从不同角度看多主轴机床尼龙滑块
文章来源：南苑五金网 | 2022-07-29
从不同角度看多主轴机床
从不同角度看多主轴机床 2011年12月04日 来源： 电话来自John Ross，他在DMG的芝加哥技术中心并主管吉特迈(Gildemeister)意大利公司的市场营销。John和我曾经打过交道，因此他对我始终在寻找的那类应用故事有一定的了解。我已经学会了在他来电时倾听，因为他从来不让我做无用功。他带来的消息是：你需要到意大利Bergamo去一趟，因为有一个客户正在吉特迈意大利工厂验收。他说：“您需要了解这件事。”这是几个月中的第三次，我又动身去欧洲。在这个工厂中，我遇到了来自奥托控制(Otto Controls)公司(位于伊利诺斯州Carpentersville市)的John Lang及Tom Secreto。John是车间经理，而Tom是一名主管。他们代表客户，这个客户的零件正在Gildemeister GMC 35ISM上加工 : 一台全CNC六主轴多主轴、同时也是奥托控制公司首次应用的多主轴机床。当吉特迈技术人员和John 及 Tom忙着进行调试时，我们开始谈到美国人如何以及为什么在意大利的一个车间彼此碰上这件事。当我们在讨论机床、机床的选件以及奥托控制公司随本机床的购买而实施有趣的制造计划等话题时，我匆忙记着笔记。那天晚上，我们在Bergamo老城一个可爱的餐馆中用餐，在此过程中我们继续聊下午的话题。当我们谈到深夜时，我发现此次来意大利果然不虚此行。John Ross给我提供了又一个赢家。
奥托控制公司新的CNC多主轴机床配备复合滑板进行高效单点车削。刀具经过特制以降低工件与工件之间的更换。机床加工单一尺寸的棒料，这种棒料足够大，可以覆盖在机床上运行的整个零件系列。
起步和运作奥托工程(Otto Engineering)创业于1961年，这个450人的公司是一个纵向整合的OEM，公司内部具有注模、模压、CNC加工、电缆组装及电缆重叠注塑能力。公司配备产品和生产线实验室的机械、电气和射频设计工程能力已经通过了ISO 9001认证。公司将自己的产品通过两个分公司即奥托控制(Otto Controls)公司和奥托通讯(Otto Communications)公司销售产品。(>
Tom Secreto (左) 与John Lang让多主轴机床在公司的机加工车间产生了勃勃生机。在参观了意大利吉特迈的工厂后，他们在验收后签订了协议并在接下来的一个月中收到了发来的机床。
吉特迈多主轴机床被指定用于服务于奥托控制公司的机加工车间。该分公司的产品系列包括在大量应用中使用的精密开关和控制夹紧装置，包括重型设备、航空航海、医疗通讯及其他工业。CNC车削部拥有大量单主轴机床。大多数机床都是棒料进给式，若干机床具有有限的铣削功能。车间有14台机床。那么，为什么一个装满了CNC单主轴车削中心的车间要改变战略，并投资购买六轴多主轴机床呢？这个问题的答案有两方面原因：一个是降低车间内的流动次数；另一个非常令人吃惊的原因是提高灵活性。意大利聚会后，奥托控制公司的人和我急切地等候机床发送到位于Carpentersville的工厂。机床按时于六月份抵达，在经过几星期的安装和培训后，我又在他们的车间与John Lang 及 Tom Secreto重新聚首。John把我带到一个十分整洁的车间里。我们的第一站，刚进门，是一个切屑仓，就在单主轴车削中心之一旁边。他指着加工仓中那些“鸟巢”说：“我们必须在这些车削中心上安装成形刀具，以便将循环时间降低到大约一分钟左右。这些切屑就是这方面的一个成果。”然后我们来到新的多主轴机床旁边。他给我看了从它上面排出来的切屑。“这些就是人们希望看到的那种切屑！”他指着一桶短短的、很碎的铝切屑赞叹道。“这是在该机床上采用单点刀具加工出来的切屑，同时我们还可以控制切屑，并可以获得更好的表面粗糙度。并且，在我前面给你看的第一台车床上加工的相同零件在多主轴车床上加工大约只需要7秒钟。”他谈到双赢策略。
奥托控制公司位于伊利诺斯州Carpentersville市。它的工厂是一个仔细修复的位于市区的制造厂。
问题作为一个加工和组装自己产品、大范围的标准和定制开关线的OEM，库存控制是一个问题，确保作为机加工车间客户的装配部可以在需要时以正确的数量拿到零件是像奥托这样的公司必须面临的挑战。John Lang说：“为了保持我们的竞争势头，我们要找到一个合适的方式将装配区的库存降低75%。这种算术是非常简单的。我们当前的库存，对于某给定的零件系列，大约为一个月。我们必须找到一种合适的途径将它减少到大约为1星期。”
这是两把刀具的同一个故事。“鸟巢”(左)在单主轴机床上是可以接受的，但是在多主轴机床上就不行。单点刀具配合分别控制的主轴转速保证了最佳切削数据，保证更好的排屑性能(右)，改善了尺寸控制，并保证了更好的表面光洁度。
创新式解决方案我就关于投资多主轴机床而不采用车间所熟悉的更多普通车削中心这种思维过程而提问John。他回答说：“我们从若干不同的方式来看待它。可以简单地在车间增添更多主轴，并试图降低流通时间，并因此解决我们的库存问题。但是，增添更多机床需要更多空间和更多人员。在参观了一个运行多主轴机床的邻居车间后，我们终于有了主意，基本上，这些机床是六台共用一个底座的车削中心。与其投资六台独立的机床，我们可以在一台机床上获得数量大致相当的主轴。基于这个想法，一台CNC多主轴机床就可以解决我们的两大问题——空间和额外人员的问题。”早在我们于意大利进行的谈话中我就从John那里了解到，真正重要的一点是，找出合适的刀具和处理策略，从而可以让多主轴机床与单主轴机床相比在工件转换过程中在设置和适应方面占据优势。John说：“我们需要从设计用于低混合、大批量的机床上找到实现高混合、短加工时间这种灵活性的方式。坦白地说，即使是吉特迈也不敢保证这一点是可行的，但是我们携手合作，看它是不是可行。”奥托所选择的GMC 35 ISM多主轴机床是一台全CNC机床，带有36个坐标轴，由两个设计用于前后“握手”(高效处理在合理的处理时间内驱动大量运动轴所需要的代码段)的西门子840D CNC系统控制。CNC之间的内部通讯在机床的操作中是透明的。在多主轴机床上仅采用单点、可转位刀片式刀具进行车削操作。由附在复合滑板上的速换刀架来完成车削操作，并启动刀具—刀具及工件—工件之间的快速更换。刀具离线对刀，然后通过指定输入在CNC中的偏置而在机床上加以补偿。在意大利进行的试验充分验证了这个概念。加工了三个零件来给机床配备刀具并对机床进行试切。这些零件代表了奥托生产需求中范围最宽的几何和特征种类。结果非常好。针对零件配置的极端情况，更换时间最长为30分钟，当零件仅仅存在细微差异时，更换时间最短，为5分钟。
将400个指定在多主轴机床上加工的零件(每个零件有一张图纸)进行分组，意味着与装配部合作，将车间的生产调度与需求关联起来。将库存周期从一个月降低到一个星期如今正在有序地进行。
零件系列的合理化三个零件是一回事，但奥托的计划是在该多主轴机床上加工400种不同零件。批量大小平均为100件，依据装配部要求而定。该目标要求考察大的形势以从多主轴机床获得最高效率。John Lang说：“基于在意大利进行的试验以及我们从安装以来所完成的工作，我们相信，该机床可以完成我们希望它完成的工作。我们现在的任务是重新找出内部生产组合，以充分利用该机床。”他说：“这一点意味着将我们的400个零件分成具有最相似几何和尺寸特征的系列，以便可以利用机床的生产能力而同时缩短零件与零件间转换所花费的时间。它还意味着与装配部及销售合作，以更好地掌握我们应该制造多少，以及什么时候制造零件等。通过将我们的库存控制到较低水平并学会采用较短的加工时间，对需求进行预测时降低了猜测性。”奥托的多主轴机床配备Iemca上料器。这种棒料进给是设计用于一次处理一整束棒料的，使得奥托可以在需要时每天24小时连续操作。将单个棒料尺寸用于整个零件系列。这个小小的折中方法帮助降低了转换时间。John Lang说：“在某些零件上额外金属去除的稍微提升通过设置时间的缩短而得到抵消。我们还从自己的材料供应商那里获得了更好的价格，因为我们对某单个尺寸购买更多的原料，这样就简化了库存要求。”John Lang说：“将来肯定有一天，当我们对该机床更熟悉时，我们可以将非常类似但是简单的零件系列进行分组，并在这台机床上进行双倍甚至三倍效率的操作，那时侯将真正实现该CNC多主轴机床的最大效率。”突破条条框框奥托控制公司代表了在金属加工行业不常见的一种新思维迹象。它的管理者们考察了CNC多主轴机床，并将它看成是六台单主轴车削中心。他们将速换刀具和合理化的零件系列生产看成是让通常认为相对专用的技术更灵活的一种手段。他们还将CNC编程看成是他们已经完成的和他们需要实施的东西之间的常用语言桥梁。如果技术是制造业的科学，那么制造的艺术则存在于技术的应用中。 (end)