日本碌碌（機床）智能科技(rokuroku機床)在小物?精密部品向け微細加工機領域處于行業(yè)領先地位。自1996年推出微細加工機“MEGA”以來，公司不斷擴充產品線，推出了“Android”和“Vision”等以滿足市場需求。近年來，基于“微細加工依賴于操作員”的理念，公司加大了對操作員支持功能的開發(fā)力度，包括工件的自動更換和追加加工的自動化等系統，助力人手不足的生產現場。今年，公司迎來了成立120周年，并于10月1日更名為碌々智能科技。公司正在加強為用戶解決問題的提案，那么公司將致力于開發(fā)哪些產品？我們采訪了負責設計的三位專家。
問：請介紹一下貴公司進入微細加工機領域的背景。
天野：1996年的JIMTOF展會上，我們發(fā)布了MEGA-360，并開始了微細加工機的生產。在此之前，我們主要生產的是使用BT40高剛性刀柄進行高效鐵加工的加工中心（MC），但由于競爭激烈，我們需要尋找突破口。于是我們將目光投向了微細加工領域。當時，MC和我們的另一主力產品——用于印刷電路板鉆孔和外形加工的機器讓我們預見到電子設備領域的增長。隨著計算機和手機的小型化，我們也預見到了模具和零部件的微型化。因此，我們開發(fā)了微細加工機，開拓了這一新市場。
問：微細加工機與此前的MC有很大不同嗎？
天野：是的。隨著零件的微型化，我們預見到工具的直徑也會減小。為了用小直徑工具加工，需要提高周速。因此，在MEGA-360中，我們將主軸速度提高到36,000轉/分鐘，而當時的MC只有8,000～12,000轉/分鐘。此外，我們在工作臺導軌上采用了滾動導軌，取代了當時主流的滑動導軌，并使用了短螺距的滾珠絲杠以提高定位精度。我們目前標志性的門型機械結構和箱型床身也是首次在MEGA-360上采用?？梢哉f，這是一款在各個方面都大膽挑戰(zhàn)的機器。
問：這些關鍵技術在1996年之前就已經積累了嗎？
天野：滾動導軌在MEGA-360之前的MC和鉆床中已有應用。為了提高定位精度，低摩擦是關鍵，因此我們認為滾動導軌優(yōu)于滑動導軌。此外，印刷電路板鉆孔機的氣動主軸可以達到120,000轉/分鐘，所以我們也有“為了高速旋轉應該如何設計”的經驗。
主軸的振動抑制是重
問：貴公司的微細加工機能使用的最小工具直徑是多少？
天野：鉆頭的話最小直徑是0.01mm（10μm）。不過，也有用戶嘗試使用直徑5μm的鉆頭進行鉆孔加工。
照片：技術本部 設計開發(fā)課 課長 大石秀人
問：為了提高加工精度，微細加工機的設計重點是什么？
大石：有三個重點。首先是消除主軸的振動。例如，在使用直徑0.05mm的球頭銑刀進行加工時，需要幾微米的微小切削量，如果主軸振動，工具無法實現理想的微小切削。其次是驅動軸如何按指令移動。如果不按指令移動，不僅會影響加工形狀，還會降低工具壽命或導致工具折斷。第三是熱位移對策。主軸、伺服電機和線性電機產生的熱量會傳導到機器上，導致機器變形，從而改變主軸位置，這也會引起切削量變化和加工誤差。除了這三點，我們還時刻注意“精度與生產性的平衡”。與用于研究的納米級機器不同，微細加工機也需要具備生產性。
問：碌々智能科技致力于開發(fā)適用于量產現場的機械。
大石:公司產品線以MEGA系列為基礎進行設計。目前，公司有2022年JIMTOF展會上發(fā)布的第七代MEGA，即“MEGA-Ⅶ”，作為微細加工機的入門機型。此外，還有兩款與MEGA-Ⅶ加工區(qū)域相同但精度更高的機型：采用滾珠絲杠驅動的MEGA-Ⅶ、采用線性馬達驅動以提高精度的“AndroidⅡ”，以及采用線性馬達驅動并引入油靜壓導軌面的“P12-C genesis”。
另一方面，與MEGA-Ⅶ同樣采用滾珠絲杠驅動但加工區(qū)域更大的機型是“CEGA-SSS”，其軸移動范圍為510×410×310mm，而MEGA-Ⅶ為410×330×200mm。再者，與CEGA-SSS相似但軸移動范圍更大（650×550×300mm）且采用與AndroidⅡ相同的線性馬達驅動的機型是“Vision”。通過MEGA-Ⅶ為中心的五款機型，公司能夠滿足客戶的各種需求。
問：在這些微細加工機中，有哪些機型起到了轉折點作用？
天野：作為用戶接受的首款配備線性馬達的微細加工機，Android起到了轉折點的作用。盡管在推出Android的十年前，公司曾發(fā)布過一款線性馬達驅動的機器，但由于加工范圍較小且線性馬達的可靠性較低，未能獲得市場認可。然而，隨著時間推移，滾珠絲杠驅動的機械耐久性開始受到質疑，模具領域對線性馬達驅動的需求增加。2010年公司推出Android，2015年推出AndroidⅡ，成功滿足了模具領域用戶的需求。此外，Android還采用了特殊的滾動導軌，使得在選擇合適的工具和加工路徑時，端銑加工也能實現接近研磨加工的鏡面效果，這一點也使其成為重要機型。
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問：Vision是根據用戶希望將粗加工和微細加工集成到一臺機器上的需求而開發(fā)的。近期有哪些需求越來越強烈？
里中:自自動化需求日益增加，公司已提供自動夾具交換系統（AHC）超過十年，最近越來越多用戶將AHC作為選配項安裝。該系統最初主要用于電火花成型加工的電極加工，但近年來已擴展至模具零部件和醫(yī)療器械零部件的加工。
問：什么是AHC？
里中：AHC是一種支持長時間無人操作的系統，能夠在設定好的多個夾具中自動更換工件。通過預先在多個夾具中裝入工件并安排好計劃，系統可以實現24小時無人操作的連續(xù)加工和工件更換。定位夾具適用于Erowa和System 3R公司的產品，實際測得的交換精度為±1μm，廣泛應用于勞動力不足的現場。
天野：由于無人操作，首先要確保加工現場的溫度環(huán)境合適。此外，工具也需要在適當時機進行更換，否則隨著加工的進行，不良品的風險會增加，因此需要事先收集工具壽命的數據以做好準備。
問：為了實現微細加工，操作員的能力也非常重要。那么有哪些功能有助于提高操作員能力和發(fā)現問題呢？
里中：首先是“MA-OS1（Machining Artist Operating System）”。以往的操作系統雖然有CNC廠家提供的標準界面，但只是簡單排列文字和數字。MA-OS1則加入了動畫和圖形化界面，使操作更直觀，一目了然。
另一個特點是采用了多屏顯示。與其他廠家將所有信息集中在一個大屏幕上的做法不同，MA-OS1在主屏幕旁邊設置了一個副屏幕，用于顯示公司定制界面，減少了操作員因切換界面帶來的壓力。MA-OS1已在MEGA-Ⅶ和CEGA-SSS上標配，并計劃在2024年1月推廣至AndroidⅡ和Vision。
問：另一個功能是?
里中：為了實現“可視化”的“M-kit”。我們認為，“實現最終加工精度的一個關鍵點是操作員能夠提前掌握機器信息”，基于這一理念開發(fā)了該功能。M-kit能夠收集室溫、主軸溫度、伺服電機溫度、工作臺溫度、空氣消耗量等數據，并在副顯示器下的專用顯示器上顯示。通過掌握這些信息，操作員可以進行必要的修正。此外，該功能還具備數據積累功能，能夠在發(fā)生故障時查看當時的情況。利用M-kit獲得的主軸溫度數據和機器上的工具測量功能，還可以判斷機器的熱飽和狀態(tài)?；谥鬏S溫度變化和主軸伸長測量結果，系統能夠自動判斷暖機操作的結束，這樣操作員就無需一直守在機器前。M-kit不僅能夠通知操作員機器的狀態(tài)，還能減輕操作員的工作負擔。
打破部門壁壘，采納客戶意見
問：貴公司一直以來都在應對各種市場變化，您認為未來十年需要什么樣的機床？
大石：我認為自動化和無人化是未來的趨勢。然而，我們公司一直認為“微細加工只有在有操作員的情況下才能實現”。因此，如何支持操作員變得尤為重要。我們認為，從用戶的角度進行設計是關鍵。我們公司有最了解客戶需求的銷售人員，有支持微細加工機使用的銷售技術團隊，以及長期維修機器的服務團隊。我們設計團隊應認真對待這些部門掌握的客戶視角信息，并將其應用于產品開發(fā)中。
天野：聽起來從其他部門汲取客戶需求很容易，但能真正做到這一點的公司很少。公司往往被部門分隔，可能只聽取客戶的兩三個需求，其他的則被忽略。因此，真正意義上改善公司內部的溝通，細致地采納客戶的需求，才是我們這種中小企業(yè)的生存戰(zhàn)略。
問：在10月1日貴公司更名為碌々智能科技。您希望在新公司名下進行哪些產品開發(fā)？
天野：開發(fā)微細加工機之初，我們認為只要制造出合適的機器，就能實現微細加工。但事實并非如此。我們逐漸認識到，如果不支持工具、CAM、機器安裝環(huán)境等整個系統，就無法在客戶現場提供微細加工。因此，在2020年的在線JIMTOF展會上，我們發(fā)布了能夠自動進行加工、自動清洗、機上測量、與CAD數據比較、差異追蹤加工的系統“COSMOS”，并在2022年的JIMTOF展會上展示了實際工件并提出具體的“COSMOS”系統方案。這種不僅僅是微細加工機的綜合舉措與我們的新公司名“智能科技”相呼應。
我們還將公司的口號從“微細加工機的領先企業(yè)”改為“微細加工的解決方案公司”?？桃馊サ簟皺C”字，明確了不僅僅是微細加工機，而是包括軟件和周邊設備在內的綜合解決客戶問題的姿態(tài)。在產品開發(fā)方面，我們將加速綜合系統的建設。
