技術創(chuàng)新令寶石更絢麗⁽¹⁾

——記梧州學院寶石機械的研發(fā)人陳炳忠

梧州學院實驗樓里有一間約20平方米大小的實驗室，室內的加工設備、寶石樣機和一臺用于圖表設計的電腦靠著墻壁擺放，實驗室中間的地板上橫七豎八地放著一些正在加工的零部件，幾個人在敲敲打打、又割又鋸地忙碌著。

這就是梧州學院的廣西高校重點實驗室——“寶石設計和檢測”的一個工作間，在這里誕生了目前國內領先水平的全自動寶石刻磨拋光機、寶石加工快速粘反石機、申報了國家發(fā)明4項專利……

這里的主人，就是該研發(fā)項目的帶頭人——陳炳忠高級工程師。在這個窄小、凌亂的地盤里，他興致勃勃地向我們描繪著未來寶石加工業(yè)的宏偉藍圖：“寶石加工可以開著空調，一邊喝著六堡茶、一邊手摁遙控器來完成。”他說：“那時候的寶石加工，是由一個中央控制系統(tǒng)來控制所有的機械，這樣就可以實現(xiàn)大規(guī)模的機械化生產。”

老師和商人的角色轉換

1975年，從廣西大學機械系鑄造專業(yè)畢業(yè)的陳炳忠，來到廣播電視大學梧州分校任教。在那個經濟改革不斷掀起浪潮的年代，寶石加工開始流入梧州。當時還是小伙子的陳炳忠，看好這個行業(yè)的發(fā)展前景，成為梧州市第一代寶石人。

雖然做的是磨寶石的生意，但機械專業(yè)出身的陳炳忠，開始對生產機器進行小改革來提高效率。然而只賺取加工費讓他覺得勞動力太低廉，他越來越感覺自己可以在其中有所作為。于是他自費進入中國地質大學，選擇寶石設計與制作專業(yè)進行研修。1993年，結束了學業(yè)的陳炳忠，干脆下海經商，與朋友一起經營首飾廠、寶石廠。

2003年，為整合資源、擴大辦學規(guī)模，梧州教育學院、梧州師范學院、廣西大學梧州分校三校合并，成為新興的“廣西大學梧州分?！薄＿@是一所地方性的院校，本著為地方經濟社會培養(yǎng)人才的宗旨，將開設系列服務地方的學科專業(yè)。于是，在商海里打拼了10年的陳炳忠，又重新歸隊，執(zhí)起教鞭。學校開設有產品設計（首飾設計方向）專科專業(yè)，他給大學生上《首飾手工制作》《寶石琢型工藝學》《寶石學基礎》等六門課程。

由于是新專業(yè)，教學設備和實驗器材都相當匱乏，“學校幾乎沒有課堂所需的寶石礦物標本。剛開始，為了上課，會從家里帶一些到課堂上，后來干脆全部拿到學校來”。陳炳忠自1993年下海經商后，每次出差或參加寶石展覽時，喜歡收集各類寶石標本，只要看到本地沒有的，或者以前沒見過的寶石礦物標本，都會買回來。他收藏的礦物標本達200多種，幾乎涵蓋了現(xiàn)在教學時所用到或者列舉到的標本，這都是一些有錢也難以收集到的礦物標本。

研發(fā)項目獲國家專利

雖然做的是教書匠的活兒，但寶石人的情結，讓陳炳忠跟業(yè)界聯(lián)系緊密，加上培養(yǎng)的學生要輸送到企業(yè)，對寶石加工、銷售、機械制造各個環(huán)節(jié)，他了如指掌。

2008年以前，梧州市寶石加工多以手工操作為主，機械容易磨損而造成刻面不準確，隨著勞動成本的不斷攀升與產品銷售價格競爭的下滑，造成了利潤空間的減少。傳統(tǒng)寶石加工工藝設備落后和產品品種僵化，嚴重制約了寶石產業(yè)的快速發(fā)展。一直關注梧州寶石業(yè)發(fā)展的陳炳忠，看到了市場對智能機械化的需求。

在這種情況下，以陳炳忠為首的科研攻關小組，依托梧州學院的“寶石設計與檢測實驗室”的科研平臺，承擔了“人工寶石粘石、反石、自動刻磨技術及設備研發(fā)”自治區(qū)級課題的研發(fā)。

該科研團隊最大的優(yōu)勢在于，它集合了機械、計算機、電子工程、信號處理、藝術等多學科教授、工程師等科研人員。研發(fā)小組對人工寶石加工的工藝及技術含量進行了描述、總結，分析了項目開發(fā)中的重點和難點，明確了項目的技術研究方向，然后形成了產品開發(fā)的初步計劃：以機械手實現(xiàn)寶石加工，以MCU為核心控制器的系統(tǒng)，同時植入專用步進電機驅動芯片，配合傳感技術、液晶顯示器和遙控技術，實現(xiàn)遠距離輸入各種寶石的設計參數(shù)，最后完成以控制機械手代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工，對各種寶石進行研磨和拋光的技術轉變，即研發(fā)成功粘、反石寶石設備以及人工寶石自動刻磨設備的總體目標。

2011年3月，寶石老板蒙漢坤購買了10臺第二代全數(shù)控技術寶石研磨與拋光機。他說：“以前寶石加工是全手工操作，不僅效率低下、工人費力，而且加工出來的寶石，很難達到統(tǒng)一的標準。自從購進這批機器投入生產后，每天每人生產的直徑6毫米的寶石從100粒左右提高到400粒以上，不僅生產效率提高將近4倍，而且加工出來的寶石質量穩(wěn)定，達到A級以上標準?！?/p>

在他的工廠里，我們看到一個工人能夠獨自操作三臺全數(shù)控寶石打磨和拋光機。工人小王說：“這機器可以磨32種形狀的寶石，只要用遙控器輸入相應的參數(shù)，所要的寶石形狀就毫不費神地被機器生產出來了?！?/p>

隨后，寶石加工快速粘反石機、自動刻磨拋光機、圓型寶石冠角亭角自動研磨床、刻面寶石復合拋光盤等機械，迅速在市場得以應用。

2012年3月，廣西壯族自治區(qū)科技廳專家組對“人工寶石粘石、反石、自動刻磨技術及設備研發(fā)”項目進行鑒定和驗收，做出了如下評價：該項目具有先進的設計理念，尤其是自主開發(fā)獨特的控制算法與加工數(shù)據(jù)結構，提出控制程序與加工數(shù)據(jù)分離的設計方案，使得該技術及設備發(fā)明達到了國內領先水平。該項目小組的研發(fā)成果，已申報國家發(fā)明專利1項、實用新型專利3項，其中“寶石石坯研磨床”、“圓型寶石冠角亭角自動研磨床”和“刻面寶石復合拋光盤”，已獲得國家知識產權局的實用新型專利授權。

研發(fā)的產品投放到市場，需要收集使用中的數(shù)據(jù)，對產品再進行改良和改革，于是自動刻磨拋光機（三代機）和刻面寶石加工快速粘反石機（二代機）相繼投放市場，打破了長期以來梧州市寶石加工設備落后的局面，縮短了與國內外的差距。陳炳忠的團隊也在長期的設計、研發(fā)、生產實踐過程中，探索出一套行之有效的設計、生產技術和工藝。

從事多年人工寶石加工的莫柱森介紹，高精度寶石自動刻磨機操作簡便、產品質量高、市場潛力大。他說：“舊式機生產的寶石，市場收購價僅為0.2元/顆。自動刻磨機生產的寶石，市場收購價高達0.8元/顆。僅這一點，就足以顯現(xiàn)兩者市場競爭力的巨大差別?！?/p>

用技術描繪產業(yè)藍圖

隨著寶石機械研發(fā)的成功，陳炳忠在業(yè)界逐漸有了名氣。2012年11月，深圳宏通陶瓷科技有限公司負責人在報紙和網絡上獲知陳炳忠的科研成果后，登門拜訪，并邀請陳炳忠到其工廠考察，希望他能夠為廠里研發(fā)加工寶石材料的手表鏈條的機器。

由于掌握了核心技術，陳炳忠對這類機械的研發(fā)信心十足，考察結束后，陳炳忠立即簽下了協(xié)議。到2013年9月，他所研發(fā)的機械，已經完成了各種調試并申報國家發(fā)明專利，準備交付企業(yè)使用。目前，陳炳忠又跟該企業(yè)協(xié)商合作，研發(fā)陶瓷3D打印機，把對寶石生產機械的技術研發(fā)繼續(xù)向縱深推進。

技術的發(fā)展是永無止境的。陳炳忠所帶領的科研小組，對寶石打磨和拋光機的研發(fā)沒有止步。他們不斷進行技術攻關，對第四代刻磨拋光機智能化和性能，提出了更高追求，目前其關鍵技術已經取得突破，機械組裝已具雛形。四代機新增加了垂直拋光寶石臺面、寶石加工數(shù)據(jù)庫、質量閉環(huán)控制技術等功能，并申報國家發(fā)明專利2項。

與寶石打了24年交道、在研發(fā)過程中越挫越勇的陳炳忠，深有體會地說：“不同學科專業(yè)知識技術的應用與開發(fā)，是完成技術攻關的關鍵；擁有這個產業(yè)的知識產權，就等于擁有這個產業(yè)的話語權。”

（注：本文曾發(fā)表在《西江月》，2013年第11期）

(1) 本文作者：鄭文鋒、譚永軍。