在Prestige模具公司（位于加利福尼亞州RanchoCucamonga市）裝備精良的辦公室入口處，來訪者會受到一個黃銅海龜?shù)袼艿臍g迎。這是很相稱的，因為塑料模具制造廠與這種帶殼生物具有一些共同的特點。長壽、耐性及堅固性是二者的共性。懶惰不是它們的特征，因為過去多年該公司在加速自己設計和制造復雜多腔體模具方面已經(jīng)邁出了巨大的步伐。P在關鍵的模具部件制造過程中增添機器人自動化已經(jīng)對提高生產(chǎn)率和效率產(chǎn)生了最大的影響。至今為止，該模具制造廠已經(jīng)引進了四臺機器人機床單元，已經(jīng)將模具交貨時間與不用機器人時相比降低30%。公司在CEO兼共同創(chuàng)始人DonnaKoebel的領導下，已經(jīng)確定了將自動化整合到車間的最好辦法是逐步完成此目標，系統(tǒng)地將目標瞄準那些被認為對作業(yè)流程具有抑制作用的工序和/或那些吸收最多勞動時間的工序。隨著每個主要的瓶頸被展開，公司發(fā)現(xiàn)下一個最具制約性的過程快速暴露出來，并且成為自動化的下一個候選對象。/PP公司因兩種原因選中了這種集中而巧妙的自動化整合方法。首先，它使得資本得到了最有效的利用。其次，與立即大刀闊斧應用自動化相比，它對車間工人帶來文化沖擊的可能性要小。/PP每當一個制造廠家往自動化邁出一步，車間工人的工作就成了變數(shù)。在Prestige模具公司中，自動化卻沒有讓工人丟掉工作，相反卻促使工人們發(fā)揮了更高的責任心，同時在整個工人隊伍中逐漸灌輸了一種連續(xù)改善的思想。以前給機床上下料的工人現(xiàn)在可以靈活地裝夾車間的四個單元，以便在晚間以及周末無人看管操作中實現(xiàn)最大生產(chǎn)率。工人們還發(fā)現(xiàn)了對非加工過程實現(xiàn)自動化的途徑，諸如模具設計及檢測數(shù)據(jù)的管理等。/PP大多數(shù)模具制造廠家意識到，自動化是跨進全球化競爭市場所必須的，并且許多車間也確實這樣做了?？疾煲幌麓四＞咧圃鞆S如何將機器人自動化與人類創(chuàng)新相結合，對那些想實現(xiàn)自動化的廠家將很有幫助。/PP逐步自動化/PP6年前在給自己的滑座電火花加工（EDM）單元之一增添一個電極換刀裝置時，Prestige模具就對自動化有點動心。在一夜之間可以完成多個電極燃耗操作，但是機床卻缺乏工件更換功能。這一點意味著一旦完成單個工件的加工，機床在當晚剩余時間內(nèi)就呆在那里無所事事。/PP采用機器人自動化來換刀和換工件的必要性，就如RanchoCucamonga市最高的SanGabriel山脈一樣明明白白。公司總裁LanceSpangler說，成本和交貨時間是主要的推動因素。Spangler先生說：“我們不得不開始競標多年來一直為我們所贏的工件。有可能走捷徑我們可以降低成本，但是那樣我們的質(zhì)量也會受到影響?！笨s短客戶的交貨周期也促使公司往自動化方向邁進。/PPalign=center/PP該公司一步一個腳印地自動化整合從一臺電極加工單元（1）開始，然后是滑座EDM（2），接著是高BR速銑床（3），最后是CMM檢測（4）。下一步考慮的是一臺線切割EDM單元。盡管實現(xiàn)自動化這種需求在4年前就很明晰，而最終做決定卻比較困難，因為2001年經(jīng)濟情況并不樂觀。但是，Prestige模具對走自動化這條路充滿信心，因為它發(fā)現(xiàn)其他大型模具制造廠家已經(jīng)從機器人上下料獲得了不少好處。/PP在決定逐步實施機器人自動化的戰(zhàn)略后，公司緊接著必須確認起點。因為EDM代表了模具部件生產(chǎn)的一個重要部分，并且由于該過程從一根電極開始，電極加工過程是首先需要實現(xiàn)自動化的。一旦由一個由兩臺機床組成的單元打開瓶頸，單臺滑座EDM機床擁有的電極多于自己可以在鋼中產(chǎn)生火花的電極，因此每個單元由兩臺這樣的機床組成。下一個作業(yè)流程障礙是淬硬鋼部件的高速加工，從而來了第三個“兩機床”單元。由于要測量的電極和模具部件過多，車間的三坐標測量機（CMM）接著也用一臺機器人實現(xiàn)了自動化。盡管檢測單元是最近完成的機器人設施，但它決不是最終的。/PP四個單元每個都配備一臺System3R(位于新澤西州Totowa市)Workmaster機器人及容納電極、鋼工件和u刀具/u（CMM單元除外）的儲存庫。此外，四個單元中除一臺以外所有機床都可以采用System3R的整合式u刀具/u系統(tǒng)。該刀具系統(tǒng)采用往安裝在機床上的配套氣動卡盤上料的標準工件托盤，允許在Prestige模具的滑座EDM單元、CMM、四臺高速銑床中的三臺上進行重復工件定位。以下是對四個單元的簡短概述。/PP◆電極加工――該單元結合了兩臺Bostomatic12G高速石墨銑床，主軸速度為30,000r/min。該單元原來僅采用兩個“書柜型”儲存庫來容納電極和刀具，但是后來增添了一個回轉式儲存庫來將儲存容量增加到130個電極和52把刀具。此回轉式儲存庫經(jīng)過了修改以保證刀具存放空間，因為每臺銑床只能容納6把刀具，這對晝夜或周末無人看管加工是不夠用的。/PP◆滑座EDM――由兩臺CharmillesRoboform35P單元組成了滑座EDM單元。該單元有書柜式環(huán)形庫，兼有回轉庫，可以提供127個電極存放位置。除了電極外，支架還可以儲存20個電磁工件夾板，其上可以固定鋼質(zhì)零件。EDM單元采用一個存放在存儲位置的接觸式觸發(fā)測頭來在電極開始燃耗前定位固定到電磁鐵上的零件。/PP◆高速加工――高速加工單元可能是四個單元中柔性最高的。它將Bostomatic18石墨銑床與一臺米克朗HSM400立式加工中心（VMC）結合為一體，用于銑削淬硬鋼件。米克朗VMC是唯一一臺沒有整合式托盤刀具系統(tǒng)的機床。相反，它采用容納大型鋼件的System3RDynafix托盤。該單元的回轉庫為這些托盤提供18個存放位置，以及90個存放電極的位置。該單元中的兩臺機床，以及電極加工中心中的兩臺機床，擁有Blumu激光/u對刀儀，可以實現(xiàn)非接觸式、自動刀具測量。/PP◆CMM檢測――某些車間可能發(fā)現(xiàn)很難將如CMM檢測這樣實際上不生產(chǎn)任何東西的過程自動化，但是當檢測成為主要瓶頸時，自動化很關鍵。這也正是Prestige模具所發(fā)生的情況，因為電極和鋼件生產(chǎn)的速度要快于公司唯一一臺ZeiConturaCMM測量這些件的速度。因此，在CMM上整合了一臺Workmaster機器人以及一個140位的儲存庫，以便每天24小時連續(xù)檢測./PPPrestige模具現(xiàn)在每天只有一班有人值班，且單元監(jiān)管員的職責主要是將四臺單元準備好，讓其夜晚和周末可以完成無人值班操作。白天，單元監(jiān)管員盡力完成盡可能多的第一道電極或鋼件加工操作，并將這些件送去檢測。然后，測量認可的元件被堆放在儲存庫中，每個單元都進行適當編程，以完成晚上的加工。/PPalign=center/PPalign=left整合式刀具系統(tǒng)在單元中除一臺機床以外所有機床上使用。BR在安裝于這些機床中（照片中顯示在CMM上）的一個氣動BR工作臺卡盤上安放一根裝在工件托盤底部的拉桿，進行重復定位。/PPalign=left預先設計工作/PPalign=left公司的模具設計過程面向自動化，在模具設計開始前，要花大量時間與客戶商討確定零件設計。每個新工件都從Solidworks3DCAD零件模型的生成開始，模型要經(jīng)過仔細推敲以確保其設計角度、半徑等合適，從而簡化模具制作。Spangler先生說：“我們的設計能力對新客戶很有吸引力，因為我們通?？梢栽谝粋€模具中擠壓進更多腔體。要求的預先工作有點賭博的味道，但是當客戶看到我們設計改善的結果后，我們發(fā)現(xiàn)這種工作物有所值?！?PPalign=left利用模具部件的3D可視化功能，設計者可以在將設計發(fā)送給（在采購材料前審查模具設計的）工件檢查員之前，捕捉到模具設計方面的問題。這樣做還可以大大壓縮部件制造時間。在整個設計過程中，得到認可的部件，諸如插件等將在模具設計最終確定之前提前發(fā)送給車間。這樣車間就可以抓緊時間先加工特定部件。/PPalign=left自動化的風潮還擴展到了電極設計。公司已經(jīng)基于標準電極形狀的3D電極模板開發(fā)了一個專有過程。電極設計者可以選擇某種模板并依據(jù)所需要的電極形狀修改它。這樣做完后，在電極零件打印圖紙上自動生成尺寸，每根電極可以節(jié)省30分鐘的圖紙時間，并且使得新雇員可以更簡單地適應電極設計。/PPalign=left除了自動零件打印件生成外，系統(tǒng)還自動計算電極過燒量（電極產(chǎn)生火花間隙的欠尺寸量）。這樣就消除了機械師或CMM檢測者計算火花間隙的必要，同時讓他們可以直接從原始零件CAD圖紙進行加工。公司的目標是為模具基質(zhì)和插件的設計開發(fā)類似的自動化模板過程。/PPalign=left自動化檢測/PPalign=leftCMM檢測程序的編程在部件被發(fā)送到檢測室之前開始。質(zhì)量檢測員JosePalomares在CMM軟件中引進了電極或鋼零件3D模型。這些模型可以從一個（包含公司每個工件信息之文件夾的）中央計算機網(wǎng)絡加以評價。然后，他會識?出部件的關鍵測量點，產(chǎn)生檢測程序，給單元的轉盤式儲存庫裝上工件，并將工件插到隊列中。/PPalign=leftPalomares先生通過一個自己生成的將測量數(shù)據(jù)統(tǒng)一成簡單報告格式的文件維護程序來自動處理檢測數(shù)據(jù)。這個報告無須涉及大量零件測量數(shù)據(jù)，僅僅列出那些被發(fā)現(xiàn)超差的零件和零件特征。這種自動化的報告功能每天為他大約節(jié)省了4小時。/PPalign=leftPrestige模具很可能將在檢測單元上增添另一臺CMM，以提高測量能力。此外，它還可能不久給機器人配備一個線切割EDM，以進行無人看管生產(chǎn)。保持對瓶頸問題以及可能的自動化整合方式的關注是此模具制造廠家維持自己不斷改善步伐的一種方式。該步伐，以耐心鑄就，已經(jīng)對Prestige模具起到了很大作用，正如龜兔賽跑中烏龜贏了兔子一樣。同時它還證明任何機器人都不可能替代富有創(chuàng)新意識的熟練工人。/PPalign=left公司內(nèi)采樣的價值/PPalign=leftPrestige模具已經(jīng)增添了兩臺注射制模機（IMM）――一臺電液混合型，一臺全電動型――并增設了一名公司內(nèi)塑料零件采樣和模具質(zhì)量檢查的專職工藝技師。利用IMM，車間可以在給客戶發(fā)貨前在工廠內(nèi)進行自己的模具測試，而不必依賴于外部模具廠檢測質(zhì)量。事實上，沒有內(nèi)部采樣能力的模具制造廠甚至不允許給某些OEM的工件報價――因為存在保密性問題以及送到外面模具廠而固有的時間拖延問題。/PPalign=left在公司注意到許多模具廠一直在從液壓IMM轉向全電動單元后購買了一臺全電動IMM。與液壓機床相比，全電動IMM更安靜，能量效率更高，可以保證更好的重復性。某些OEM甚至要求其新模具在全電動IMM上加工以保證質(zhì)量。毫不奇怪，Prestige模具的全電動IMM也實施了自動化，在每個模具循環(huán)后用一臺機器人拾起塑料澆口，并將澆口射到磨床中回收（也就是說，如果塑料可以回收的話）。/P

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