昼夜不停的高精度加工

作者：Larry Haftl

欢迎访问e展厅 展厅 1 加工中心/FMS展厅 车铣加工中心, 铣削加工中心, 钻铣加工中心, 镗铣加工中心, 五轴加工中心, ... Peer Inc.(www.peerinc.com)的制造总监Peter Ronge先生说：“5年前启动的高精度加工和部件组袋工作单元项目，可基本实现无人工操作。现在，三个工作单元海年生产75万到100 万个零部件。每周工作7天．每天24小时运行，只需要9名操作人员．公差保待在10µ到15µ，百分之百的检测。该项目成功的原因是我们选择与重要的供应商建立起的合作伙伴关系，如Mori Seiki Co. Ltd.(www.moriseiki.com)，Fanuc Robotics Inc(www.fanucrobotics.com)和Mitutoyo American Corp.(www.mitutoyo.com)。与供应商达成协义，并不一次性购买所有工作单元。而是共同组建一个团队努力使第一个工作单元成功运行，然后付清款项，再继续下一个订单。” Peer聘用Ronge先生管理该项目。他的方式是使所有与之相关的人员都处于平等的位置。当出现问题时，不是指指点点和取消或贬低定单，而将重点放在必须采取那些措施才能解决问题并使首个工作单元顺利完成上面。 “与供应商建立起战略性伙伴关系．我们是依靠制造产品获得利润而不是靠压榨供应商的利润空间，”Ronge先生说，“我们不会说类似‘这个必顶达样做’或‘你不这样交货我就取消汇票’这徉的话。我们与专家进行平等友好的交流。‘我需要以这样的方式进行’或‘我希望零件以另外一种方式进行装载’，然后机床负责人，机器人负责人、液压负责人和三坐标测量机的负责人各显神通，经过了两年的艰苦工作，成功完成了第一个功能工作单元。” 该工单元是用于特定加工应用的，但Ronge指出该工作单元具有高柔性可以用于任何类型塑的加工，包括加工和部件装配的组合，他提到首个单元运行时碰到了很多问题，但第二个就容易多了，到第三个时所用时间比开出汇票多不了多少。他们希望再增如第四个单元，可能还有第5 个，到本年底完成完全没有问题。 所有的外部支持机构都位于距Peer不足1小时路程，紧急服务可以迅速完成。Peer的信息技术部门可以让外部支持人员通过通讯线路登陆工作单元，包括安装在工作单元内的网络摄像机。在工作单元离线时，自动化负责人员可以远程访问工作单元控制器调策程序。 “达到这样的效果是很令人惊喜的，如果不是所有人都百分百的投入努力，无法实现这样的效果”Ronge说。 工作单元里有什么 每个长30英尺宽10英尺(长9.1米、宽3.1米)的工作单元包括两个加工区域和一个部件组装区城。每个加工区域有一台Mori Seiki立式加工中心，一台Fanuc看管机器人，一个压缩空气鼓风系统和两条小型传输带，用于部件组装区域的输入和输出。部件组装包括衬套压入系统，衬套分配系统和装有可视化系统的Fanuc传输机器人。 工作单元如何工作 操作人员将成组铸件放在装载台上,看管机器人从装载台上取一个铸件将其安装在加工中心的八个夹具台其中一个上。加工中心在铸件上加工出一个孔。机器人从加工中心夹具中将工件取下，同时喷射压缩空气清理零件，将其放在传输带上，传输到装配区域，传输机器人将其装在衬套压入系统中，从衬套分配系统中取一个剖分式衬套，将其放在小的旋转台上，旋转时机器人扫描裂口。然后传输机器人将衬套运至压入系统装进铸件的孔中，之后将装配了衬套的部件取出放到传输带上运回加工区域。 看管机器人从传输带上取下零件，将其装回八个夹紧台之一，进行最后外形加工。完成加工后去毛刺，然后安置在CMM夹具上。 CMM 测量孔的直径，X位置，Y位置和Z向高度。测最结果记录在MeasureLink数据库中，并在屏幕上有彩色代码显示。零件信息根据其精度是否在公差带内分为绿色、黄色或红色。超出公差带的零件由看管机器人喷涂红色的标志——不合格产品，放在完工的托盘中。合格零件也放在托盘中。 CMM和在线检测 选择CMM作为过程控制工具而不是完工后进行检测的仪器，有两个优点：首先，在线CMM能提供百分百的检测有助于减少成本，可以进行昼夜加工。在一些轮班可以无人看管。如果机器人将零件放到错误的位置或放在切屑或其他杂质上面时，CMM检测会触发该零件为不合格零件。其次，更重要的一点，百分百的检侧使 Peer能充分利用客户的公差。如果没有检测，就需要非常高的工艺指数CPK以确保零缺陷。而达到高工艺指数CPK需要使用成本更高的工艺，例如，磨削或研磨。在Peer的案例中，车间可以专注于加工工艺让CMM清除正态分布曲线外的次品。 闭环控制成本高昂 该系统包含了Ovation Engineering Inc(www.ovationengineering.com) 的EZ-Comp控制器,可以根据CMM中超出公差范围的数据，修正加工中心控制器中的G代码，以补偿刀具磨损或其他问题。“在使用机器人以前一直使用 Ovation自动调整系统，机器人有完全不同的概念和优先级”，Ronge说，“机器人会在不该工作的时候动作，它应该等待自动调整系统的计算和重置。但它的确在以正确的方式运行，按照其优先级和我们所设定的方式进行，这就与Ovation系统有了冲突。通常由于滞后而形成过补偿。它仍然能够运行是因为减慢了在开始的时候加工，但这不是令人满意的解决方法。” Peer没有通过编程进行检侧调整的闭环控制，而是通过手动控制。“一旦初始安装完成就仅需要很少的调整，通常每次轮班只需要一个人员就可以处理这些问题，”Ronge说，“通过观察不可合格零件可以知道发生了什么情况，进行迅速的调整。如果操作者不在附近，当不合格零件超出了预设值后会自动停机。现正在寻找其他的方法使其形成程序化闭 环，但这并不是主要的问题。 如何在无人看管的情况下保持紧公差 “如果我得知有人能在无人看管的情况下铝加下精度保待在10µ，我也会为这是在开玩笑，但这恰恰是我们正在做的，”Ronge说，“秘诀就是材料。 我们和当地的铸件厂合作开发了一种铝合金，它品质非常稳定我们才得以在无人看管下保持紧公差。另外不在工具上节省成本。与优秀的刀具供应商合作使用金刚刀具取得了极好的性能。在为期两年的开发周期内，刀具供应商到这里考察使用他们刀具究竟能得到什么样的性能，现在他们带来了新的产品使我们能以稳定的成本运行。期待新的刀具技术——涂层．更好的刀具还有更好的夹具能够编短加工周期。” 得到好成效不要轻易破坏它 Peer知道会有很多新技术或软件能够缩短加工周期，但工厂管理者在决定改变时是非常谨镇的，改变可能打破现有工作工艺或在全局上产生负面影响。重头再来会浪费很多成本，Peer的管理者认为保持现有工艺的百分百运行，就已经保持领先了。 在经过历时两年的集中研发，Peer已经高品质、高生产率和低人力成本的运行了三年。如果要提高生产率，他们宁愿克隆现有成熟的工作单元而不愿重新开发新的。 Ronge说现有工作单元的配置具有足够的柔性加工现有产品、老产品或新产品。通过与外部专家的合作，Peer达到了它的目的，而现在则是收获的季节。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (1/6/2008)