复杂零件的六面加工

来自意大利南蒂罗尔州的Falser公司是一家零部件六面（360°）加工系统的供应商。与德国、奥地利和瑞士一样，南蒂罗尔州也绝对是意大利的一个高工资地区。由于历史的原因，该地区从事机械加工的人相对较少，例如，一家位于意大利博岑市附近的机加工企业要想与南部30-40km的其他竞争对手竞争，就必须拥有一个更具竞争力的经营模式，因为那里的机加工产品价格要便宜20%。生产效率和技术工人缺乏是Andreas Falser四年前首次考虑对公司进行自动化技术改造的首要原因。

平口钳是由 Gressel 公司安装在机器人手臂上的 R-C 2 控制的。

近几年来，Falser公司的发展已经遇到了瓶颈。“我们没有足够的技术工人轮班工作了，现在已经很难招到愿意三班倒的技术工人了。怎样让我们的员工能够更加轻松地、在更加符合人体工程学的岗位上工作也是非常重要的。”Andreas说。

解决所有这些问题的答案只有一个：自动化。Andreas说：“另外，我们还希望避免生产加工过程中的缓冲步骤，缩短设备调整时间。”从2019年开始，Falser公司就与恒轮、STS和Gressel合作，共同开发量身定制的解决方案。

对未来的投资

对于像Falser公司这种规模的企业来讲，建造这样一座高度自动化的生产设备是非同寻常的。Andreas介绍说道：“我不认为这只是一个纯粹的成本问题，我认为这是一个面对未来的投资。当然，这种投资的风险也不能太高，是一个我能够承受的风险。”

设计的夹具系统可以安装2套夹具：2 个敞开角度为 45°的夹具用于缩写为OP 10的工序，另外2 用于卧式加工第六面的 OP 20 工序。

在原来的生产过程中，生产产品的毛坯是由2辆手推车推送来的。根据不同零件的尺寸大小，手推车可以放置20-40个零件毛坯。在配用了Gressel公司R-C2机械手的装卸机器人之后，自动化装夹机器人可以从夹具库中取出合适的夹具用来抓取手推车中的零件毛坯、用规定的力度将零件毛坯夹起来、装夹到加工设备的零点装夹系统中。

完成第10道切削加工工序（OP 10）之后，机器人将平口钳从五轴加工中心里取出来，清洗后将其送达传送站。在到达第20道切削加工工序（OP 20）开始第六面的加工之前，半成品将被机器人移送到第2个平口钳中。完成切削加工之后机器人将成品取出，并将成品件和平口钳一同放入存储成品的手推车中。Falser说：“我们总是在平口钳中同时对2个毛坯进行五轴切削加工，对它们进行第六面的加工。我们就是这样完成零件的切削加工的。”旋转装载系统的控制系统“Cell管理”是整个系统的主控系统。

Falser指出：“HF 5500五轴加工中心为托盘自动化提供了更好的敞开性。同时，由于这种敞开性使切削加工设备可以更加快捷地加工每一个零件。”

快速换刀机构与160把刀具的链式刀具库相结合，确保了HF 5500五轴加工中心能够实现“Pro”级的高速切削。恒轮公司奥地利和南蒂罗尔地区销售经理Erich Stolz介绍说：“每分钟16000转的HSK-A 63型高速主轴的功率高达56kg，最大输出扭矩为180Nm。HF 5500五轴加工中心还带有一套配用了平衡轴承的数控回转工作台、配有高动态性能的AB扭矩控制器。第五轴就是工件的运动轴，Z轴就是龙门式运动的驱动方式。”

主控台配用的是一个24寸的多点触控显示屏和恒轮公司开发的操作系统。Stolz强调说道：“设备的这些技术特点是一回事，技术服务同样也是非常重要的一回事。”恒轮公司位于维罗纳的技术服务部距离Falser公司的距离不足2小时路程。

自动化存储系统

STS公司为Falser公司量身定制的旋转装卸系统和自动装夹机器人有17个托盘的存储空间，因此可以自动为五轴加工中心提供毛坯。STS公司总经理Marcus Genkinger强调说道：“毛坯的重量和外形都不会对旋转装卸系统产生任何影响。因此可以按照五轴加工中心的生产能力存储足够的毛坯供切削加工使用。”旋转装卸系统内部集成了2个装卸工作台，当一个工作台正在装载毛坯的时候，另一个工作台可以用来配置不同的夹具。

为了使Falser公司的生产经营更加灵活多变，机器人装卸系统还配有一个手动装卸站和一个自动装卸工作站，这就使机器人装卸系统的毛坯存储总量高达800kg。Genkinger说道：“作为一个具有多种变型的标准化装卸系统，我们的自动装卸系统可以按照不同加工设备制造商的实际需要进行扩展。这不仅适用于旋转装卸系统而且也适用于自动装夹机器人。总而言之，我们的自动化系统可以非常灵活地与不同设备连接起来、协同工作。”

无人值守的六面体加工

Falser公司利用Gressel的R-C2自动化装夹机器人来装卸零件。这也使Falser公司有机会自动地完成形状各异零件的装夹；同时也不需要专门的编程知识。当有新零件需要加工时只需在控制软件中设置好新零件的尺寸参数就可以了。Falser说：“这通常只需要15-30分钟的时间。”

为了尽可能有效地利用好HF 5500加工中心的加工空间，该机床的加工空间可以容纳4个装夹好零件毛坯的夹具。第1次装夹时，被夹紧零件有很好的、45°敞开性。第2次装夹时，半成品可以在卧式转台下完成六面加工。Gressel公司生产自动化技术专家Andreas Brunhofer说：“原则上讲，我们一次可以装夹4个工件。如果需要加工的零件数量增加，也可以引入第2台或者第3台这样的设备。例如，可以在周末的2天时间里利用旋转装卸系统中存储的毛坯实现自给自足的切削加工。通过转运站，我们可以自动的完成从第10道工序到第20道工序的零部件输送，实现无人值守的生产操作。”

平口钳的夹紧力是由R-C 2机器人的控制系统来调节的。利用R-C 2自动化装夹机器人还可以完成不同外形零件的自动装夹。平口钳的钳口可以由用户自行设计。Falser公司使用的是2种公称尺寸125的机用平口钳，能够覆盖所有立方体零件加工时所有尺寸的需要。

极具竞争力

Falser公司的生产线带来的效果不言自明。“我们的产品质量有了很大提高。今天，生产出来的零件都属于‘完美无缺’的高等级产品。有问题退货和拒收的产品数量也显著减少了。可以说我们的产品质量有了质的飞跃。过去，我们完成一批零件的加工往往需要5-6个人，现在只需1人即可，”Falser说道，“在3-4年的时间里我们希望为客户提供成套的机床设备。我们也将自己定义为机械加工领域中的成套设备供应商，并完善企业内部的整个价值增值链。这一勇气非凡的举措确保我们有着更加强大的竞争力，也能够在未来更好地为意大利和德国的客户服务。”

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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