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机械自动化让人工宝石走上快车道

行业上下游中国仪表网2012年05月25日 14:09人气:8025

  “如果不用机械,现在磨宝石很难赚到钱。”蒙汉坤是梧州旺铺镇人,1995年来到市里开始从事宝石业,从起初纯手工到现在实现机械自动化磨石,可以说是亲历了梧州宝石产业的发展。
  
  从手工到机械生产
  
  这些年宝石行业也处于一个转型期,一方面原料及劳动成本的增加,另一方面竞争使加工费走低,再加上订单时多时少,许多产业工人都转行做其他了。蒙汉坤想如果有一种机器能代替人工磨石就好了。2010年底,蒙汉坤听说梧州学院的科研人员研发生产了半自动化的宝石机,他立马进行考察和测算。2011年3月份以每台1500元的价钱购买了10台全数控技术宝石研磨与抛光机。
  
  在他的工厂,笔者看到一个十多平方米的空间里,除了人就是机器,还有成排、成堆、成桶的铁棒,铁棒的顶端是一粒粒细小的原石或者是红得透亮的加工后的红宝石。他雇佣三名女工,一人在粘石、反石,一人打磨平面,还有一人独自操作三台全数控宝石打磨和抛光机,只见她将铁棒插上和取下,不一会功夫一粒粒晶光灿灿的宝石就出来了。操作机器的工人小王说,这机器可以磨32种形状的宝石,只要用摇控器输入相应的参数,所要的宝石形状就毫不费神地被机器生产出来了。相对于过去需要左、右手不停地在砂盘上转动,现在就是在“看风景”了。她的老板蒙汉坤说:“以前宝石加工是全手工操作,不仅效率低下、工人费力,而且加工出来的宝石很难达到统一的标准;自从去年购进这批机器投入生产后,每天每人生产的宝石从100粒左右提高到将近400粒以上,不仅生产效率提高将近4倍,而且加工出来的宝石质量稳定,达到A级以上标准。”
  
  这机器的研发人之一,梧州学院高级工程师黄永庆经常来回访,看看机器的使用情况。蒙汉坤还根据自己的实践经验向他提出机械改良的建议,也被采纳了。改进后的机器更是得心应手,达到了机人合一的状态。
  
  科研助推地方产业发展
  
  人工宝石产业作为梧州市的一个特色产业,2008年以前,宝石加工多以手工操作为主,随着劳动成本的不断攀升与产品销售价格竞争的下滑,造成了利润空间减少。2008年开始,梧州学院为了服务地方经济社会发展,依托该院的人工宝石设计与加工实验室、信号处理实验室等科研平台,组织以高级工程师陈炳忠为首的18人科研攻关小组,他们来自机械、计算机、电子工程、信号处理、艺术设计等专业和领域的教授、工程师和教师。他们向自治区科技厅申报并承担了“人工宝石粘石、反石、自动刻磨技术及设备研发”课题,开启了研发之路。
  
  在梧州学院的人工宝石设计与加工实验室,笔者看到了两台研发成功最新型号的宝石加工快速粘反石机和宝石自动刻磨抛光机。陈炳忠介绍说,这些最新型号的宝石加工快速粘反石机每小时可粘石坯8000粒、反石坯4800粒,比手工操作分别提高20倍和10倍以上;宝石自动刻磨抛光机不仅比手工快了5倍以上,而且加强了精度控制,使产品质量达到AAA级以上。
  
  陈炳忠边演示边说,自动粘反石机主要由铁棒自动输送装置、胶水定量释放装置、石坯自动输送装置、胶水自动烘干装置以及半成品反转装置等组成。该系统在粘石运转过程中,能一次性将几百支铁棒与几百粒石坯准确对接并自动粘合一起、烘干成型;并将已磨好的半成品与铁棒分离后,系统调整半成品反石装置,重复粘石运转过程完成反石工序。它可以解决手工粘反石点胶水慢效率低、无法控制胶水定量易脱石、无法准确定位、精度低等问题。自动刻磨抛光机以机电一体化对设备的转速、转角、倾角、压力、位移等参数进行控制,实现机械手模仿八角手宝石机手工操作的全过程,使精度提高、产品质量大幅度提高。
  
  迄今为止,“人工宝石粘石、反石、自动刻磨技术及设备研发”项目小组已经成功研发了两种型号“刻面宝石加工快速粘反石机”、三种型号的“高精度宝石自动刻磨抛光机”以及配套设备。宝石加工快速粘反石机的两种型号分别为第一、二代,其中一代机已经销售700台。自动刻磨抛光机已生产了三代,第一、二代机已经在市场推广销售350台;第三代机DPGM-2双工位刻面宝石自动刻磨抛光机已研制成功。此外,该项目小组在研发过程中,已申报4项专利,其中“宝石石坯研磨床”和“圆型宝石冠角亭角自动研磨床”已获得国家知识产权局的实用新型专利授权。
  
  三年了,陈炳忠和他的研发团队不畏困难、越挫越勇,朝着既定的目标奋进。市场的需求和行业的发展是研发小组夜以继日坚守实验室的动力。芯片烧了不计其数,机器的设计无数次修改,驱动IC莫明其妙烧坏,数据设置按键经常失灵,数控编程遇到磨出的宝石板位不够精确、机器稳定性不高。最大的困难就是机器的稳定性,磨石的过程一时高一时低。磨宝石的时候压的力气不到位就磨不好,压得太大力了也不行,磨出来的面就不均匀,所以力气的控制精度要很准才行。所有这些都足以让技术人员废寝忘食、夜以继日地攻关,最终达到了以机械手实现宝石加工,以控制机械手代替传统手工对各种宝石进行研磨和抛光的技术转变,即研发成功粘反石宝石设备以及人工宝石自动刻磨设备的总体目标。
  
  “该项目具有先进的设计理念,尤其是自主开发独特的控制算法与加工数据结构,提出控制程序与加工数据分离的设计方案,使得该技术及设备发明达到了国内领先水平。”这是2012年3月26日,广西壮族自治区科技厅专家组对梧州学院“人工宝石粘石、反石、自动刻磨技术及设备研发”项目的鉴定评价,并一次通过验收。
  
  “直到有一天,宝石加工不再是年轻人的活计,妇孺孩童都可以,喝着咖啡、吹着空调、手拿摇控器……由一个中央控制系统来控制所有的机械,这样就可以实现大规模的机械化生产了。”这是陈炳忠,这位与宝石打了24年交道的元老级人物,为笔者描绘的宝石加工产业的宏伟蓝图,这也是他为之奋斗的终极目标。
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