在Prestige模具公司（位于加利福尼亞州RanchoCucamonga市）裝備精良的辦公室入口處，來訪者會受到一個黃銅海龜?shù)袼艿臍g迎。這是很相稱的，因為塑料模具制造廠與這種帶殼生物具有一些共同的特點。長壽、耐性及堅固性是二者的共性。懶惰不是它們的特征，因為過去多年該公司在加速自己設(shè)計和制造復雜多腔體模具方面已經(jīng)邁出了巨大的步伐。P在關(guān)鍵的模具部件制造過程中增添機器人自動化已經(jīng)對提高生產(chǎn)率和效率產(chǎn)生了最大的影響。至今為止，該模具制造廠已經(jīng)引進了四臺機器人機床單元，已經(jīng)將模具交貨時間與不用機器人時相比降低30%。公司在CEO兼共同創(chuàng)始人DonnaKoebel的領(lǐng)導下，已經(jīng)確定了將自動化整合到車間的最好辦法是逐步完成此目標，系統(tǒng)地將目標瞄準那些被認為對作業(yè)流程具有抑制作用的工序和/或那些吸收最多勞動時間的工序。隨著每個主要的瓶頸被展開，公司發(fā)現(xiàn)下一個最具制約性的過程快速暴露出來，并且成為自動化的下一個候選對象。/PP公司因兩種原因選中了這種集中而巧妙的自動化整合方法。首先，它使得資本得到了最有效的利用。其次，與立即大刀闊斧應用自動化相比，它對車間工人帶來文化沖擊的可能性要小。/PP每當一個制造廠家往自動化邁出一步，車間工人的工作就成了變數(shù)。在Prestige模具公司中，自動化卻沒有讓工人丟掉工作，相反卻促使工人們發(fā)揮了更高的責任心，同時在整個工人隊伍中逐漸灌輸了一種連續(xù)改善的思想。以前給機床上下料的工人現(xiàn)在可以靈活地裝夾車間的四個單元，以便在晚間以及周末無人看管操作中實現(xiàn)最大生產(chǎn)率。工人們還發(fā)現(xiàn)了對非加工過程實現(xiàn)自動化的途徑，諸如模具設(shè)計及檢測數(shù)據(jù)的管理等。/PP大多數(shù)模具制造廠家意識到，自動化是跨進全球化競爭市場所必須的，并且許多車間也確實這樣做了?？疾煲幌麓四＞咧圃鞆S如何將機器人自動化與人類創(chuàng)新相結(jié)合，對那些想實現(xiàn)自動化的廠家將很有幫助。/PP逐步自動化/PP6年前在給自己的滑座電火花加工（EDM）單元之一增添一個電極換刀裝置時，Prestige模具就對自動化有點動心。在一夜之間可以完成多個電極燃耗操作，但是機床卻缺乏工件更換功能。這一點意味著一旦完成單個工件的加工，機床在當晚剩余時間內(nèi)就呆在那里無所事事。/PP采用機器人自動化來換刀和換工件的必要性，就如RanchoCucamonga市最高的SanGabriel山脈一樣明明白白。公司總裁LanceSpangler說，成本和交貨時間是主要的推動因素。Spangler先生說：“我們不得不開始競標多年來一直為我們所贏的工件。有可能走捷徑我們可以降低成本，但是那樣我們的質(zhì)量也會受到影響?！笨s短客戶的交貨周期也促使公司往自動化方向邁進。/PPalign=center/PP該公司一步一個腳印地自動化整合從一臺電極加工單元（1）開始，然后是滑座EDM（2），接著是高BR速銑床（3），最后是CMM檢測（4）。下一步考慮的是一臺線切割EDM單元。盡管實現(xiàn)自動化這種需求在4年前就很明晰，而最終做決定卻比較困難，因為2001年經(jīng)濟情況并不樂觀。但是，Prestige模具對走自動化這條路充滿信心，因為它發(fā)現(xiàn)其他大型模具制造廠家已經(jīng)從機器人上下料獲得了不少好處。/PP在決定逐步實施機器人自動化的戰(zhàn)略后，公司緊接著必須確認起點。因為EDM代表了模具部件生產(chǎn)的一個重要部分，并且由于該過程從一根電極開始，電極加工過程是首先需要實現(xiàn)自動化的。一旦由一個由兩臺機床組成的單元打開瓶頸，單臺滑座EDM機床擁有的電極多于自己可以在鋼中產(chǎn)生火花的電極，因此每個單元由兩臺這樣的機床組成。下一個作業(yè)流程障礙是淬硬鋼部件的高速加工，從而來了第三個“兩機床”單元。由于要測量的電極和模具部件過多，車間的三坐標測量機（CMM）接著也用一臺機器人實現(xiàn)了自動化。盡管檢測單元是最近完成的機器人設(shè)施，但它決不是最終的。/PP四個單元每個都配備一臺System3R(位于新澤西州Totowa市)Workmaster機器人及容納電極、鋼工件和u刀具/u（CMM單元除外）的儲存庫。此外，四個單元中除一臺以外所有機床都可以采用System3R的整合式u刀具/u系統(tǒng)。該刀具系統(tǒng)采用往安裝在機床上的配套氣動卡盤上料的標準工件托盤，允許在Prestige模具的滑座EDM單元、CMM、四臺高速銑床中的三臺上進行重復工件定位。以下是對四個單元的簡短概述。/PP◆電極加工――該單元結(jié)合了兩臺Bostomatic12G高速石墨銑床，主軸速度為30,000r/min。該單元原來僅采用兩個“書柜型”儲存庫來容納電極和刀具，但是后來增添了一個回轉(zhuǎn)式儲存庫來將儲存容量增加到130個電極和52把刀具。此回轉(zhuǎn)式儲存庫經(jīng)過了修改以保證刀具存放空間，因為每臺銑床只能容納6把刀具，這對晝夜或周末無人看管加工是不夠用的。/PP◆滑座EDM――由兩臺CharmillesRoboform35P單元組成了滑座EDM單元。該單元有書柜式環(huán)形庫，兼有回轉(zhuǎn)庫，可以提供127個電極存放位置。除了電極外，支架還可以儲存20個電磁工件夾板，其上可以固定鋼質(zhì)零件。EDM單元采用一個存放在存儲位置的接觸式觸發(fā)測頭來在電極開始燃耗前定位固定到電磁鐵上的零件。/PP◆高速加工――高速加工單元可能是四個單元中柔性最高的。它將Bostomatic18石墨銑床與一臺米克朗HSM400立式加工中心（VMC）結(jié)合為一體，用于銑削淬硬鋼件。米克朗VMC是唯一一臺沒有整合式托盤刀具系統(tǒng)的機床。相反，它采用容納大型鋼件的System3RDynafix托盤。該單元的回轉(zhuǎn)庫為這些托盤提供18個存放位置，以及90個存放電極的位置。該單元中的兩臺機床，以及電極加工中心中的兩臺機床，擁有Blumu激光/u對刀儀，可以實現(xiàn)非接觸式、自動刀具測量。/PP◆CMM檢測――某些車間可能發(fā)現(xiàn)很難將如CMM檢測這樣實際上不生產(chǎn)任何東西的過程自動化，但是當檢測成為主要瓶頸時，自動化很關(guān)鍵。這也正是Prestige模具所發(fā)生的情況，因為電極和鋼件生產(chǎn)的速度要快于公司唯一一臺ZeiConturaCMM測量這些件的速度。因此，在CMM上整合了一臺Workmaster機器人以及一個140位的儲存庫，以便每天24小時連續(xù)檢測./PPPrestige模具現(xiàn)在每天只有一班有人值班，且單元監(jiān)管員的職責主要是將四臺單元準備好，讓其夜晚和周末可以完成無人值班操作。白天，單元監(jiān)管員盡力完成盡可能多的第一道電極或鋼件加工操作，并將這些件送去檢測。然后，測量認可的元件被堆放在儲存庫中，每個單元都進行適當編程，以完成晚上的加工。/PPalign=center/PPalign=left整合式刀具系統(tǒng)在單元中除一臺機床以外所有機床上使用。BR在安裝于這些機床中（照片中顯示在CMM上）的一個氣動BR工作臺卡盤上安放一根裝在工件托盤底部的拉桿，進行重復定位。/PPalign=left預先設(shè)計工作/PPalign=left公司的模具設(shè)計過程面向自動化，在模具設(shè)計開始前，要花大量時間與客戶商討確定零件設(shè)計。每個新工件都從Solidworks3DCAD零件模型的生成開始，模型要經(jīng)過仔細推敲以確保其設(shè)計角度、半徑等合適，從而簡化模具制作。Spangler先生說：“我們的設(shè)計能力對新客戶很有吸引力，因為我們通?？梢栽谝粋€模具中擠壓進更多腔體。要求的預先工作有點賭博的味道，但是當客戶看到我們設(shè)計改善的結(jié)果后，我們發(fā)現(xiàn)這種工作物有所值?！?PPalign=left利用模具部件的3D可視化功能，設(shè)計者可以在將設(shè)計發(fā)送給（在采購材料前審查模具設(shè)計的）工件檢查員之前，捕捉到模具設(shè)計方面的問題。這樣做還可以大大壓縮部件制造時間。在整個設(shè)計過程中，得到認可的部件，諸如插件等將在模具設(shè)計最終確定之前提前發(fā)送給車間。這樣車間就可以抓緊時間先加工特定部件。/PPalign=left自動化的風潮還擴展到了電極設(shè)計。公司已經(jīng)基于標準電極形狀的3D電極模板開發(fā)了一個專有過程。電極設(shè)計者可以選擇某種模板并依據(jù)所需要的電極形狀修改它。這樣做完后，在電極零件打印圖紙上自動生成尺寸，每根電極可以節(jié)省30分鐘的圖紙時間，并且使得新雇員可以更簡單地適應電極設(shè)計。/PPalign=left除了自動零件打印件生成外，系統(tǒng)還自動計算電極過燒量（電極產(chǎn)生火花間隙的欠尺寸量）。這樣就消除了機械師或CMM檢測者計算火花間隙的必要，同時讓他們可以直接從原始零件CAD圖紙進行加工。公司的目標是為模具基質(zhì)和插件的設(shè)計開發(fā)類似的自動化模板過程。/PPalign=left自動化檢測/PPalign=leftCMM檢測程序的編程在部件被發(fā)送到檢測室之前開始。質(zhì)量檢測員JosePalomares在CMM軟件中引進了電極或鋼零件3D模型。這些模型可以從一個（包含公司每個工件信息之文件夾的）中央計算機網(wǎng)絡(luò)加以評價。然后，他會識?出部件的關(guān)鍵測量點，產(chǎn)生檢測程序，給單元的轉(zhuǎn)盤式儲存庫裝上工件，并將工件插到隊列中。/PPalign=leftPalomares先生通過一個自己生成的將測量數(shù)據(jù)統(tǒng)一成簡單報告格式的文件維護程序來自動處理檢測數(shù)據(jù)。這個報告無須涉及大量零件測量數(shù)據(jù)，僅僅列出那些被發(fā)現(xiàn)超差的零件和零件特征。這種自動化的報告功能每天為他大約節(jié)省了4小時。/PPalign=leftPrestige模具很可能將在檢測單元上增添另一臺CMM，以提高測量能力。此外，它還可能不久給機器人配備一個線切割EDM，以進行無人看管生產(chǎn)。保持對瓶頸問題以及可能的自動化整合方式的關(guān)注是此模具制造廠家維持自己不斷改善步伐的一種方式。該步伐，以耐心鑄就，已經(jīng)對Prestige模具起到了很大作用，正如龜兔賽跑中烏龜贏了兔子一樣。同時它還證明任何機器人都不可能替代富有創(chuàng)新意識的熟練工人。/PPalign=left公司內(nèi)采樣的價值/PPalign=leftPrestige模具已經(jīng)增添了兩臺注射制模機（IMM）――一臺電液混合型，一臺全電動型――并增設(shè)了一名公司內(nèi)塑料零件采樣和模具質(zhì)量檢查的專職工藝技師。利用IMM，車間可以在給客戶發(fā)貨前在工廠內(nèi)進行自己的模具測試，而不必依賴于外部模具廠檢測質(zhì)量。事實上，沒有內(nèi)部采樣能力的模具制造廠甚至不允許給某些OEM的工件報價――因為存在保密性問題以及送到外面模具廠而固有的時間拖延問題。/PPalign=left在公司注意到許多模具廠一直在從液壓IMM轉(zhuǎn)向全電動單元后購買了一臺全電動IMM。與液壓機床相比，全電動IMM更安靜，能量效率更高，可以保證更好的重復性。某些OEM甚至要求其新模具在全電動IMM上加工以保證質(zhì)量。毫不奇怪，Prestige模具的全電動IMM也實施了自動化，在每個模具循環(huán)后用一臺機器人拾起塑料澆口，并將澆口射到磨床中回收（也就是說，如果塑料可以回收的話）。/P

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