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   編者語：設(shè)立在Nevada地區(qū)的加工車間自其鈑金件加工業(yè)務(wù)采用機(jī)器人加工系統(tǒng)之后，收獲頗豐。公司計(jì)劃引進(jìn)一套自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用于CNC數(shù)控加工。來自于Methods Machine Tools公司的Fanuc JobShop機(jī)器人加工單元，在加工最重要的一個(gè)工件時(shí)，不但節(jié)約了生產(chǎn)成本，而且縮短了加工周期。

JobShop機(jī)器人加工單元使工件的平直度和表面粗糙度達(dá)到了一個(gè)新的水平，該車間再也不需要將平直度不足的防沖擊板進(jìn)一步磨削加工，其質(zhì)量的提高節(jié)約了大量勞務(wù)費(fèi)用和運(yùn)輸費(fèi)用

   B&J公司的主要業(yè)務(wù)是為磁性門鎖加工防沖擊板。為了滿足其客戶對這些防沖擊板平直度的高精度要求，該車間不得不將這些工件移交到另外一家公司進(jìn)行進(jìn)一步磨削加工。除了這些工件的高額運(yùn)輸費(fèi)用之外，外協(xié)磨削加工還增加了大量的生產(chǎn)時(shí)間。在引進(jìn)自動(dòng)化加工單元以后，這一情況發(fā)生了改變：工件的大部分加工操作不但都能在本車間內(nèi)完成，而且還提高了零件的加工質(zhì)量并縮短了加工周期。

   實(shí)際上，B&J公司遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一個(gè)機(jī)加工車間的水平，自動(dòng)化生產(chǎn)對于該公司的副總裁Gregg Fisher先生而言再也不是什么新鮮技術(shù)。除了提供全方位的CNC數(shù)控加工服務(wù)之外，該公司還采用機(jī)器人設(shè)備從事精密的鈑金件加工，例如鈑金件的沖剪、沖壓和焊接，其加工精度達(dá)到±0.0001in（1in=0.0254m）。B&J公司創(chuàng)建于1973年，是一個(gè)家族式企業(yè)，坐落在Nevada地區(qū)Sparks鎮(zhèn)。其客戶范圍跨越各個(gè)行業(yè)，公司為這些客戶加工所需的零件，例如自動(dòng)投幣售貨機(jī)、醫(yī)療器械、運(yùn)動(dòng)器材和飲料機(jī)的各種零件。

　　尋找機(jī)加工方案

　　在為鈑金件加工引入機(jī)器人系統(tǒng)的同時(shí)，F(xiàn)isher先生也在努力尋求相應(yīng)的機(jī)加工解決方案。他提出了提高自動(dòng)化水平的要求，之后，Methods Machine Tools公司推薦了一種具有挑戰(zhàn)意義的綜合性系統(tǒng)來提高生產(chǎn)速度，提高當(dāng)?shù)匾粋€(gè)長期客戶的防沖擊板整體加工的工藝水平。這家客戶的磁性門鎖分幾種不同尺寸，由一個(gè)安裝在固定入口框架上的強(qiáng)力電磁鐵和安裝在移動(dòng)大門上的防沖擊板組成。B&J公司為幾種不同型號的門鎖制造沖擊板。其厚度約為0.5in，零件的尺寸范圍為1in×2.5in～3.75in×9in，但有兩種型號的門鎖占用了該車間生產(chǎn)的50%以上的防沖擊板。

　　之后，Methods公司地區(qū)經(jīng)理和辦事處負(fù)責(zé)人Chris Porter先生參觀了B&J公司及加工車間，并對Fisher先生的需求做出了評價(jià)。在進(jìn)一步討論以及與Methods公司的應(yīng)用專家協(xié)商以后，F(xiàn)isher先生購置了Fanuc JobShop機(jī)器人加工單元。該加工單元由一臺(tái)Fanuc RoboDrill VMC立式加工中心和一套與其全面配套的6軸Fanuc自動(dòng)化工件裝卸機(jī)器人組合而成。

　　JobShop機(jī)器人加工單元使工件的平直度和表面粗糙度達(dá)到了一個(gè)新的水平，該車間再也不需要將平直度不足的防沖擊板進(jìn)一步磨削加工，其質(zhì)量的提高節(jié)約了大量勞務(wù)費(fèi)用和運(yùn)輸費(fèi)用（圖1）。

　　機(jī)器人加工單元切實(shí)有效

　　JobShop機(jī)器人加工單元于2008年初安裝在B&J公司，該加工單元的設(shè)計(jì)主要適合于中小批量的加工生產(chǎn)。加工單元配有液壓或氣動(dòng)工件夾座，凡是能在其6in臺(tái)鉗和卡盤上夾緊的任何零件，都適合于在這一單元上加工。該加工單元還配有全套的進(jìn)出料傳送帶和防護(hù)欄，同時(shí)還提供第四軸供客戶選用，以進(jìn)一步提高該工作單元的生產(chǎn)效率。

　　這一自動(dòng)化加工單元減少了工件加工時(shí)間，使每天的調(diào)試和監(jiān)控時(shí)間削減為幾個(gè)小時(shí)。同時(shí)解放了操作員，使其能夠從事更有挑戰(zhàn)性和更有回報(bào)價(jià)值的工作

　　加工單元的核心RoboDrill VMC立式加工中心可進(jìn)行轉(zhuǎn)速達(dá)5000r/min（也可選用8000r/min）的剛性攻螺紋銑削加工，也可從事其他更多的加工項(xiàng)目。X、Y和Z軸可以加速到1.5g，而進(jìn)給速度可達(dá)1181ipm（也可選用2362ipm），快速橫向運(yùn)動(dòng)速度高達(dá)2125ipm。該機(jī)床所配置的標(biāo)準(zhǔn)刀具更換裝置為14個(gè)工位，而B&J公司購置的設(shè)備選用了21個(gè)工位的刀具更換裝置。其配套的6軸LR Mate 200iC型機(jī)器人配有夾鉗、教育懸掛附件和幾套程序，這些系統(tǒng)可以很容易地適應(yīng)并滿足用戶的需求。

　　節(jié)省操作過程和成本

　　在引進(jìn)自動(dòng)化單元前，該公司將上千件激光切割后的毛坯件送到另一家Blanchard車間進(jìn)行雙面砂輪磨削加工。當(dāng)磨削加工后的防沖擊板返回該車間時(shí)，該車間就采用CNC數(shù)控機(jī)床加工特殊的埋頭孔、鉆孔和其他項(xiàng)目。在采用RoboDrill機(jī)床以后，防沖擊板的加工質(zhì)量如此之高，再也無需進(jìn)一步磨削加工了?，F(xiàn)在除了最后一道電鍍工作之外，所有的加工操作全部在本車間內(nèi)完成。

　　取消了磨削加工工藝之后，車間節(jié)約了很大一筆開支，這不僅是因?yàn)樗麄儫o需再給另一家公司支付防沖擊板的磨削加工費(fèi)用，而且也因此節(jié)約了大筆運(yùn)輸費(fèi)用，這在很大程度上解決了汽油價(jià)格的上漲問題。由于全部工作都在公司車間內(nèi)完成，因此使整體生產(chǎn)時(shí)間從6周降低為兩周。Fisher先生說：“我們可以將一部分節(jié)約的費(fèi)用返利給我們的客戶，他們自然也樂于接受這樣的結(jié)果，不但在節(jié)約費(fèi)用上有所突破，而且零件的質(zhì)量水平大幅度提高。”

　　門鎖制造商對防沖擊板的平直度要求極高，凹度范圍限制在±0.001in之內(nèi)，凸度范圍為±0.003in。在采用JobShop機(jī)器人加工單元之后，防沖擊板的平直度要比以前更為穩(wěn)定。而在過去，公司往往會(huì)在加工后的零件四周留下一道激光切割的毛邊?，F(xiàn)在，該加工單元能夠很容易地對這些毛邊進(jìn)行銑削加工。

　　提出新挑戰(zhàn)

　　按照Fisher先生的說法，客戶對公司加工的防沖擊板給予了很高的評價(jià)。然而，在正常的使用情況下，每個(gè)防沖擊板都會(huì)重復(fù)磁化，因此需要大量的鎳，以免在電磁鐵通電時(shí)帶有其本身的磁性拉力。由于金屬中含有大量的鎳，因此最初給客戶留下深刻印象的呈鏡面的表面，實(shí)際上會(huì)產(chǎn)生一些視覺偏差，反而影響到某些防沖擊板的外觀。

　　于是Fisher先生向Methods公司提出了另一挑戰(zhàn)性要求：希望他們提高表面粗糙度，使其看起來光滑適度。一位Methods公司的應(yīng)用專家拜訪了他們的車間，卸除了該機(jī)床圓筒形銑刀上6個(gè)鑲刀片的其中4個(gè)。此外還加快了進(jìn)給速度，這一措施使此后生產(chǎn)的工件的表面粗糙度更加符合需求。

　　在Fisher先生決定購置JobShop機(jī)器人加工單元的過程中，節(jié)約勞務(wù)費(fèi)用這一因素起到了重要作用。該加工單元可以減少防沖擊板生產(chǎn)中所要求的多道操作工序，可以為B&J公司及其客戶節(jié)約大量費(fèi)用。Fisher先生說，他也為這一工藝能夠大幅度減少加工過程中的工作量而高興。

　　自動(dòng)化加工事半功倍

　　以前，該車間的兩臺(tái)CNC數(shù)控機(jī)床每天工作達(dá)20h，用于加工從磨削車間返回的防沖擊板。這些工作緊張的雇員們必須為加工防沖擊板每天超時(shí)工作。Fisher先生無可奈何地說：“我們的工作使工人們筋疲力盡。他們不得不堅(jiān)持每天工作10h，天天如此。”

　　而自動(dòng)化加工單元實(shí)際上采用無人化操作生產(chǎn)，包括該車間的整個(gè)白班和部分夜班。該加工單元的機(jī)器人有三套夾鉗，總是夾持需要加工的毛坯件、一個(gè)已經(jīng)完工的工件和一個(gè)從臺(tái)鉗到臺(tái)鉗之間過渡的毛坯件。當(dāng)毛坯件的一側(cè)銑削加工以后，機(jī)器人就會(huì)將其翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)臺(tái)鉗上，然后銑削加工毛坯件的另一個(gè)側(cè)面。操作員的主要責(zé)任是照看另一臺(tái)機(jī)床，白天，只有很少的時(shí)間花費(fèi)在新運(yùn)行程序的調(diào)試設(shè)置之中，并在其他機(jī)床的周期間隔時(shí)間，負(fù)責(zé)監(jiān)控這套加工單元。Fisher先生說，操作員的工作只是簡單地補(bǔ)充所需加工的毛坯件、檢驗(yàn)毛坯件的加工質(zhì)量并包裝已經(jīng)完工的防沖擊板。這一自動(dòng)化加工單元減少了工件加工時(shí)間，使每天的調(diào)試和監(jiān)控時(shí)間削減為幾個(gè)小時(shí)。同時(shí)解放了操作員，使其能夠從事更有挑戰(zhàn)性和更有回報(bào)價(jià)值的工作。

　　該車間仍在使用陳舊的機(jī)床，每次生產(chǎn)一種尺寸以上的防沖擊板，而其加工單元的生產(chǎn)效率則要高得多。Fisher先生說：“自動(dòng)化對我們的工作非常有利。我們非常關(guān)心雇員，希望他們掌握最新的技術(shù)。我總是將目光放在未來，自動(dòng)化生產(chǎn)使我們達(dá)到了事半功倍的效果。”