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加工中心/FMS |
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自动化还是灭亡 |
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作者：Charles Bates 来源：美国American Machinist杂志 |
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多种类，小批量生产环境下的车间再不能指望仅仅通过运行数条独立的加工中心，并为每台加工中心配备一名操作人员这种方式来竞争。人力成本太高，而且更重要的是，这种方式下的操作通常意味着只有40%的机械化率，因为大量的时间被浪费在装卸工件和清除工件夹具上。但是．通过引入自动化和卧式加工中心，车间的设备利用率能够提开到50%，80%，甚至95%那么高。
自动化最简单的形式是自动换刀和自动交换托盘。如果正确应用的话，这两种功能组合在一起能够使卧式加工中心的利用率从5O%增加到80%。但是，要想使机床利用率跃升至90%以及更高，车间必须采取自动化中的下一个步骤——多托盘系统。
虽然通常用在大批量车间，多托盘、通用托盘或托盘库系统使从事多种类、小批量作的车间能够无人值守运转机床并自动操作。例如，一个8托盘系统能够适应8种或者更多不同的工作，或者对同一个零件的这么多种不同操作。实际上，这些系统能够大大提高机床利用率而无需车间增加其人力资源。
Makino公司的适合多种类、小批量工作的自动化单元竖直地存放子托盘
除了多托盘．很多机床制造商建议车间在单元控制器内使用组合夹具和托盘管理系统。组合夹具使车间能够迅速地在大约四小时内为组部件中的任何工件制作夹具。另外一种方法是制作定制的夹具，但这会花费更多的时间和人力。
在执行了一项使用组合夹具的工作之后，车间可以拍下夹具的数码照片，或者使用组合夹具系统通常所包含的软件记录下它用到的特定夹具。这使得车间能够顺利地为重复订单重新装配夹具，而不必为了重复的订单使搁架上堆满夹具。
单元控制器将一个或多个加工中心连接到托盘交换系统并记住装载到托盘阵列上的零件。所有零件程序及任意类型的夹具管理软件通常驻留在单元控制器内以提供“单点”操作。某些单元控制器甚至还接受不同零件设置的视频或照片以供日后参考。
当托盘装载工件时单元控制器自动将合适的零件程序发送给它预定的机床。单元控制器能使车间的产量增加而不必增添更多操作人员。
虽然机器人主要应用于大批量生产，但是如今的许多机床和制造设备供应商提供一些专门为多种类、小批量操作的自动化而设计的机器人系统．Makino和Automated Concepts公司可提供这样的系统。
Makino的系统由一个机器人组成，它将工作的子托盘输送到卧式加工中心内——通常是一台五轴机床，与加工中心的托盘相配的定位器确保每个被装载的子托盘适合机床，因此机床知道子托盘的位置。
由于子托盘适合机床，所以车间还能够使这些托盘上的工件适合于机床。这消除了多余的步骤，不必测定工件在机床上的位置或者使工件适合于机床。
Makino公司的卧式加工中心生产线经理Tim Jones说，“当使用传统的托盘交换系统时，车间还必须使新夹具适合于机床并确保这些夹具上的零件正确定位。”
Makino的系统不像传统托盘系统那样水平地堆叠托盘，而是竖直地存放其子托盘。这使得系统能够适应小空间，而且无需长长的托盘存放单元。Makino系统中只有工作设置站是水平的，所以操作人员在装载零件时不必承受重力。Jones说，子托盘以及它们竖直存放的事实已经帮助Makino公司得以将机器人应用于高混合、低产量工作。
LM-8D系统为多种类，小批量生产提供价廉的自动化
Automated Concepts公司采取一种不同的方法来实现多种类、小批量工作的自动化。它的系统叫做LM-8D，是一个适合车间现有机床的独立，现成的自动化包。
该系统包括Fanuc M 16i六轴机器人，一个双向五屉零件送料器和一个Fanuc “B”型控制器。Automated Concepts公司的特种业务经理Brian Turner说．通过使用诸如此类的标准预制组件，Automated Concepts公司能够以低于100,00O 美元的价格供应LM-8D，该价格比定制系统低大约25%到40%。
他说：“许多车间告诉我们他们需要自动化，但是他们住往被费用和系统不够灵活的想法所阻止。LM-8D解除了这两个限制。”
车间将各种工件装载到系统的送料器抽屉中。送料器抽屉的高度从5英寸到8英寸可调，适合直径从2.5英寸到4.5英寸的工件。机器人然后打开一个独立的抽屉隔板，移动一个零件毛坯并将其装载到等候的机床上。一旦加工完零件，机器人将其从机床上卸载，放回原来拿取零件时的那个抽屉内或者放到一个运出输送机上，或者放入一个料箱内，然后装载另一个工件。
机器人使用一个三指抓爪系统来处理各种不同的零件形状，该系统还包括另外六个铝制指坯，它们可用于不同类型的零件。Automated Concepts公司通过机床的接口将它的机器人集成到机床上，所以要实现自动化的机床必须做好连接机器人的准备。这意味着机床必须能够将机器人连按到它的控制器。
除了其他好处，LM-8D还便于移动、因为它的机器人和抽屉单元用螺栓固定在由钢丝安全栅包围的同一个底座/工作台上。当它在一种类型的机床上执行完工作后，车间可以方便地将用叉车将整个系统运到不同的机床上。LM-8D应用于任意类型的机械加工操作——铣、车、磨和其他，向两台机床送料的LM-8D系统的设计方案现正在制定中，目前的型号被设计成一次只为一台机床服务。
此外，由于机器人和屉式送料器位于同一个工作台上，所以机器人始终知道送料器的位置。当系统被移动到不同的位置后，车间不必重新教会机器人送料器在哪儿。一旦系统定位，仅仅需要使机器人接触机床的工件夹具来教会它机床在哪儿，向系统输送空气和电力并将系统连接机机床的I/O模块。 (end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(7/2/2007) |
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