目前,自动化解决方案已经找到了通向机床的道路,其应用范围可以从简单的刀具更换装置,一直到可以将机床与整体加工流水线连接起来。如果要想对加工流程进行现代化装备,就不能只通过一种操作方法来连接加工设备,而是要做得更多才行。
自动化技术范畴如今已经超越了单种加工工艺。从前不久刚刚闭幕的EMO展会上即可看出:成功的自动化技术可以实现对不同加工工艺的融合。溶蚀、高速切削(HSM)或高性能切削(HPM)都不相互排斥,而是做有意义的相互补充(见图1)。
图1 目前针对机床的自动化技术解决方案可以融入不同的生产工艺,例如高速铣削和线切割
为什么采用自动化技术
只要观察一下市场,便可发现,现在的中心主要集中在欧洲、北美和亚洲地区。在欧洲的各工业中心,设备作业小时和工资水平成为考虑的主要因素,而在发展中的亚洲国家(不包括日本、中国香港、新加坡和南韩),人们希望的是获得更好的、可重复性高的质量和更大的产量。北美地区肯定与欧洲地区类似,只要技术方案有利于商业用途,就应该会轻松得以实现。此外,在欧洲和北美地区,人们希望能够提高生产率、降低单件产品生产成本,消除加班和占用周末时间工作,并依据订单情况对生产能力的波动进行调节。不容忽视的另外一点是较复杂的系统除了本身的部分操作之外,还可提供一个一种信息技术框架(工厂管理系统),它可以对来自生产区域的数据接收和对订单相关数据的获取提供支持。按照要求,需要缩短向所有市场周转和供货的时间。
连接多台机床的框架条件
灵活的自动化解决方案可以集成刀具加工、模具加工和高等级部件生产的关键技术。连接各生产装备的自动化线都有其特别的任务。为了解决这些问题,需对各个生产流程及其顺序进行有效的管理。针对流程管理,条件是需要使用一套可靠和功能齐备的机械系统。其他的前提条件便是要有清晰和明确的责任分工。
自动化解决方案的可行性
最简单的途径便是在设备研发过程中即把自动化方案考虑进入,并使之与机床的机械和电气控制系统完美无瑕地结合到一起。这种装置存在极小的风险,这是因为它在最初,销售人员联系客户的时候,就已经把各种可行的配置方案完整和清晰地做了专业化探讨和记录。实现技术方案的复杂性和购置一套此类系统的费用和责任都在最初阶段就已经完全透明化。
最灵活的自动化解决方案须被视为是在客户与供应厂商及技术咨询公司之间项目技术规格范围内完全成形的针对此客户专用的。通常的情况下,首先会出现一个生产方面的问题,对此有必要考虑采取相应的工件自动化技术;或在极端情况下,必须对生产流程做出定义,以此影响全套设备的配置和部件的选型。
例如由GF阿奇夏米尔集团提供的“Concept Cell”系统(见图2)。它可以在确保生产安全的条件下,提供对其生产的Mikron HSM300型机床上石墨电极的高速铣削加工、在FO 3505上的模具电火花切割与在Mikron HSM400U型设备上通过5轴高速铣削加工的生产部件制造以及在AC Challenge V2型设备上的电火花切割作业之间的连接。
图2 高速铣削、电火花饰刻和电火花切割可通过灵活的自动化技术方案实现彼此间的连接
对不同工艺进行集成时,需要具备对各个加工步骤之间相互关系和加工流程熟知为前提。其他对于包含电火花切割工艺的集成流程来说,建议使用石墨电极,这是因为在对石墨进行切削加工(即电极的高速铣削加工)时,不会生成毛刺。做到这一点,也就满足了设备无监控作业的核心条件。对所有加工工件的自动清洁可以确保质量保证的安全和预调工作,对此,可对配方数据进行自动确定、管理和使用。
无论什么行业,无论市场处于什么地理位置,针对工件处理的自动化技术方案都必须被视为是各个项目所专用的。经验表明,各项目的主要部分需求都可以通过相对简单和价廉的技术方案得到满足,尽管也有其他技术方案需要较大规格和很高的投入。
采用Concept Cell时,对机床之间的连接要通过Fanuc Robotics公司的一种6轴线性运行的操作装置来实现,它可以服务于492个储位的共9个卡盘(3R系统)。所有的过程均通过一台带有相应单元控制软件的主机进行自动管理。对此,可采用GF阿奇夏米尔集团的Sigma软件。