与'超精密加工'对话

黄：传统的CAD/CAM软件能否适应超精密加工的要求？
    中川：超精密加工发展到目前的水平，比如微米、亚微米甚至纳米的精度级别，对CAD/CAM是一个很大的挑战。目前市面上的CAM都是用插补、曲线逼进等方法来进行造型，在逼进和造型的过程中，有很多近似因素已经加进去了，所以就算机床做得再好，CAM的精度实际已经降低了，不能满足目前的超精密加工，尤其是光学元器件加工的需求。目前在全球范围内，能够适用于纳米级超精密加工的CAM软件实际上还没有。由于我们做的是特殊形状的球面镜或者非球面镜，因此我们基于这种特殊的形状开发了自己专用的CAM软件，但这种软件在普及上是有局限性的。我们这次来的目的之一，就是想利用华工等高校的优势资源，共同合作开发适应超精密加工用的CAD/CAM软件。
   
    黄：请介绍一下贵公司、产品及其市场情况。
    中川：我们公司主要开发超精密和超高速加工设备。我们把自己在加工方面的知识和技巧都凝聚到设备上，然后根据客户的需求来定制，使设备对于用户而言更容易操作。从设备着手来提高技术，是我们公司发展的方向。
    关于超高速加工设备，早在二年前，也就是2003年11月我们就开发出来，并得到了市场的认可。其中，有11台投放到大陆，主要生产手机等小型消费性电子产品的模具。我们的另一个产品是超精密加工设备。在超精密加工设备方面，我们已经制造了一台原型机，在这个基础上做了大量的试验，现在已经做出了两台量产机型，我们在很多实验验证的基础上去评价机器的效果，应该说它已经完全达到了令市场满意的程度。
    我们公司的产品与其他的厂家的产品相比，具有小型化、成本低、具有测量功能、具有很大性价比等方面的优势，我们瞄准的产品对象是小型产品，如数码相机、手机、DVD用镜头等都可以适用我们的产品，如果要做大型产品我们的设备就不一定合适了；此外，相对其它机床大厂，在市场信誉方面，我们还需要一段时间去证明。估计到了那个阶段，我们的设备会销售得很好，但现阶段市场还处在认识我们的过程中，我们也在一直致力这方面的工作。
   
    黄：中国很多高科技企业普遍存在的问题是"会做技术，不会做市场"，冒昧的问一下您是否存在这方面的担心？
    中川：从大学里发展起来的企业，可能在全球范围内都面临着同样的问题。有许多大学教授做技术研究很优秀，但是讲到做生意、做企业就不在行了。从个人的亲身体会来讲，我对此也很有同感，开发出具有一流技术的产品后，如何把技术产品化，并推向市场实现盈利，这对从教授出身的经营者是一个很大的考验。我本人还担任了日本大学高技术产业评价委员会的委员长，对这个问题有更深刻的认识，但我们既然已经把企业做起来了，就只有朝前看，才能够尽我们最大的努力去克服困难，使企业走向成功。
   
    黄：你们的超高速加工设备比较成熟了，是否已经可以带来稳定的收入，用来支持超精密设备的研发？
    中川：实际上不是这样的。因为我们公司是一家很大的母公司的一部分。目前我们一直靠大公司的资金支持来进行研发。当然从今后起，我们要依靠自己研发的产品来盈利，并继续进行后续研发。五年前我们成立时，主要是为光通信产业生产关键元器件而开发的这个设备。不幸的是，IT行业的网络泡沫破裂使我们没能按预定的计划发展。但我们从那次失败中总结了很多经验教训，重新开始研究开发。目前也有了一些成果，正处在逐步向商业产品转化的过程中。
   
    黄：令我难以想象的是，你们公司只有20人，如何能制造出如此复杂的设备？
    中川：我们开始是制造镜片的，在这个过程中，发现加工设备存在很多问题。从解决这些问题的角度出发，我们才开发了这种设备。可以说，我们是把加工的一些技巧和经验融合在设备里了。我们并不是20人全部从元器件开始研究，然后慢慢把产品做起来的，我们需要的是要有自己的想法，有自己的设计方案，同时拥有其中关键的技术（比如测量头和软件），其他的零部件都是使用从市面上可以买到的光电元器件。在日本，我们虽然是一家小的公司，但是也拥有很多好的合作伙伴。我们在中国的发展也会有同样的一个过程。我们的盈利不单纯靠出售这种设备，我们还将用这些设备加工出模具。出售模具同样是我们很好的盈利来源。正是这些盈利使我们能够在新技术研发上不断投入。
   
    黄：请您谈谈您对中国制造业发展的看法。
    中川：这几年中国制造业取得的发展是有目共睹的，但主要是靠较低的生产成本获得的，而在关键设备尤其是关键元器件的开发方面还存在一定的差距。目前，日本的制造企业往往拥有自己独创性的技术，并且通过这些技术将产品生产出来，即便这家公司把自己的技术、工艺公开，其它国家和地区也很难做出来，因此在市场上才具有竞争力。要取得这种创新的成果，需要在研发方面投入一定的资金。因此，中国还需要一定积累，尤其是时间，才能赶上日本。
   
    黄：最后，请您谈一下您自己这几年做企业的感受。
    中川：我从东京大学退休后，进入了产业界。应政府的要求，我在很多政府部门，尤其与技术开发相关的部门供职；同时还有很多大的财团、大的理事会、企业、学校里关于技术开发领域的审查委员会的职务。当然，目前我考虑得最多的还是如何把公司更好地经营下去。
    我在东京大学教书度过了三十年，这期间也做了很多技术研究、产品开发以及产业化的工作，但觉得近几年的收获更大，自己的知识范围和涉足的领域一下宽了很多，相当于在原来的大学干了十五年左右。作为一个高科技风险企业的经营者，确实面临着很多的压力和困境，在不断探索企业出路的过程中，我也动了很多脑筋，学到了很多在学校里作为教授所学不到的东西。回过头来看，虽然到了这个年龄，还要经历这么多东西，吃这么多苦头，但我觉得还是很值得的，因为这是一种很充实的生活方式。另外，作为一个经营者，我深深感到合作伙伴以及公司员工的支持也是极为重要的。如果没有这些支持的话，企业就无法运作下去。因此，我对员工与合作伙伴抱着很大的感激之心。现在，我的个人目标，就是要努力把企业经营好，这样才能对投资方，对合作伙伴和公司员工有一个好的交代。
   
    后记：
    中川先生是日本先进制造技术的权威专家，而我的同学李军旗博士在该公司负责超精密加工设备的总体设计工作。在华中科技大学校长李培根院士宴请他们的宴会上，我了解了他们在超精密加工领域的研究与开发实践，就自告奋勇提出对中川先生进行专访，中川先生愉快地接受了我的邀请。与中川先生的交流非常坦诚，给我留下了深刻印象。
    我认为日本制造有很多值得中国制造学习的地方，这是我这次专访的初衷。中国正在大力发展装备制造业，尤其是微机电系统。因此，我希望这次与"超精密加工"的对话能够对中国装备制造业的发展有一定的促进作用。
   
    【关于中川威雄】
    中川威雄先生1967年获日本东京大学工学博士学位，此后30年间一直任东京大学教授，创立了日本模具协会，并任多个学术协会的会长，同时一直担任日本丰田公司和Fanuc等公司高级顾问，在日本和世界制造业学术界及企业界享有崇高声望。1999年退休后任东京大学名誉教授和理化研究所名誉研究员，2000年创立FTC(Fine Tech Co.)公司，获得了全球最大的消费性电子产品OEM制造商Foxconn公司的投资，主要从事超高速和超精密镜片模具加工设备的开发。目前，FTC已开发出全球第一台集车削、磨削和在线测量为一体的小型超精密镜片模具加工设备，加工精度可达数十纳米。该加工设备在数码相机镜头、手机镜头、DVD读取头等小型镜片的高精度批量生产中具有广阔的应用前景。    
    
    【关于超高速加工】
    超高速加工技术是指采用超硬材料的刃具，通过极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。目前在此项技术中，处于领先地位的国家主要有德国、日本、美国等。
    超硬材料工具是实现超高速加工的前提和先决条件，超高速切削磨削技术是现代超高速加工的工艺方法，而高速数控机床和加工中心则是实现超高速加工的关键设备。随着新刀具（磨具）材料的不断发展，每隔十年切削速度要提高一倍，亚音速乃至超声速加工的出现不会太遥远了。
    在超高速切削方面，日立精机的HG400III型加工中心主轴最高转速达36000~40000r/min，工作台快速移动速度为36~40m/min。采用直线电机的美国Ingersoll公司的HVM800型高速加工中心进给移动速度为60m/min。
    在超高速磨削方面，目前日本工业界实用磨削速度已达200m/s，美国Conneticut大学磨削研究中心的最高砂轮磨削速度达250m/s。
    近年来，我国在超高速加工的各关键领域进行了较多的研究，但总体水平同国外尚有较大差距，必须急起直追。

    【关于超精密加工】
    超精密加工当前是指被加工零件的尺寸和形状精度高于0.1μm，表面粗糙度Ra小于0.025μm，以及机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术，目前正在向纳米级加工技术发展。
    超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家是美国、英国和日本。美国是开展超精密加工技术研究最早的国家，也是迄今处于领先地位的国家。英国的克兰菲尔德精密工程研究所（简称CUPE）享有较高声誉，是当今世界上精密工程的研究中心之一。日本的超精密加工技术的研究相对于英美来说起步较晚，但它是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。尤其在用于声、光、图像、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面，甚至超过了美国。
    我国在80年代中期出现了具有世界水平的超精密机床和部件。但总的来说，与国外产品比还有相当大的差距。
    超精密加工技术发展趋势是：向高精度、高效率方向发展；向大型化、微型化方向发展；向加工检测一体化方向发展；机床向多功能模块化方向发展。
     
   

黄培专访中川先生