铝材的可扩展制造

Rohde und Schwarz现今制造方案的起点，是2017年一套用于自动化铣削铝制部件的联动设备的投产。在随后的几年里，该系统逐步得到扩展，并被转移到其他设备上。作为夹具技术合作伙伴，Gressel全程陪伴了这一发展过程。

泰斯纳赫工厂的铣削区域分为两个部分，其工作节奏由订单处理的精确时间规定决定。以Georg Kauschinger领导的部门为例，从收到订单起，他们必须遵守一个定义好的、有精确日目标的交付周期。考虑到材料采购和发货等前置流程，实际用于切削的时间略多于这个周期的一半。

从单机到联动系统

基于这些框架条件，公司于2017年开始实施项目。第一步是内部调研。“我们具体想达到什么目标？哪些部件适合？我们可以与哪些合作伙伴一起实现？”Kauschinger回忆道。很快，大家就明确必须放弃单机模式，转向更大的联动系统。计划让多台五轴加工中心通过一个托盘处理系统获得部件供应。

4 台结构相同的五轴加工中心通过一个托盘处理系统连接，并集成到一个自动化的工艺链中

最终，他们选择了4台恒轮HF 5500加工中心，这些机床通过利勃海尔的PHS 1500系统连接，并由一个基于轨道的处理系统进行供料。一个关键的决策因素是 PHS 的引导控制系统。该系统已在另一套包含2台联动机床的小型设备中使用过。Kauschinger表示：“基于我们的经验，现在我们希望进一步扩展这种连贯性。因此，我们再次决定采用Soflex。”

模块化且可扩展

与制造引导系统一样，整个设备方案从一开始就设计为可扩展的。最初，PHS提供69个托盘位，由于扩展，这个数量减少了6个。“这是从一开始就计划好的。”Kauschinger 强调道。

在加工材料方面，Rohde und Schwarz至今始终如一：只切削铝材。为了满足计划的节拍时间，工件几乎全部采用多工位夹紧系统固定，例如在带有3个夹紧位的金字塔夹具上。“使用了各种尺寸的C2.0定心夹具、钳口宽度为125mm的S2固定钳口夹具，以及Gredoc零点快换系统，”Gressel负责德国南部和奥地利的销售Sokha Hem解释道，“用这些可以夹紧最大380×380mm的工件。”

无人化生产

项目开始时，还无法预见这种制造理念对两个铣削部门会产生何种影响。然而，结果远超预期。随后，更多结构类似的项目开始规划——不仅在Kauschinger的部门，还在一个兄弟部门，那里也计划建设一套4台机床的设备，不过从一开始就配备了毛坯件自动化。

第一套设备取得的成果是决定性的。“首先当然是换装时间，”Kauschinger说，“如今，我们在这方面已降至以前的三分之一左右。”

此外，人力需求几乎减半，这样员工就可以被安排去执行其他任务。在三班制操作中，无人化加工的重要性也大大提升。“以前我们最多只能进行3-5小时的无人化生产，现在可以达到24小时。”

自动化上料

目前，第一套设备的毛坯件处理系统正在调试中。工件在很大程度上实现了自动化处理。仅在设备的起始点，装有毛坯件的托盘被送入拾取仓。从这一点开始，所有流程自动运行：扫描生产订单和毛坯数据、码垛以及测量长宽高。

次品被自动剔除，所有其他工件则进入拥有数百个货位的货架。这个容量是根据平均工件流转时间确定的，主要是为了覆盖整个周末时段。

为了避免占用夹具并保持生产灵活性，周末生产的半成品工件会在不带夹具的情况下进行中间缓冲。“用于固定毛坯件的同样是C2.0定心夹具、S2固定钳口夹具和Gredoc零点快换系统。”Hem说。Kauschinger 补充道：“只要毛坯件是规整的立方体形状，我们就希望通过这个处理系统来引导它们。我们的目标是覆盖 95% 的毛坯件。”

用于兄弟部门的姊妹设备

鉴于第一套设备带来的效果——缩短的换装时间、优化的人员部署和扩展的无人化生产——Kauschinger的部门很快便决定再建一套设备。经过验证的原则几乎被一比一地沿用：新设备同样由五轴加工中心、托盘处理系统和Soflex引导系统组成，但规模略小。

这里同样有意先不配备毛坯件处理系统，以便吸取第一套设备的经验。“我们预计大约一年后，”Kauschinger 估计，“如果一切顺利，到时我们再集成毛坯件处理系统。”所使用的工件夹紧技术完全相同，只是根据较小的设备尺寸进行了调整。“这里也使用了定心夹具C2.0、S2固定钳口夹具和Gredoc零点快换系统。”Hem确认道。

更少的类型，更高的连贯性

该设备方案能够多次成功实施并具有经济性，很大程度上归功于与项目伙伴进行的详细规划。“早在项目启动前，我们就讨论了所有技术方面。我们的设计部门与Gressel的设计部门紧密合作。”Kauschinger解释说。目标是尽可能提前澄清所有问题，并始终坚持使用标准组件。

尤其是在工件夹紧技术方面，尽管工件种类繁多，这种方法也导致了所用夹具类型的显著减少。同时，系统的连贯性和清晰度提高了。“如今，我们用少数几种夹紧系统就能覆盖几乎所有的工件范围。只有不到5% 的工件还在单机上加工。”Kauschinger说。大量相同夹紧系统的另一个优点是，所需组件随时可用。“这样我们就不会遇到无法加工某个工件的情况。”

提供整体性能的系统供应商

根据Kauschinger的评估，每个项目初期增加的协调工作是值得的，因为它避免了后续问题和返工。他认为 Gressel不仅仅是一个夹具供应商，更是一个合作伙伴。

这包括例如为固定钳口夹具开发的特殊工具，或对夹具操作方式的调整。“根据尺寸不同，有不同的扳手开口度，”Hem解释道，“Rohde und Schwarz希望在这里实现统一。我们就商定使用开口度27，并在第一套设备时就将其作为标准实施。”

技术上的投入是可控的，但这显示了他们深入满足客户需求的意愿。“对我们来说，Gressel不仅仅是一个夹具制造商，”Kauschinger强调，“他们是一个系统供应商，我们从他们那里获得一站式整体服务。”

本文译自德国Werkstatt und Betrieb杂志
     作者：Michael Hobohm

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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