总是使用正确的刀具

为了实现生产过程自动化，就必须仔细地核实所有的切削加工工艺，并适当地引进一些新工艺和新技术。位于德国Dülmen市的Kordel驱动技术有限公司为五台钻铣加工中心新建了一个生产车间，这一车间用于加工驱动器的零部件，完成组装前的全部切削加工任务。Kordel公司决心在这个生产车间实行全面的自动化，自动化项目中一个重要要求就是：缩短加工设备的设备调整时间。因为现有各台独立设备的设备调整时间占机加工总时长的三分之一左右。系统集成商Rile公司为Kordel公司开发、制造了一套自动化的刀具库，在独特的硬件和软件的配合下，自动化刀具库不仅能够把各种刀具管理得井井有条，而且还可以确保能够令每一把刀具被最佳使用，充分挖掘出刀具寿命的最大潜力。

通过一个可以容纳1,000把刀具的中央刀具库，Kordel公司实现了刀具管理的自动化。

存储1,000把刀具的中央刀具库
中央刀具库与主计算机相互联网，主计算机中存储着所有的合同订单并负责协调各个订单的执行。例如，主计算机将下述合同订单生产任务下达到中央刀具库：“两小时内为3号机床准备好编号为A、B和C的三把刀具。”如果完成订单合同所需的刀具数量不多，则中央刀具库就会把它们放在刀具库前的回转工作台上。如果所需刀具数量较多，则会把准备好的刀具放到专用的手推车中。

每一个刀具夹持器都配有一个芯片，中央刀具库的控制装置可以读取这些芯片。芯片中的数据包括了刀具的尺寸、直径、轮廓和剩余使用寿命等信息。这一方面保证了所使用的刀具能够完成合同订单规定的产品生产数量，另一方面也为中央刀具库节省了空间。

同样，中央刀具库的控制器也会读取回送到刀具库的刀具数据。只有刀刃锋利的、随时可以再次使用的刀具才能回收到中央刀具库中。整个中央刀具库共可以存放1,000把刀具。伺服电动机以每秒钟1.5米的速度灵活地移动刀具存储和检索装置，可以确保所需的定位精度。

在刀具的自动化管理过程中必须限制刀具的数量，只有这样才能保证刀具管理系统能够高效地工作。在刀具管理自动化之前，必须为每一份订单合同都准备好所需的刀具，而在刀具自动化管理之后则要求用数量品种最少的刀具完成尽可能多的切削加工任务。即便是拥有1,000个刀位的中央刀具库也无法覆盖无数加工零件所需的刀具种类。在刀具实现自动化管理之前，企业为完成不同合同订单准备了9种不同长度尺寸的刀具，现在则减少到了3种。这就要修改Kordel公司生产的20,000种不同零件的加工程序——相当大的修改工作量。因此，企业内部各部门之间的密切协作就显得非常重要了。

用更少的刀具加工更多的零件
设计部门在开发新产品、新项目时也必须考虑中央刀具库中有哪些可以使用的刀具。因为不能为了一种新产品生产加工而重新配置整个中央刀具库。要做到这一点就必须知道不同的切削加工机床允许使用的刀具长度尺寸极限是多少。Kordel公司是用自己设计制造的专用工具来测量刀具的极限长度尺寸的。理想情况下，中央刀具库中的刀具应能在五台加工中心中使用，否则就是“自找麻烦”，影响刀具库系统的效率。另外，尺寸公差也是中央刀具库必须注意的一个重要问题。因为一把刀具并不总是加工同一种零件，因此刀具尺寸的公差必须满足“通用性”的要求。原先适用于一种零件加工的刀具，现在也要加工其他不同的零件，这也就要求它的尺寸公差符合不同零件加工的要求。另外，中央刀具库系统中运送刀具的通道也非常狭窄。大约每个月都要为中央刀具库中增添新的刀具，到目前为止中央刀具库中1,000个刀位还没有全部用尽。

实现既定目标
自动化加工绝非易事。太复杂的解决方案常常会导致加工设备的意外停机，因此，越简单的解决方案出现错误的可能性就越小。对Kordel公司自动化项目的所有参与者来讲，最重要的是与Rile公司结成灵活合作的合作伙伴关系，正如Kordel公司总经理Johannes Kordel所说的那样：“制定出市场中没有的、切实可行的合适解决方案，从一开始，基本的框架条件就必须是合理的。我们提出的所有要求也得到了贯彻落实。项目实施过程中修改控制软件是经常的事情，这一过程也非常顺利。”CNC项目负责人Peter Hörsting说。最重要的还有：系统内的各个接口必须相互匹配。Kordel说，对于一家不太大的企业来讲使用非常灵活的接口技术比“从模块化系统中提供产品”要更加容易解决问题。

为了将一个好的自动化解决方案变成现实，各合作伙伴之间必须同心协力。能有可用的建议是一件很好的事情。Rile公司为Kordel公司的多个项目提供正确的解决方案，几乎同时推动了Kordel公司三个生产厂的自动化进程。一开始是Kordel公司清洁设施中的自动化货架操作系统，然后是自动化的中央刀具库，最后是重型零件适用的去毛刺机器人。

仅与一家企业合作就完成了多项自动化技术任务，Kordel感到很高兴。除了很高的自动化技术水平之外，顺利无误的工作运行也是非常重要的。他有好的主意，也知道自己需要什么，因此他也非常注重互相倾听不同的意见，注重相互信任。这是非常必要的，因为“供应商知道它们提供的是什么，但不知道我们要的是什么。”有趣的是：两家企业都对自动化刀具库非常感兴趣，因此自动化中央刀具库的项目进展就一帆风顺了。

“我们在市场上找不到满足我们想法的现场解决方案，但令我们高兴的是：我们找到了一个能够根据我们的想法拿出合适解决方案、解决我们多个项目难题的Rile公司。从机械工程技术的角度来看，这些解决方案非常可靠。我们知道这些解决方案比其他解决方案有什么优点，在技术上有什么优势，还知道这些解决方案有着很长的使用寿命”，Kordel总结说道。

来源：荣格-《国际金属加工商情》


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