是连接加工岛屿的高速公路。

MM：目前我国制造业还处于一种重装备轻工艺的阶段，那么工装夹具在柔性加工生产线中具有怎样的重要性？

薛跃龙：进入新千年以来，随着世界工业环境以及生产模式的转变，中国制造业的生产方式也在发生翻天覆地的变化，随着生产节奏的加快，更多的新型号新产品的快速投入，从原来的单一的专机生产模式，长期大批量稳定生产，逐渐转变为对生产线包容性，扩展性，更高要求的柔性生产。而质量控制的方式与理论也随着多产品混线生产，小批量多品种，质量问题快速反应等新的要求被不断的挑战，慢慢我们就发现传统的生产方式和管理理念，以及模糊的管理工具是跟不上这种生产模式的变化的，我们必须用新思路来解决新问题。

在这里，我们要讨论的是更广泛的生产模式，因为对于我们80%的企业而言，现在的情况更多的是多品种小批量的生产模式，订单也是逐年定量，单价也较低，是不可能专门做一台专机或者工装生产，不生产时就停在边上，我们要最大发挥数控通用机床的柔性和数控生产方式的特性。这就需要一种柔性的加工理念（FMC）和一套柔性的工装系统（FMS）来支持这样的梦想变为现实。

柔性制造单元（FMC）是20世纪90年代由欧洲制造业提出的，简单讲，是将被加工相关的工件与加工机械串联起来的一个独立工作岛屿，由于工作岛内的机械夹持工件的方法多种多样导致了自动化的布局难以标准化，所以提出了柔性工具系统（FMS）的需求，要求该工具系统能够安装在任何可加工的工作母机上，例如：加工中心、铣床、数控车铣中心或车床、内外圆磨床、工具磨床、平面磨床或者电火花、线切割，当然还包括摇臂钻床，锯床等传统机械设备，并且要求具有高精度的重复定位功能，并且要求具有高精度的重复定位功能，重复定位精度在0.002m以内。由于以上要求，欧洲制造业发明了一种重复定位装置，是带有X、Y、Z坐标原点的卡盘，和带有X、Y、Z弹性定位功能的托板组成（以下用托板作为其简称）工件安装在定位托板上，流转不同的工位进行加工、检查，达到随行夹具的目的，提高了效率，同时也提高了精度，这种形式称为托板化的生产方式，他能够直接得到工件在不同机床间统一的位置关系的，也就是说工装为自动化生产提供了统一的原点，消除了多工序间的累积误差，提供了信息流转。最重要的是，他统一了设计基准、工艺基准、检测基准，也就是说所有的尺寸在设计、加工、检测时都有一个有据可循的，可测得的原点作为基准点计算出来。所以整个加工过程就可以做到有效、可控，这点在自动化生产线上尤其重要。只有这样，和夹具系统适配的软件上才能够携带不同工件的不同信息，比如程序信息、高度信息等，实现即时即件更换，这样才能够真的实现数控生产的彻底柔性。也就是达到就算上一件与下一件工件完全不一样，机床的状态都不需要调整，可以直接加工的状态。

换一句话说，任何机械加工的机床都是工厂生产岛屿，工件是车辆在岛屿间流转，而柔性工具系统是连接加工岛屿的高速公路，由柔性工具系统将工厂内所有的加工设备串联起来。组织成一种柔性生产的平台，让工件在此平台上运行，这种自动化生产不单单是自动流转工件那么简单，工件的信息也需要自动流转，比如多个连续加工的工件高度是不一致的，高度的信息需要自动传输到机床内进行补偿。测量的结果能够直接返回至机床进行刀具的高度调整。让机床不停的做有效加工，唯有在此基础上建成的单件生产流水线是我们所指的柔性自动化生产线，工具系统是工作平台的重要性就在于此，也就是讲工具系统的使用时柔性制造的前提，工具系统的重要性就尤为突出，也就解决了以上的不足，也就成为在高端制造业流行的原因之一。

MM：作为柔性加工生产线中的技术关键，夹具是目前严重受国外技术制约的一个环节，为什么会是这样一种局面？

薛跃龙：由于受计划经济的影响，我国历来更倾向于大批量生产，使用专机，所以专用工装得到广泛应用，而大批量生产的模式很难跟上市场经济的步伐，于是生产模式开始转型，更多的使用通用型机床，以符合小批量多品种混线生产的生产模式。但是我国目前的工装设计概念相对陈旧，依旧停留在一个工位一套工装，一个工序一套工装，这种类型的工装夹具缺点就是定制性强，通用性交换性差，换装时间长，不适合频繁更换产品的小批量多品种生产，而且由于工件在不同工装中间多次重复拆卸，定位的基准也不统一，导致过程误差的累积，最终降低了产品的一致性，增加了装配和管理的难度。导致成本的增加（一致性低的产品需要选配，大量的闲置工装需要摆放管理保养）尤其是对标准化程度要求很高的数控柔性自动化生产线而言， 更换不同产品或者说不同工序工装时需要重新校准位置，再进行测试、调试，包括设计不同的机械卡爪，再安装，这当中调试，换装所带来的停机时间长、生产效率低、测试风险、重复投资是企业不可能接受的。

MM：目前国内外柔性工装夹具系统的使用情况与发展情况怎样？如何改变人们重装备轻工艺的思想和使用现状？

薛跃龙：我们国家传统设计夹具时主要考虑的是一道工序一个工位的唯一性，设计时是没有任何通用性概念，也无法满足柔性的要求，而且传统工装以及工艺往往定位面选取在不同工序中是不同的，基准不统一，也很难形成现代化的优秀的工艺。

而国外由于柔性生产的概念提的早，托板化生产、随行夹具的模式已经被广泛使用了，但是由于不同国家间的生产方式不一样，接的产品的附加值不一样，其工装夹具对应的生产方式如果照搬到国内来生产的话也是成本很高的，还会出现水土不服的情况。

另外能够发挥柔性夹具和托板化生产的制造执行软件系统的价格是非常昂贵的。

上海麦迅机床工具技术有限公司1997年创始至今,一直致力于使用柔性化生产模式来解決生产制造过程中所需要追寻的精度和效率的问題。我司目前研制的柔性制造系统（包括夹具、托板与软件）属于现在国际上领先的附带软件功能的产品，具有0.002mm重复定位精度的高刚性夹治具，产品类型的覆盖范围从3mm的微型薄壁件到2m的大型模具，所以可以说无论是各种大小零件的加工行业，还是模具行业，都可以使用。我们为客户不同的加工，检测设备，以及设计CAD/CAM编程，都提供了统一的坐标点位，托板化之后的工件在不同的机床上换装，和机床原点建立关系，提供了与世界接轨的制造理念的系统平台。

我司目前的客户领域主要集中在精密模具制造、精密航天航空关键零件制造、医疗仪器零部件制造等高端制造领域，并且逐步向粉末压铸、汽车零件、机床零部件等广谱行业进行辐射。我司的产品在市场上能够得到广泛认同的原因主要有：与国际上高端的柔性定位夹治具品牌有同样高的精度，部分定制产品甚至超过其个数量级，在某些细微加工的行业中实现0.0005mm的重复定位精度；拥有自主知识产权的定位结构（已在多国申请发明专利优先权），提供更高的刚性连接要求，适应更快速的，金属去除量更大的加工；硬件附带的软件平台功能强大，能够让工厂实现机外预装卡，机外预先调整，不同的工件托板化之后再托板上有唯一的RFID芯片，以记载这个工件所需要的加工信息，比如程序信息，工件高度信息，工艺流转信息等，从而实现多工序多工件在有限机床内的混合柔性自动化生产；夹具硬件的价格更符合中国国情，并且软件平台的大部分功能免费提供给我们的客户使用，能够让工厂全面使用，从而提高整个公司的工艺水准，而不单单是一个产品的工艺水准。