零设置时间的单件批次生产

作者:约翰内斯·海德汉博士(中国)有限公司 发布时间:2019-11-06
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持续的积累和不断丰富的实际经验,结合专业的自动化公司Fastems提供的支持,令这家位于德国明斯特的企业正在将理想变为现实:配新版海德汉TNC 640数控系统的两台DMC 60 H加工中心,采用机器人从升降式工件库为机床取件装夹,机器人甚至能夹持毛坯件和半成品件。

最小批量仅单件的六面铣削全自动解决方案,是Trmatec公司着眼未来的生产工艺。持续的积累和不断丰富的实际经验,结合专业的自动化公司Fastems提供的支持,令这家位于德国明斯特的企业正在将理想变为现实:配新版海德汉TNC 640数控系统的两台DMC 60 H加工中心,采用机器人从升降式工件库为机床取件装夹,机器人甚至能夹持毛坯件和半成品件。

Trimatec公司的生产经理Oliver先生在简要介绍公司的自动化解决方案时说:“我们希望的生产环境是无人操作,例如为六面加工而手动转动工件。”Trimatec公司的销售经理CarlosBeja先生补充说:“现在能在夜间加工大量不同的任务,最小批量仅为单件,同时我们的员工无需换班。”

机器人并非自动化的起点

“我们的自动化系统不是两年或3年前建立的,我们很早就开始着手自动化技术。机器人不是自动化的起点,实际上,机器人代表了自动化的结果。”CarlosBeja先生总结Trimatec公司在自动化项目中收获的经验时说,“只有当其他所有的准备就绪时,才能使用机器人。”

Trimatec公司的主要准备工作是完全掌握生产工艺。CarlosBeja先生介绍说:“在开始考虑自动化系统之前,必须确保所有的程序都能在正常的手动操作下平稳运行,要熟悉刀具和刀具监测技术,掌握夹刀功能,并对清洁工件和托盘等进行监控。”

Trimatec公司的自动化系统是如何工作的呢?站在该系统前,可以看到庞大的升降式工件库,该工件库可容纳374位的17个抽屉。工件抽屉本身又分为多个区,用于110mm×120mm到250mm×280mm大小不等的工件,最大工件高达80mm。升降式工件库的左侧是控制整个系统的主机,机器人位于该升降式工件库后方的中央。除工件库升降系统外,在机器人周围还有两台DMC 60 H加工中心、夹紧工件的台钳位、台钳架位、定心位、翻转位和两个工件预夹紧的缓存位,所有这些设备都在机器人的工作范围内,机器人可以自主工作。

机器人的工作范围可达升降式工件库系统、台钳架、台钳位、定心位和缓存位

Trimatec公司的高效生产

Oliver先生举例说:“这样的配置,特别是374位升降式工件库系统和两台加工中心的243位刀库,我们可以72h不间断地进行六面加工,如果需要,还能生产374个单件工件。”而Carlos Beja先生则表示:“在普通8h的白班中,我们的机床操作人员为系统装件、输入任务、为两台加工中心提供必备的刀具和冷却润滑液,并执行需要的维护,这些操作后,甚至全部操作过程中的部分操作后,每台加工中心能够以较高的生产率至少生产16h。由于系统的自动化,一名员工一天的生产时间变为32h。”

自动化系统的主机为机床操作人员提供了有效的支持、有用的信息和许多实用的工具。原因是,主机执行的任务不局限于控制机器人和升降式工件库系统,整个自动化系统在自己独立的网络环境中,独立于公司的网络。因此,主机需要周期性地从网络文件夹中调取任务数据和NC程序。Fastems的FastWizard软件基于这些数据生成任务,然后,主机重新检查必备的刀具是否就绪以及这些刀具的使用寿命是否足够、工件毛坯或半成品是否正确、数量是否够用。此外,主机对计划的任务将要进行的时间进行预测,以及预计开始的时间。如有任何资源缺失,主机将不启动该任务的执行,相反,将自动跳至任务列表中的下一项任务。当然,它会为跳过该任务而向机床操作人员作出解释,让他们知道需要进行哪些操作。机床操作人员可以随时干预并手动调整优先级。因此,当收到紧急任务时,可单独进行处理。

机床之间的任务共享

两台加工中心中的标准刀具具有一定的灵活性,如果加工能力允许且可以换刀,主机可修改计划,并在两台加工中心之间分配标准的加工操作。机床内的刀具数据由特别设置的刀具测量系统提供,并专用于自动化系统,数据可直接转发给主机和数控系统。为确保加工精度达到要求的百分之一,用测头测量工件,以补偿工件夹紧中可能的误差。为此,Trimatec公司用TNC数控系统的测头探测循环。

生产计划部提供自动化系统的CAM程序。生产计划部在发出CAM程序前,在CAM系统的虚拟机床中进行程序的全面仿真。这项附加工作使Trimatec公司在加工前确保了自动化系统的顺利运行。理想情况下,一旦向自动化系统传一个项目,就不需要任何其他人工操作。

除加工程序外,还提供含机器人控制数据的程序标头。程序头中共有27个参数,用于确保自动化系统无差错地运送工件。除工件尺寸和重量外,还包括机器人的最大夹持力和台钳的最大涨紧力。

海德汉数控系统是Trimatec的必然之选

尽管自动化系统完全由主机控制,无人直接操作数控系统,但Trimatec也能立即回答有关自动化系统的机床数控系统类型的问题。Carlos Beja先生表示:“从一开始,两台DMC加工中心都无一例外地配备了TNC数控系统。”

Oliver先生补充说:“对于铣削加工,我们的程序几乎全部由CAD/CAM系统生成,一致的数控系统使我们拥有标准化接口的优势,因此只需一个后处理器。这能显著提高NC程序编程的工艺可靠性。”Carlos Beja先生还谈到另一个优点:“由于海德汉数控系统已广泛应用于高难应用中,而且熟悉海德汉系统、受过专业培训或拥有海德汉系统使用经验的人才很多,因此当我们需要增加员工时,可以比较容易地找到高素质的人才。”

Fastems公司的项目经理Johannes Louven先生对“通过海德汉DNC接口,轻松将海德汉数控系统连接到主机上并通过PROFINET连接机床”而感到非常满意,他解释说:“海德汉为数控系统提供非常可靠的文档和接口说明,接口说明与实际情况完全一致。此外,有关细节问题和具体应用的调整,海德汉都提供完美的解答和支持。我们能快速联系海德汉的研发部,能获得一流的帮助和全面的专业支持。海德汉DNC接口直接连接运行我们Fastems FastWizard软件的主机,无任何通信问题。”


Trimatec公司的Oliver和Fastems公司的项目经理Johannes Louven在自动化DMC加工中心的TNC 640数控系统旁

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