對(duì)立方體部件進(jìn)行安全的裝卡：這是Claas Industrietechnik公司制造設(shè)計(jì)師Stefan Picht在2002年接手液壓系統(tǒng)預(yù)加工部門(mén)工作時(shí)的工作目標(biāo)之一，他從有名的供應(yīng)廠商那里得到報(bào)價(jià)并對(duì)各種不同的模型進(jìn)行測(cè)試。

Hilma TS 125 L型卡座夾持系統(tǒng)可為多達(dá)16個(gè)工件提供裝卡機(jī)會(huì)。盡管部件zui為昂貴，但是采購(gòu)仍是值得的。Picht說(shuō)道：“對(duì)一次性較高的投資，我每天都可以回收一部分。”根據(jù)他的看法，關(guān)鍵點(diǎn)便是Hilma TS 125 L型裝卡系統(tǒng)所達(dá)到的裝卡安全性。“除了有很高的作業(yè)安全性之外，該款裝卡系統(tǒng)還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是由于工件夾持牢固，我們的進(jìn)給速度也可以得到提高，從而達(dá)到更高的生產(chǎn)效率。”

圖1 在兩個(gè)換裝和轉(zhuǎn)載工位上設(shè)有可提高人體舒適度和夾持安全性的操作系統(tǒng)

被Hilma卡座裝卡系統(tǒng)所折服

由于獲得了良好的作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，在此期間還有大量的卡座裝卡系統(tǒng)陸續(xù)投入使用。今天，在四面體裝卡卡座當(dāng)中，除了八套TS 125型裝置之外，還有三套TS Vector型裝置被用于對(duì)較大重量的工件進(jìn)行裝卡。此外，還使用了一套三面體的TS 125 Tristar型裝卡系統(tǒng)。Claas Industrietechnik公司還采用了六套MSH多重裝卡系統(tǒng)和許多其他類(lèi)型的Hilma卡鉗裝置來(lái)固定部件。

這家位于Paderborn地區(qū)的系統(tǒng)供應(yīng)廠商還制造用于傳動(dòng)設(shè)備、農(nóng)機(jī)移動(dòng)液壓設(shè)備和市政公用汽車(chē)等的零部件。Claas Industrietechnik公司作為原同名農(nóng)機(jī)公司的擴(kuò)展工廠而成立于1956年，公司位于距離Harsewinkel地區(qū)60多公里的地方。今天，這家設(shè)備供應(yīng)廠商是一家擁有700名員工、其1/4的用戶為Claas集團(tuán)之外的獨(dú)立企業(yè)。

卡座裝卡系統(tǒng)屬于靈活生產(chǎn)技術(shù)方案的一個(gè)組成部分

裝卡系統(tǒng)被用于“液壓系統(tǒng)預(yù)生產(chǎn)”部門(mén)，它屬于Claas公司內(nèi)部“靈活生產(chǎn)系統(tǒng)”生產(chǎn)解決方案的一個(gè)組成部分，該靈活生產(chǎn)系統(tǒng)由兩套Heckert CWK 400 D型和兩套HEC 400型臥式四軸加工中心組成，并與芬蘭Fastems全自動(dòng)托盤(pán)調(diào)度站相連接。

圖2 今天，Claas Industrietechnik公司采用高度靈活的標(biāo)準(zhǔn)型裝卡卡座，工件由經(jīng)個(gè)性化設(shè)計(jì)的卡盤(pán)進(jìn)行夾持

在兩層結(jié)構(gòu)的托盤(pán)調(diào)度站里，有四十個(gè)儲(chǔ)位存放著帶有裝卡卡座的托盤(pán)。因?yàn)槎噙_(dá)90%的部件在加工過(guò)程中都需要接受兩次裝卡，因此在每個(gè)裝卡卡座上既可以看到等待*道加工的毛坯工件，也可以看到等待精加工的部件。機(jī)器人把托盤(pán)取走，并把它傳送給相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備，裝卡卡座在兩個(gè)換裝位上承接工件。

圖3 即使在加工復(fù)雜部件，也只需兩次裝卡即可完成生產(chǎn)：每次采用四面夾持，即可完成六個(gè)成品工件

四臺(tái)加工中心對(duì)尤其像閥殼和泵體部件等復(fù)雜的液壓元件進(jìn)行加工，每年大約加工92?000件，此類(lèi)部件基本上都是灰口鑄鐵、球墨鑄鐵或鋁合金等材質(zhì)。在重量、尺寸和幾何外形方面，大約有240件不同工件，相互之間差別很大：重量從1～15?kg，尺寸從100?mm×80?mm×53?mm一直到125?mm×100?mm×242?mm，鑄造外形從正方體可一直到自由成型，生產(chǎn)的數(shù)量則在10～500件(備品備件加工)之間波動(dòng)。

由于部件品種多達(dá)200多種，因此不難理解為何zui初所采用的工件特殊裝卡裝置的裝卡方式會(huì)比較費(fèi)事、昂貴和不靈活了。而今天的技術(shù)方案則*相反，這是因?yàn)楝F(xiàn)在只需使卡盤(pán)與工件進(jìn)行匹配即可。Picht說(shuō)道：“現(xiàn)在我們擁有了設(shè)有特殊卡盤(pán)的標(biāo)準(zhǔn)型夾具，使用了專(zhuān)門(mén)針對(duì)我們的要求而研發(fā)出來(lái)的特種卡盤(pán)，其占比達(dá)到90%。”其余的工裝夾具則均為通用型的，并維持不變。

采用可更換型卡盤(pán)可以減少工件夾持邊的數(shù)量

針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用場(chǎng)合，Roemheld公司可以提供品種繁多的可更換型卡盤(pán)。通過(guò)向用戶提供個(gè)性化的卡盤(pán)方案，使得此類(lèi)產(chǎn)品的品種得到進(jìn)一步地?cái)U(kuò)展。供貨范圍涵蓋了可快速更換的卡盤(pán)產(chǎn)品。硬質(zhì)合金鉗口可以對(duì)非平行的裝卡面進(jìn)行補(bǔ)償，也可對(duì)夾持邊較窄的工件進(jìn)行強(qiáng)力夾持，必要時(shí)也可借此來(lái)減少工件的夾持邊緣數(shù)。

通過(guò)采用TUC涂層的半標(biāo)準(zhǔn)卡盤(pán)，可以在不改變夾持力的情況下顯著提高保持力，例如在強(qiáng)力切削作業(yè)時(shí)對(duì)薄壁工件的安全夾持。“當(dāng)遇到新的部件加工任務(wù)時(shí)，我們會(huì)從Claas公司那里得到針對(duì)特種卡盤(pán)的詢價(jià)單，這樣的事情通常每年都要出現(xiàn)數(shù)次。”位于Hilchenbach地區(qū)的Roemheld公司的工件裝卡系統(tǒng)產(chǎn)品Karl-Heinz Stötzel解釋說(shuō)。Stefan Picht接著便會(huì)把部件數(shù)據(jù)發(fā)送給Hilchenbach的富有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師們。設(shè)計(jì)人員便會(huì)開(kāi)發(fā)出相應(yīng)的裝卡技術(shù)方案，Claas公司會(huì)得到以圖紙或3D圖形方式的建議。“在爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)*技術(shù)方案方面，我們總是會(huì)在工作準(zhǔn)備部門(mén)、部件設(shè)計(jì)部門(mén)和Roemheld公司的設(shè)計(jì)部門(mén)之間進(jìn)行熱絡(luò)的信息交換。”Picht報(bào)告說(shuō)。產(chǎn)品Stötzel指出，這些工作都很有難度：“對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)部門(mén)來(lái)說(shuō)，要把卡盤(pán)設(shè)計(jì)成能夠確保工件達(dá)到*的加工便利程度，這可是一個(gè)挑戰(zhàn)。”

設(shè)有操作系統(tǒng)的換裝和轉(zhuǎn)載的工位

采用的所有工件裝卡系統(tǒng)均為純機(jī)械操作方式。Claas公司使用了涉及兩款技術(shù)方案的Hilma-TS-125型裝卡卡座裝置，該款帶有手動(dòng)功能的裝卡系統(tǒng)由一個(gè)絲桿進(jìn)行操作，夾持力在*卡盤(pán)處呈均勻增大。而TS 125 Vector型裝卡裝置則由兩個(gè)絲桿進(jìn)行操作，兩個(gè)夾持位置互為獨(dú)立，可分別設(shè)定不同的夾持力，所有TS裝卡卡座系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)安裝在裝載站上的操作系統(tǒng)進(jìn)行操作。

懸掛在平衡器上滑行的氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)由操作人員取來(lái)放置在裝卡卡座的絲桿上，通過(guò)腳踏開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)操作。操作人員雙手總處于騰空狀態(tài)，以便對(duì)工件進(jìn)行操作。夾持力是可重復(fù)生成的，這很有利于工位上的人體舒適度和裝卡安全性。為了防止事故發(fā)生，操作人員必須先把扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)栓在換裝工位上，然后方可通過(guò)感應(yīng)器發(fā)出一個(gè)信號(hào)，表明機(jī)器人可以把攜帶工裝夾具的托盤(pán)取走。

生產(chǎn)設(shè)計(jì)人員Picht透露說(shuō)，Claas公司對(duì)多年來(lái)的合作非常滿意：“咨詢、溝通、項(xiàng)目執(zhí)行和服務(wù)等方面都很好。夾具裝置的質(zhì)量很高，操作簡(jiǎn)便且可靠。在提高生產(chǎn)效率和安全性方面的改進(jìn)力度要比我們zui初所期待的更大。”為了進(jìn)一步提高產(chǎn)量，Claas Industrietechnik公司在將來(lái)還應(yīng)該把更多的工件放置到帶有特殊卡盤(pán)的標(biāo)準(zhǔn)型裝卡卡座系統(tǒng)上。“尤其是針對(duì)鋁質(zhì)部件的加工，這些工裝夾具更具優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)流程時(shí)間越來(lái)越短，因此裝卡工作就顯得越來(lái)越重要了。”