合作的好处

当费斯托和格劳博两大技术领域中的领军者携手合作开发先进的高度自动化的智能生产技术时，人们也对它们合作的成果寄予了厚望。本文介绍的就是这两家企业位于德国海森堡市的示范项目。

德国沙恩豪森市费斯托公司未来主义的弧形大门向人们预示着这是一个不断创新的地方。事实也确实如此。
费斯托公司的项目领导人Andreas Schwarz熟悉当前项目和生产过程的所有一切，能够很好地回答任何一个有关费斯托与合作伙伴格劳博公司合作的DGST项目问题。

费斯托是在格劳博研发生产的机器人支持的五轴加工中心里加工图示气缸体（左）和
滑轨（右）。目前共计大约160 多种变型产品，每一产品的生产数量在十到几百件之间。

这是一个什么样的项目？

费斯托公司驱动技术解决方案的产品目录中共有大约34000个独立的产品（不包括衍生产品）。在工厂自动化子项目的“驱动和执行设备”中就使用了DGST型气缸和微型滑轨。DGST系列产品诞生于2017年，主要应用领域是零部件装配和搬运。开发这一系列产品的目的是，利用具有费斯托 USP高技术性能、有着最小安装空间、有着功能优化和成本价格优势的典型产品在各种激烈的细分市场竞争中成为市场的领导者。DGST系列的气动驱动和执行器比它的老前辈SLT系列体积更加紧凑、性能更加强大、使用起来更加精确。DGST系列的微型滑轨由壳体和滑轨两大部分组成。由于生产制造技术的原因，DGST的滑轨没有按照SLT滑轨的生产技术进行制造，没有采用分体式和最终装配成一体的滑轨结构，而是一个整体式的滑轨。

然而，技术创新也对生产制造提出了很高的要求，间隔非常紧凑的功能元件、非常光洁的铣削表面、严格的加工精度要求以及定位元件典型的平行度和垂直度公差，再加上小批量生产的灵活性。“能否在最短的时间里上市是产品成功与否的关键因素。”Schwarz说。

这对生产制造意味着什么？

在跨职能部门研发项目的初期阶段，项目研发团队就制定了双向夹紧制造混合驱动气缸壳体的两种加工方案。他们希望在试制的最后阶段实现无中间库存的“按顺序”组装。鉴于目前的DGST系列产品有162种不同的规格型号和每年六位数的产品增长量，项目团队决定打造一条混合式的、可以逐步扩展的生产矩阵。整个生产线系统包括了所有的产品增值过程，从原材料（6063型特种铝合金型材的锯割）到将成品移交给后续的表面处理车间进行清洗和氧化处理的全过程。在各个生产步骤中都通过平行的生产方式生产制造通用的、相同的零部件，以便能够通过客户订单提高设备的生产能力和利用率，并能够根据合同订单灵活地组织DGST系列产品的生产。

对生产设备和制造商提出的要求是什么？

在回忆当时的招投标过程时，Schwarz说道：“我们集中精力寻找汽车工业领域和动力传动系统领域中最合适的设备制造商，但时间真的很紧张，最初我们倾向于有托盘站的五轴加工中心，但最终我们选择了格劳博带有机器人上下料的自动化加工单元。它为我们提供了几乎为零的设备调整时间。我们也被格劳博公司提供的全方位整体性解决方案所折服。”

格劳博公司通用机床部门的领导人Joachim Schemel在解释它们的设备方案时说：“我们提供了费斯托公司所需的机床设备：G 350加工中心。它有足够的零点托盘夹具安装空间和上下料的专用机械手的活动空间。气缸体和滑轨锯割下料后的标准型材由上料输送带运送到位，加工后的产品也依次取出。加工中心里还有一套可以完成零件六面加工的工件翻转机构、一套称重装置和一个压缩空气吹屑机构。还可以将加工件送出来进行检验。

许多来自费斯托公司内部和外部的专家都参加了格劳博加工中心
的投产典礼。其中就包括了设备生产厂的安装工和机器人操作者
（左起）：Joachim Schemel（格劳博公司）、Jona Zieker、
Andreas Schwarz、Dervis Bastug 和Victor Grünwald（都是费
斯托公司职工）。

每一台设备的TM200型刀具库中能够存储251把HSK-63-A系列的切削刀具。五轴加工中心的夹具设计也有很大的挑战性，因为制成品的表面必须没有任何划痕、刻痕，这与原来老型号设备夹具的要求完全不同，其目的就是省略后续的清扫和喷砂处理。“我们最终交付的成套设备包括了五轴加工机床、机床配套用的夹具、机器人单元以及NC数控程序和控制软件。在这一项目的带动下我们也根据费斯托公司的需求开拓了自己的GRC机器人单元和软件工具。这也可以让其他用户从中受益。在格劳博公司的产品目录中，这种几乎自给自足的高灵活性生产单元被命名为‘Vollvariable’，成了一个全新的样本性产品。”

围绕这一项目还有什么需要注意的问题？

费斯托公司事前利用“工厂模拟”程序对加工设备的物流进行了模拟，以实现最佳的矩阵式设备配置。费斯托不仅考虑了设备系统的可扩展性，而且还准备了第二阶段的设备扩展方案：整个系统实现全自动化。利用AGV无人驾驶运输车和订单控制系统自动地控制物料流。目前这一阶段的工作还没有正式开始，但已经大大缩短了各加工设备之间的半成品运输路程。

完全不同的变型产品：在目前最大规格和最小规格的DGST 系列
产品中有160 多种变型（图示为装配状态），而它们的加工设备
调整仅需三分钟时间。

对费斯托公司来讲，可持续性发展、高效节能以及安全等都是至关重要，丝毫不能妥协的话题。除了格劳博公司提供的能效技术之外，五轴加工中心里还可以专门安装一些能源检测和压缩空气消耗量检测传感器。

由于到目前为止费斯托公司的生产车间里还没有用过机器人自动化技术，因此Schwarz提前对生产车间的职工进行了技术培训。在费斯托公司内部“人员发展和学习”团队的配合下，Schwarz制定了一个全面的技术培训计划，由格劳博公司的专业技术人员进行教学，费斯托公司的设备操作者参加学习培训。

对这一成功的项目有何评价？

当生产合同需要调整设备时，老旧的加工中心需要长达3小时的设备调整时间，新型号的加工中心只需要3分钟就可以了。新型号加工中心的机器人承担了所有的设备调整工作，尤其是在需要更换夹具时。

目前，费斯托公司安装使用了3套这样的生产单元，共有5台加工机床。进一步的生产线扩展工作也已经开始了。所有的加工设备都配备了DGST的NC数控加工程序，这也就使得费斯托公司能够毫无顾虑地使用生产矩阵中的任何一台设备了。

小结和展望

在矩阵式生产线扩展升级阶段，气动元器件的生产是在2台没有自动化上下料的设备上完成的。在明德海姆的工厂中安装了2台共用一台机器人的生产设备。需要指出的是，这2台设备也可以手动控制，因为操作者可以随时进入机床设备的工作区域内。第一批的2台设备也开始了自动化技术改造。格劳博公司能够在确保产能的情况下严格的掌控好SOP生产开始的时间，确保提高生产能力。

在被问及技术服务的质量时，Schwarz也介绍了合作伙伴格劳博公司提供的售后服务情况，格劳博公司在费斯托公司附近的德祖索镇设立了一个技术服务点，那里的技术服务人员有着很高的专业技术知识、技术水平也很高。设备零备件的供应也有着可靠的保障，通过格劳博4Care网站就可以快捷、方便地下配件订单。成功的旗舰级项目也为今后其他的项目合作奠定了坚实的基础。

本文译自德国Werkstatt und Betrieb杂志
作者：Helmut Damm

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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