加工单元控制系统提高生产灵活性

   2019-10-09 103
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大多数人对新鲜和完好无损的预包装食品如何来到商店货架上的问题可能没有太多的想法。然而,Freeman公司的员工们对其幕后的工作却抱有一种更好的想法,以确保人们能够享受这一现代化的便利。食品的塑料包装采用多种不同形状的容器,每种容器都需要采用专门的金属模具模压成型。生产这种模具属于Freeman公司的专业领域。

这些模具中的许多模具,除了要考虑复杂性之外,Freeman公司的工作团队还必须考虑到其严密的生产计划。事实上,他们必须在少至8~10周的时间内采取完整的交钥匙软件包形式,完成从概念设计到最终产品转化的任务。为了满足这些需求,该公司在很大程度上依赖于一套由两台机床组成的自动化加工单元,该加工单元采用由Erowa公司提供的控制系统。Freeman公司总裁Larry Mears先生说:“自从该加工单元安装以来,公司作业调度的灵活性、无人化生产的时间和主轴利用率大大提高。”

 

这套5轴直线型排列的加工单元自2010年调试安装以来,使Freeman公司
的两台加工中心既能够在白天有人值守的情况下运行操作,又能够全面
实现每周7天、每天24h的无人化操作,其主轴的利用率常常可以达到90%

Freeman公司的生产厂坐落在俄亥俄州的Fremont镇,其生产的模具用于热成型生产中。每一套模具的型腔与其所需的产品形状相匹配,即与Freeman公司的具体产品形状相匹配,这种模具可能是一套用于生产食品容器、泡沫板或夹心包装件的模具。然后将一块连续推进的塑料薄板传送或挤压到模具的型腔上,通常通过辊子传送,该辊子要比模具本身略宽一些。塑料薄板需加热软化,然后用压缩空气将其吹入到模腔之中。被困于模腔中的空气采用一套真空系统清除,并紧紧地将塑料薄板吸附在模腔的轮廓面上。最后,将成型的塑料薄板冷却,并从模具中取出,传送到一台压力机上进行修整,分离后获得成品。在配置中,Freeman公司提供工程设计或适于打印而创建的解决方案,以适应各种主要的热成型设备,及供选用的快速更换型腔和插头,最大程度地减少工件之间的交换时间。很多模具的形状复杂,型腔很深。从原型生产到大批量模具的加工范围达到每个周期生产几百个塑料件的水平,这种速度相当于每小时生产几千个零件。

该公司一直在努力坚持使用最新的技术,其最近采购的一些加工设备就是最好的证明。在过去几年中,该公司还增添了两台车床、一台EDM线切割机床和两台铣床。在这些投资中,最重要的一项投资就是在2009年10月,该公司第一次尝试从GF AgieCharmilles公司引进了两台Mikron HSM加工中心。

该公司在购置这些机床时,在他们的脑子中将自动化放在首位,因此在后来的几个月内,该公司又安装了一套40个托盘的托盘库以及一套机器人工件自动化传输系统和加工单元控制系统,这两套装置都是由Erowa公司提供的。在采用机器人装卸作业之后不久,操作员们发现他们的大部分时间主要花费在加工单元的控制系统上,而不是单一CNC机床的接口上。因此在不久之后,这些机床既可在白天有人值守的情况下运行操作,也可全部实现每周7天、每天24h的无人化操作。

“今天,该公司经常使主轴的加工利用率高达90%。”Mears先生说。模具型腔的产量和交货时间显著改善。此外,加工单元的灵活性提高,可以在生产中间插入急需加工的工件,不会影响整个生产计划。COO公司的Michael Mullholand先生说,这种灵活性以及时间和资源的高效利用,大部分应归功于该加工单元的“大脑”,即来自Erowa公司的EMC生产控制软件。“该排队系统可以将工件发送到第一台可供使用的机床上或一台专用机床上进行加工。”Mears先生解释说,“我们可以对低批量和高批量工件同时进行加工生产,或在中间快速地插入生产一个原型或维修一个零件。如果出现刀具折断或机床停止工作之类的问题,Erowa公司的管理软件能够及时发出电子邮件和文本信息的通知。”

更为灵活的工作计划,使得该公司主要设备的投资更加合理。Freeman公司尽最大的努力,尽可能发挥其机床和其他加工设备的生产能力。“如果您打算购买一辆法拉利赛车,那么您就必须要像法拉利赛车那样驾驶它,而不是像一台拖拉机。否则,您白白花费了大量的资金却一无所得。”Mears先生解释说,“Erowa公司提供的自动化系统,使我们购置的机床能够发挥更大的作用。”

这些加工中心的本身具有以下特点:主轴转速高达36000r/min,快速横向移动速度为1653in/min,刀库容量为170把,采用Heidenheim iTNC 530控制系统。Mears先生说:“在该加工单元中只独一无二地使用Erowa公司的工装夹具系统,使其能够很容易地在机床之间准确地传送工件。为他们提供服务的Erowa机器人系统,可以与多达8台机床和1000个托盘位置一起工作,在需要时,为扩展该加工单元的工作范围,留下了足够的空间。

事实上,这种扩展是可能成为现实的。Mears先生说:“到目前为止,其所实现的多项改进,已促使该公司考虑在不久的将来,在其加工单元中添置更多的机床。任何新设备与Erowa系统的配套,应采用相对无缝的连接方式,因为该管理系统可兼容任何其他类型或品牌的机床。只要其配有一个自动化接口,我们就可以插入任何一台机床。”

 
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