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电火花EDM/线切割 |
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将自动化技术融入EDM加工 |
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newmaker 来源：MM现代制造 |
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提起EDM孔加工的自动化概念主要有两种方式：一种就是简单的机械式自动换刀装置，另一种就是综合机器人系统（图1）。基本上每种方式都具有相同的功能。不过，自动换刀装置仅仅是把刀夹从加工头区域自动移进、移出；而机器人却可以在加工区域将电极、导向器和工件运进运出，前提是要对此进行编程设置。
通过数控或电脑控制来实现加工设计是一件很简单的事情。但是即便是到2008年，部分加工工场仍羞于谈起自动化，有的是由于对技术本身的恐惧，而其他的人则担心如果同时服务于两三台机床的机器人关闭，那么整个加工就有可能因此中断。
当谈起EDM钻孔自动化时，一些模具制造和生产工厂通常会说：“我们能用这个做什么呢？我们的确也没考虑过这些装置。”但是如果他们真的在自动化方面投资，他们就会发现提高产能是完全可以的，而且在机外的应用会显著增加，同时可以节省部分其他工作。
图1 这台数控EDM钻孔机使用了6轴机械手技术来更换电极导向器，在一个程序里可以同时提供10种不同直径尺寸的电极
担心并非一项有利的技术
走进那些深患“技术恐惧症”的模具工厂你会发现，许多从事EDM加工的人都坚信：“我只有这台设备，我的工人可以自己更换电极。”这种心态往往会造成大量机器的停机。在他们意识到设备有可能被闲置很长的时间之前，工厂有可能已经倒闭了。
这种停机对于许多工厂无异于一个杀手，尤其是对于那些想跟上如今工业领域内满足客户需求、及时供货的工厂而言。不过可喜的是这种形式的停机是完全可以避免的，而且完全没有必要求助于工艺工程师或工程公司将您的工艺流程自动化，您所做的仅仅是与EDM或机器人供应商一起合作，根据EDM钻孔操作量身定制一套解决方案。
1.换刀装置
购置一个简单的换刀装置仅需要增加20000美元的成本，但却可以使EDM钻孔操作持续进行，直到圆盘传送带上的所有电极都使用完。在这里我们还不计算更大空间或更大数量的操作，仅仅是讨论直径为1mm、长度从150~400mm不等的铜管加工。
2.机器人
购置机器人的成本相对较高，但是其回报更高。一般的传输带（电极库）可以携带8~20个夹头（这样取决于供应商），而机器人却可以负责50个工具夹头，甚至更多。前者的数量取决于对刀具夹紧机架的设计。而对于机器人而言，只要它能够接触到这个工具就可以了。
机器人也可以自动转换导向器。从这个意义上讲，先进的自动化已经超出了许多模具工厂的预期。不过如果加工某个工件需要两种或更多不同型号尺寸的电极的话，这种自动化就显得尤为重要了，因为不同型号尺寸的电极需要不同的导向器，以匹配不同的直径尺寸（图2）。
图2 这台数控EDM钻孔机安装了自动电极更换器，其最多可容纳20个不同型号的电极，根据加工需要通过6轴机械手可以自动对其进行更换
3.工人
此外，更为重要的是原来需要操作工做的工作，现在可以由工具转换器来完成，这样可以把操作工解放出来去做更有价值的高附加值工作，从而使整个工艺具有更高价值。这里所关心的就不是再需要那么多时间的问题，因为这套系统可以使工人发挥更好的效能。
例如，在通常情况下利用自动的刀具转换装置更换小的钻夹头，大致需要90~120s，而一个熟练的操作工完成这个任务仅需约40s。在任何机器上进行类似装夹转换的操作，熟练的操作工都可以比自动工具转换装置更快，但是这意味着必须有一个工人在现场。
问题并不在于更换时间改变了，供应商就真正可以做得更快；也不在于加工是否精确。很显然，自动化操作可以降低更换操作时的人为错误，但是并不会提高设备的加工准确性。问题在于工人，与站在那里相比，工人有更多的有价值的工作要做，如帮助规划设备的下一步工艺等。
事实上，许多成功的模具制造商的规划能力都是最好的，尤其是在如今客户对于准时加工要求颇为严格的环境下。为了能够跟上这种需求，模具工厂必须花费更多的时间与精力在工作规划方面（不得不将人数控制到最佳，一个工件在磨床加工需要多久，然后是铣削和线切割，最后是电火花成型加工）。
工艺过程中出现的任何错误，所付出的代价都是相当昂贵的，因此前期规划至关重要。然而，通常来看规划都是在设计室的桌面上进行的，与车间实际的操作相去甚远。因此，要想保证EDM钻孔加工能够持续不断的进行，唯一的方式就是使其实现自动化加工。
正如许多坐在办公室的操作者不愿意承认这点一样，那些坐在办公桌旁的工作人员实际上主要以模具设计为工作，他们对于整个工作有着最好的见解。而在车间的操作工知道的虽然更多，但是并非所有的细节都清楚。因为只有设计者才会看到整体图纸，那些最好的加工工厂是允许设计者在车间里负责生产运行的。因此，在前期工艺规划阶段设计者与操作者沟通的越多，那么车间的实际加工效率就会越高，并且可以更好的利用自动化来实现这点。
对于辅助设备的建议
模具工厂在使用自动化设备后都会想尽办法发挥其最大效能，他们考虑应该在设备上添加一些机组附件，以保证他们的设备能够尽可能稳定的运行。同时，他们也要确信他们使用的冷却液的循环系统是可靠的，使用的电极直径必须统一。否则他们通过使用自动化系统而节省下来的时间就有可能被电极附着在导向器上或机器过热等问题浪费掉。
自动化系统可以直接被设计到新设备中，也可以通过改造而集成进老设备，这样就可以节省一部分由于工人站在一边无所事事而浪费的时间成本。为了实现及时供货、小批量生产和提高竞争力，自动化已经变得司空见惯，即使是那些具有“技术恐惧症”的工厂也将会开始选择自动化。任何人都可以这样，即便是最简单的自动化解决方案也可以对生产有巨大的帮助。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(2/5/2010) |
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