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集成臥式（shì）加工中心是一項明智投資

2019-7-8 來源：Fastems 作者：-

看到一位機械師花了四個小時才完成立（lì）式（shì）加工中（zhōng）心的設置之後，馬赫機械的丹•奧爾森意識到他遇到（dào）了問題（tí）。解（jiě）決（jué）方案似乎越發明確：該選擇臥式加工了。選擇自動化集成臥式加（jiā）工中心是計劃之外的。但不久（jiǔ）之後的故事證明這是很值的。

2004年，丹•奧爾森聯合成立了（le）電子商務網站 BoatZincs.com，向休閑及商用船隻分銷包括“鋅”（船體附（fù）著的防腐陽極）在內的專業船用產（chǎn）品。為（wéi）了滿足特定客戶需（xū）求，BoatZincs開（kāi）始了基礎的生產加工，後來又開始為海運行（háng）業（yè）之外的客戶（hù）提供加工服務。如今，重（chóng）視（shì）創新工（gōng）藝開發與自動化，使用先進的Okuma臥式加工（gōng）中心（HMCs）與智能化的Fastems柔性製造係統，BoatZincs 的分支製造（zào）服務——馬赫機械，為高（gāo）科技、醫藥、航空、軍事等行業提供精密零件製樣和生產服務。

盡管馬赫機械進入臥式加工和托盤自動化已相當成功，但一開始就像是跳入水池深（shēn）處。

本土金屬加工變得有利可圖

當奧（ào）爾森先生接到客戶一款螺旋槳陽極的需求時（shí），由（yóu）於加工成本和需求不（bú）確定，BoatZinc的供應商不願意生產，因此馬薩諸塞州的哈德遜公司開（kāi）始生產（chǎn）一些自己的產（chǎn）品。“當時我們就決定對零（líng）件進行逆向工程並自行開始（shǐ）製造這些零件”奧爾森先（xiān）生（shēng）說道。“我們建造了自己的（de）小型爐，並在（zài）我的（de）車道上開始壓鑄。”

奧爾森先生（shēng）有工科及商科學位，但沒有參加過正式（shì）的機械（xiè）師培訓。在購買CAD/ CAM 軟件並使用其生成G代碼後，他自學了如何加工壓鑄模具和零件。從單一（yī）的數控床磨機開始，非海運客戶名（míng）單一直在增長，直（zhí）到奧爾森先生決定成立馬赫機械。

為了處理一家激光設備公司涉及加工鏡頭支架的五個側麵的大訂（dìng）單，奧爾森先生設計了一款定製的（de）耳軸工作台並將其（qí）安裝（zhuāng）在立式加工中心的轉台上。該（gāi）裝置將該部件索引到不同的位置並允許四軸定位加工而無需（xū）多（duō）次設置。馬赫機械能夠在大約24分鍾（zhōng）的加工節（jiē）拍時間內完成（chéng）底座的所有側（cè）麵加（jiā）工。 “我們在（zài）這方麵的（de）表現（xiàn）很好（hǎo），結果也證明其盈利可期。” 奧爾森先生說。

很快該工廠就買了兩（liǎng）台CNC立式加工中心和一台（tái）車削中（zhōng）心。

開始（shǐ）臥式（shì）加工和自動化

隨著工（gōng）廠（chǎng）的生產品種和數量的增長，每次產品更換所需的設（shè）置時間也（yě）在增長（zhǎng）。奧爾森先生看到一名員工花了四個小時來完成（chéng）一個產（chǎn）品設置（且每個月都在不停的重複）之後說，“我意（yì）識到（dào）現在是時候研究使用臥式加（jiā）工（gōng）中心了，這將使我們（men）能夠依據日誌數（shù）據更（gèng）好的設計夾具，一（yī）次設置便可永久到（dào）位。” 當奧爾（ěr）森先生正在研（yán）究（jiū）HMC時，他的Okuma代表邀請他參加（jiā）Okuma HMC 和（hé）來自Fastems LLC的柔性製造係統（FMS）的（de）演示。“當時，我隻想（xiǎng）試一下（xià）水，感受一下臥式加工，根本沒想過還要自動化，因為那（nà）更像是潛水！”他說。“但我（wǒ）意識到我們不是裝（zhuāng）一件工（gōng）件上這台（tái）機床，而是十（shí）幾件可以同時上機（jī）生產（chǎn）。”該演示說服了奧爾森先生購買了一台Okuma MB-5000H HMC和配備（bèi）了MMS5控製的12個托盤庫的Fastems FMS One 係統。

設備的生產能力和效率大（dà）大提升，促使馬赫機械贏得了越來越多的加工訂單，包括鋁件和不鏽鋼部件。也（yě）就是說，在清洗（xǐ）碎屑和更換收集箱以（yǐ）避（bì）免碎屑混合方麵，隻使（shǐ）用一台臥加HMC 是很困難（nán）的。因此，該公司增加了第二台MB 5000，並將Fastems FMS 擴展至24個托盤庫（kù）。“現（xiàn）在（zài）有兩台機床，一台處理鋁部件，一（yī）台處理不鏽鋼部件，而且它們都很忙。”奧爾森先生說。

除了簡化設置過程（chéng）外，HMC和 Fastems FMS係統（tǒng）的組合還可以（yǐ）顯著減（jiǎn）少節拍時間。工廠采用HMC/FMS係（xì）統（tǒng）之後，單（dān）片鏡頭卡口部件的生產周期時間從（cóng）24分鍾（zhōng）降低（dī）到了10分鍾。“夾具是針對零件特別設（shè）計的（de），所以我們可以優化整個機床工作流程，而永久夾具（夾具固定在托盤上不拆卸）也大大提高了我們（men）產品的穩定性。”奧（ào）爾森先生說。

每月交貨的一攬子采購訂單的大部分工作得力於柔（róu）性製造係統的支（zhī）持。 “一旦設（shè）置工作完成，他（tā）們（men）就會永久（jiǔ）存在。”奧爾森（sēn）先生說。

自動化如何影響員工和（hé）產能

據奧爾森先生所（suǒ）言，馬（mǎ）赫（hè）機械（xiè）的（de）自動化（huà）並沒有導（dǎo）致員工減少，恰恰相反（fǎn）：“我們一直在招聘，因（yīn）為我（wǒ）們能夠生產更多產品。這產生了很多工作機會，無（wú）論是運（yùn）輸，收貨或是在品質管控方麵。”他指出（chū），先進製造業的員工結構不同於傳統製造業：“你不一定需要操作人員守在加工中心旁邊，但你確實（shí）需要具有工程背景、良好編程能力以及對製造和材料有良好理解能力的人。”

關於刀具管理，Fastems FMS軟件收集刀具數據，以生成主動的刀具管理（lǐ）策略。係統收集每（měi）個刀（dāo）具的磨損和破損信息，並使用該數據來優化（huà）刀具應用（yòng）。例（lì）如，如果（guǒ）數據顯示某個鑽頭在特定零件中鑽出500個（gè）孔後經（jīng）常斷裂或磨損，則軟件可以（yǐ）在工具完成（chéng）450個（gè）孔（kǒng）時提示更換。奧爾森先生說，由刀（dāo）具故障造成的返工得到（dào）最小化，而且該車間的年成品率超過了99.5％。

Fastems軟件還管理不同作業的排（pái）序，以最大限度地提高效率、資源利用率和訂（dìng）單交付時間。當作業所需的原材料到（dào）達現場，車間會將作業派（pài）發給係統（tǒng）。操（cāo）作員輸入訂單編號，部件號，數（shù）量和產品交付日期。永久性的生產設置，專用（yòng）的機加工托盤通過自動FMS堆垛機送（sòng）到裝載站，操作（zuò）員裝入原（yuán）料。此後，所有的生產計劃和執行由軟件來完（wán）成。即使工作（zuò）排隊等待準（zhǔn）備就緒，也可能（néng）在晚上或第二天加工（gōng），因為其他（tā）工作優先級更高。加（jiā）工完成（chéng）後，軟件會自動記錄所有（yǒu）成品零件的庫存，並將其送出線外進行品（pǐn）檢和運輸。

“現在我們擁（yōng）有高效（xiào）的製造能力，我（wǒ）們專注於創建（jiàn）一流（liú）的質量部門，”奧爾森先生說，“將這些設備聯機（jī）並自動化，對我們來說是一個重中之重（chóng）。” 接下來轉向航空（kōng）航天部件的七年合同將要求對所有部件進行100％質檢。因此，馬赫機械購買了一台帶（dài）有全掃描頭（tóu）的三坐標測量機（CMM）。奧爾森先（xiān）生及其工作人員正在采取措施使係統自動化，以便盡可能便捷地測量（liàng）零件尺寸。

奧爾森先（xiān）生正在探索自動化（huà）檢測流程與Fastems FMS係統集成的可能性，以便為機床提供反饋並實現流程內（nèi）調整。

長期投資

據奧爾森先（xiān）生所言，建立FMS係統 — 設計方箱夾具，選擇刀具和程序編程等，起初並不容易。然而“一旦我們完（wán）成第一項工作並開（kāi）始運轉，逐漸得（dé），它變得越來越容易” 他說道，“我們現在有一個流程，當我們輸（shū）入一（yī）個新的產品訂單到係（xì）統時，我們就（jiù）知（zhī）道我們必須（xū）做什麽（me）以及可期待的結果。”

他補充說，FMS係統的投資成本可能（néng）會嚇跑一部分工廠企業主。奧爾森先生建議他們不要驚慌。根據他的經驗，“你需要耐心，並與生（shēng）產技術緊密對接，也（yě）可（kě）以（yǐ）與專家聯係來獲得更多支持和（hé）經驗”

奧爾森先生說（shuō）。“我一直（zhí）堅信，如果我需（xū）要購買一台設備，我購買的（de）設備和技術（shù）不僅僅是為了（le）滿（mǎn）足我當下的需（xū）求。” “我總是（shì）試圖購買（mǎi）超過我（wǒ）需求（qiú）的東西，因為它使我以後的成長更具靈活（huó）性，每次我們都是這（zhè）樣做的，我們總能從新的技術中獲益。新技術更快（kuài），零件質（zhì）量也更好。一旦我們選擇這個方向，我們就看到（dào）了（le）整體表現的巨大提升。如果跟舊技術來比的話，你的前期（qī）投資可（kě）能會高些，但是你獲得的（de）是（shì）一項（xiàng）優秀的行業領先的技術。”

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