第一個(gè)適配階段，在Mazak 公司的Variaxis j-600 5X 五軸聯(lián)動(dòng)加工中心上安裝Cellro 刀庫，該刀庫有256 個(gè)刀位，能夠保證長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)運(yùn)作。（圖源：Mazak 公司）

Kastner & Seitz 數(shù)控加工技術(shù)公司位于施塔恩貝格湖（Starnberg See）附近的伊京市，他們的加工車間就像是Mazak 公司的展廳一樣，結(jié)合了日本公司的機(jī)器品質(zhì)和Mazatrol 數(shù)控系統(tǒng)，任何供應(yīng)商都難以與之匹敵。

但現(xiàn)在Mazak 公司的銷售工程師Jürgen Schill面臨著一個(gè)難題——在向加工要時(shí)間的今天，是否考慮將五軸加工中心去代替Kastner & Seitz公司現(xiàn)有的兩臺(tái)臥式加工中心？

答案是否定的。因?yàn)镵astner & Seitz公司創(chuàng)始人Peter Kastner和Jürgen Seitz都堅(jiān)定地認(rèn)為，無論多么高效率的加工，首先必須確保能夠在德國這個(gè)高薪酬的國家順利地運(yùn)作下去。

挑戰(zhàn)非生產(chǎn)性的非生產(chǎn)時(shí)間

生產(chǎn)加工的工件包含了尺寸長(zhǎng)達(dá)700毫米的銑削件，材料從鋁到鋼、銅和鈦甚至有時(shí)還有塑料。公司擁有20名員工，按照三班生產(chǎn)工作制工作，客戶來自航天航空行業(yè)、半導(dǎo)體和電子工業(yè)以及通用機(jī)械制造業(yè)，有小批量生產(chǎn)也有重復(fù)性訂單。

令Kastner & Seitz公司感到自豪的是他們的主軸運(yùn)行時(shí)間能夠達(dá)到5000小時(shí)/年。為了保證如此高的運(yùn)作效率，他們不斷優(yōu)化所有加工環(huán)境的工作步驟：簡(jiǎn)化工作準(zhǔn)備、縮短準(zhǔn)備時(shí)間和豐富工具庫，這些都是提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)?！霸谖覀冎亟M工作流程后，大大減少了因?yàn)殄e(cuò)誤的原材料、刀具或者裝置而造成的等待時(shí)間。我希望，每一名員工在任何時(shí)候都能夠快速獲取他們工作任務(wù)所需的信息和工具”，Seitz解釋道。因此為每一個(gè)訂單任務(wù)都制定了準(zhǔn)確的工作計(jì)劃，除了夾具位置以外還提供了對(duì)刀具和所需裝置的說明。

大型刀庫提升生產(chǎn)效率

非加工時(shí)間的優(yōu)化是成功的秘訣之一 ——連續(xù)不斷的自動(dòng)化概念要求將非加工時(shí)間降至最低。首先從刀具開始：為了減少準(zhǔn)備時(shí)間，刀夾和刀具總是放在一起并進(jìn)行數(shù)字化分類。在機(jī)器上配有80-120把甚至240把的大型刀庫，可以節(jié)省操作者打開工具箱的時(shí)間。同時(shí)還可以儲(chǔ)存5000把組裝的刀具，通過一套可獨(dú)立調(diào)整的軟件進(jìn)行監(jiān)控，除了顯示長(zhǎng)度和直徑等參數(shù)以外還會(huì)顯示圖像數(shù)據(jù)，以便簡(jiǎn)單地重新再次確認(rèn)。

在工件區(qū)域也同樣進(jìn)行了優(yōu)化：在測(cè)量區(qū)使用零點(diǎn)夾緊系統(tǒng)來夾緊工件。零點(diǎn)夾緊系統(tǒng)不僅能夠減少準(zhǔn)備時(shí)間，還能保證操作的靈活性和速度。Kastner & Seitz公司參與了夾緊系統(tǒng)成批生產(chǎn)的開發(fā)過程。談及優(yōu)點(diǎn)，Seitz講道：“如果接到了特殊訂單，我們會(huì)停止標(biāo)準(zhǔn)件當(dāng)前的加工過程。不需要再進(jìn)行任何調(diào)整，在完成特殊訂單加工后，標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)加工可以立刻跟上，重復(fù)精準(zhǔn)度為1 毫米！這樣才能保證我們的主軸運(yùn)行時(shí)間最大化?！?/p>

Kastner & Seitz 公司生產(chǎn)的復(fù)雜的車削件和銑削件。（圖源：Hanser）

對(duì)于某些需要五軸加工的訂單，Mazak公司原本推薦的是Variaxis j-600 5X五軸聯(lián)動(dòng)加工中心。但是因?yàn)樗牡稁熘挥?0個(gè)刀位，并且在機(jī)器內(nèi)部的工作盤中只有18個(gè)刀夾，現(xiàn)在已經(jīng)無法保證在整個(gè)周末進(jìn)行連續(xù)無人操作了。

這家日本公司成熟的機(jī)器設(shè)計(jì)理念保證了機(jī)器能夠穩(wěn)定并且無干擾的運(yùn)行，然而有利也有弊——機(jī)器的性能雖然非?？煽浚遣]有充分考慮到用戶的特殊需求（比如運(yùn)行路徑）。而在德國，一家高度專業(yè)化的供應(yīng)商應(yīng)當(dāng)能夠用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器滿足客戶的各種需求，這一點(diǎn)非常重要。

是時(shí)候改變方向了

Seitz回憶起項(xiàng)目成立之初的情景：“作為一名忠誠的用戶，我們從不懷疑Mazatrol數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和Mazak 公司的頂級(jí)服務(wù)，我們已經(jīng)向Mazak 公司提出了自動(dòng)化的需求?！盡azak公司隨即在內(nèi)部組建了一個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，對(duì)Variaxis j-600 5X五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的完整的自動(dòng)化方案進(jìn)行試驗(yàn)。Cellro 的刀庫有256個(gè)刀位。一個(gè)六軸機(jī)械手負(fù)責(zé)工作圓盤的裝配，從圓盤到主軸完成刀具的更換。

如此大型的刀庫完全能夠容納足夠多的工件，這是無人操作的第一步。此外還需要一個(gè)在生產(chǎn)周期內(nèi)準(zhǔn)備工件的裝置。選擇了Zero Clamp 公司的四軸裝卸機(jī)械手，占地面積非常小。細(xì)長(zhǎng)的柱型結(jié)構(gòu)能夠安裝在機(jī)器門邊，在有需要的時(shí)候能夠手動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)備。在正常運(yùn)行時(shí)則由機(jī)械手接管。和大多數(shù)不是移動(dòng)毛坯件就是移動(dòng)托盤的處理系統(tǒng)不同，這種裝卸機(jī)械手能夠自主更換夾具。使用該機(jī)械手能夠在不需要夾具的情況下儲(chǔ)存零件——這給分包加工增加了另一個(gè)優(yōu)勢(shì)：靈活性。而且可以存儲(chǔ)的工件數(shù)量也增加了?！耙粋€(gè)工作站可以容納十個(gè)零件，重量可達(dá)100公斤。這樣機(jī)器可以在周末無人監(jiān)控的情況下持續(xù)運(yùn)行?！盨eitz解釋了這個(gè)裝置的用途?！拔ㄒ坏膯栴}是切屑桶，必須每六秒清空一次，我們馬上要采購一臺(tái)壓塊機(jī)?！?/p>

Fanuc 公司的一個(gè)六軸機(jī)械手正在從柱形刀庫中取出刀具更換到機(jī)器的工作圓盤上。（圖源：Hanser）

對(duì)于成功秘訣，Seitz表示：“必須要有強(qiáng)烈的想要改變的意愿，并且洞悉市場(chǎng)需求。”這也是Mazak 公司的座右銘。Kastner & Seitz 公司會(huì)定期拜訪客戶，從有意向的客戶處他們得知，這種將刀庫和裝卸單元連接在一起的做法廣受好評(píng)。

Mazak公司新建立的工程師部門現(xiàn)在正在為客戶的特殊需求尋找解決方案——未來將有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>