原标题:体验牧野机床：柔性高效、精益求精！ ◎文丨e-works研究院总监 许之颖 6月21日上午，

原标题:体验牧野机床：柔性高效、精益求精！

◎文丨e-works研究院总监 许之颖

6月21日上午，e-works第三届日本智能工厂考察团走进全球高端数控机床领军企业牧野(makino)铣床株式会社位于富士山脚下的胜山工厂，参观高端数控机床的数字化制造之旅，体验了牧野机床柔性高效的生产模式和精益求精的企业文化。

牧野机床成立于1937年，由牧野常造和清水正利两位创始人创建，最初是立式铣床的专业制造厂，经过81年专注于机床制造领域的发展，其产品已拓展至卧式加工中心、nc电火花加工、nc铣床、铣床、磨床，服务于模具、汽车零部件、航空航天等行业的客户。在模具市场主要有立式加工中心、5轴加工中心、微细精密加工机等，在零部件市场主要有卧式加工中心、j系列等，在航空航天市场主要有5轴加工中心mag系列等。

图1 考察团成员在牧野机床胜山工厂

花园式厂区内的合影

牧野机床的产品具有高精度高速度、自动化程度高的特点，满足大面积高质量的表面加工要求。牧野机床在日本本土有多家工厂，产品各不相同，在北美、欧洲设有技术中心和服务网点，在中国的昆山、东莞和天津以及东南亚和印度设有技术中心，以满足亚洲市场快速增长的加工需求。

图2 胜山工厂厂长

为考察团介绍公司的发展和主要产品

牧野机床非常重视这次考察，接待规格很高，对参观过程进行了精心安排。首先，由胜山工厂厂长为考察团成员进行了公司主要业务和发展过程的介绍，让考察团成员对公司有初步了解；然后安排考察团成员参观了铸件全自动制造中心和装配车间，了解产品制造过程中先进的管理模式和自动化、数字化技术的应用；最后介绍了牧野机床在工业4.0的实践――pronetconnex解决方案。

图3 考察团成员专心听取介绍

此次参观的胜山工厂于1987年投产，主要业务是卧式加工中心的生产和大型铸件的精密加工，工厂面积近15万平米，员工仅336人。胜山工厂的选址很有讲究，由于制造高精密机床，制造过程对温度、湿度和地基的要求高，正好富士山国立公园的海拔较高、气温较低、湿度适宜，气候环境非常适合工厂的建造需要，因温湿度调节产生的成本低，且地下为花岗岩岩层，非常坚固，所以工厂选址于此。

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行业领军地位

源于“质量第一”的企业理念

牧野机床在其发展过程中创下了很多个第一：

1937年，研制成功日本第一台升降台型立式铣床；

1952年，开发出第一台冲压型立式铣床；

1953年，研制成功超精密万能刀具磨床；

1958年，开发出日本第一台数控立式铣床；

1966年，开发出日本第一台数控加工中心；

1970年，开发成功适应控制加工中心；

1972年，研制成功适应控制多工位连续自动化加工中心；

1980年，研制成功数控电火花加工机；

1983年，开发出模具自动加工系统dms；

……

所有这些“第一”，都源于牧野机床“质量第一”的企业理念――尽一切努力满足客户所提出的对提高产品品质的要求，时刻鞭策自己提高生产率，扎实稳健做好每一项工作。牧野机床认为，质量第一是对客户的承诺，这个承诺不仅意味着提供高质量的产品，还包括追求技术、服务、商务的各个层面，是对产品和人的精益求精。该理念在企业logo上也得到充分体现，两个圈分别表示自己和客户，寓意和客户连成一体，共同进步。

图4 牧野机床logo

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fms系统实现柔性自动化

在胜山工厂，我们首先参观的是铸件全自动制造中心。大型铸件作为机床的主要构件，由于形状结构复杂、加工表面多、精度要求高，往往加工量大、加工周期长，尤其装夹找正困难，工序间转换时间长。在胜山工厂的铸件全自动制造中心，这些问题通过柔性自动化单元的全自动加工得到了有效解决。这其中的关键是三维模型在制造过程中得到了充分应用，再结合标准化、模块化设计模式，为自动化制造、柔性化生产奠定了基础，生动地诠释了设计工艺制造一体化。

铸件全自动制造中心位于整个厂房的一端，制造中心里一半是线边的自动化立体仓库，另一半是由两台大型卧式加工中心、自动化去毛刺和清洗设备组成的柔性制造系统（fms），执行铸件的精密加工，自动化产线的入口放置了一台大型的三维扫描仪。制造过程由扫描仪开始，通过三维扫描对毛坯三维逆向建模，与设计模型进行比对，自动选择加工工艺和计算加工余量，用于自动化加工，这种方式与传统方式相比，每月节省出68小时，效率得到大幅提升。自动化去毛刺设备加装了摄像头，使设备具有视觉能力，保障自动化作业能力。自动化产线旁装置了连接所有设备的轨道，并与线边的自动化立库紧邻，方便物料的抓取与在工序间的转运，这样的布局实现了机器人自动上下料，完全实现无人化加工。

图5 大型铸件精加工自动化线示意图

图6 大型铸件精加工fms

在铸件全自动制造中心参观时，牧野的陪同人员还介绍了几个细节。加工产生的铁屑并没有像传统工厂那样在机床边排出，而是全部排到车间的地下，有搬运设备直接送到外部，再用货车拉走，减少了大量的清理工作。此外，切削液的处理也是亮点，用过的切削液并没有废弃，而是加入化学制剂后重复利用。

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数字化全面应用，全面掌控制造过程

在装配车间，牧野机床也很注重装配环节的数字化应用，装配工位旁装置了电子屏可查询具体的制造工艺，用于装配示教，有效指导装配作业。

牧野机床的精密加工中心具有体型庞大、产品结构复杂的特点，因此，装配过程复杂、周期长，需要对制造过程合理组织和严格监控，才能保证准时交付。基于这样的要求，牧野机床采用管理系统监控每个订单的制造执行过程，对装配过程的完工情况实时采集，实现了装配进度的可视化。在制造过程中，设备的运行状态严重影响生产作业效率，牧野机床对设备实施了数字化管理，采集设备运行的参数，对设备的运行状态和效率实时监控，还可按天、周、月统计与分析，为设备运维、生产决策提供数据支撑。

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交钥匙工程

助力客户的精加工快速进入最佳状态

牧野机床在客户服务方面，考虑得十分周到。首先，在产品交付时，提供turn key业务，即交钥匙工程，帮助客户快速进入批量生产零部件输出技术的最佳状态。要达到这样的效果，需要经过对客户的工艺分析、制造程序的编制、加工模拟、加工刀夹具的选用过程，最终才配置出最佳方案。此外，基于机床设备的加工精度、连续工作等特殊性，牧野利用互联网搭建了一个平台，为用户提供保养系统、用户简易报价、机床状态确认、加工应用与保养支持、在线学习等自助式服务。

图7 自助式服务平台

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探索iot技术，延展服务内涵

当前，随着物联网技术的发展，牧野机床自主研发了pronetconnex系统，为客户提供iot解决方案，在质量第一的企业理念之下，延展服务内涵。

pronetconnex系统为客户提供机床远程运维支持以及主轴诊断，帮助客户最小化停机时间，延长设备寿命。pronetconnex通过connect（连接）、collect（收集）、analyze（分析）支撑客户提升设备稼动率。

connect――通过软件，使机床与具有安全和扩展性的网络建立连接，并广泛利用标准的通信协议用于数据的传输。

collect――连上网络后，可以收集机床的数据，并且收集的数据类型可以选择。

analyze――牧野通过自主研发的软件和分析模型，用于客户机床运转状态的分析。

图8 牧野pronetconnex系统

pronetconnex系统为客户提供两方面的服务：

1）远程支持

可迅速地进行机床诊断，提供保养日程的提案以及简单的机床恢复支持。这种服务模式是为每个客户建立安全的数据库，利用网络连接设备与服务中心，收集机床的实际情况、故障数据，共享实时的报警信息及机床状态，不需要客户通过电话对技术服务人员进行烦琐说明，共享机床问题，使服务人员迅速把握机床状态，对于能立即解决的问题通过远程操作提供恢复支持，最小化缩短停机时间。

图9 pronetconnex的远程支持服务

2）主轴诊断服务

对主轴运转的各项参数进行采集，并建立主轴运转的数据模型，利用不断积累的数据进行学习，形成预测模型，可预测故障时期，还可提前规划机床停止时间表，制定设备维修计划，防止非计划性停机。

图10 pronetconnex的主轴诊断功能

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考察收获

牧野机床坚持“质量第一”的理念，通过不断的创新和工匠精神，在加工精度、使用寿命、质量持久性方面在全球领先。考察中通过交流互动、车间参观，考察团成员对这个全球机床行业的领军企业有了深入的认识，获得不少启发。

①行业专注

牧野机床创立80多年，一直深耕机床制造行业做深做透，不断结合市场需求和发展前沿，提供创新的产品以及控制系统，并以客户体验为核心提供相关的服务。

② 质量为先

基于质量第一的理念，在产品开发上工程师专注于产品质量不妥协，在制造过程上合理利用自动化技术保证质量稳定性，在服务模式上，别出心裁地将售后服务的部门设置在销售部门，保证服务的体验。

③ 技术上与时俱进

随着技术的发展，普遍采用自动化、机器人、机器视觉等技术用于制造、物流过程，重视物联网技术的应用，不仅对自己制造设备加以监控，更成为为客户提供服务的重要手段。此外，牧野机床和fanuc等企业携手，共享先进的技术装备、核心支撑软件、工业物联网等系统，共同打造柔性自动化生产领域的解决方案。

④ 与自然融合

胜山工厂利用优美的森林环境建造工厂，因此也非常注意环境保护，注重厂房的隔音效果，切削液循环利用，厂房不能高于树，藏身于树林中，与自然环境完美融合。

虚拟动作捕捉技术

动捕软件

动捕

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