高效、高精度

　　本文译自德国FORM+Werkzeug杂志

　　瑞士的SFS集团是一家为全球汽车、电子、航空航天、建筑和医疗器械等领域内的企业提供高精度复杂零件用注塑模具和浇注模具的企业。SFS集团奥地利工厂模具制造经理Heinrich Ruckenbauer说：“我们的部门主要为SFS集团在奥地利和匈牙利的子公司生产复杂的注塑模具。这些注塑模具生产的塑料件必须满足最高的质量标准和要求。这些塑料产品常常涉及到一些安全保护功能，例如汽车工业领域中的制动器或者安全带拉紧器。”

　　过程自动化

　　Ruckenbauer指出，例如某安全功能零件出现问题后可能会产生巨大的灾难后果。因此，他所在部门模具产品的质量也有着非常高的要求——与安全功能有关零件中出现的每一个缺陷都反映在模具之中。

　　“除了生产的注塑零件有着很高的几何尺寸要求之外，生产成本和技术问题也对我们有着决定性的意义和作用。”Ruckenbauer补充说道。和所有的供应商企业一样，SFS集团也必须在和那些有着产地成本费用优势、人力成本费用优势的企业的激烈竞争中获胜。由于在安全性零件的生产过程中注塑模具是关键性因素，因此Ruckenbauer领导的部门也必须不断地想方设法降低注塑模具的生产成本。这也需要他的部门通过自动化技术来提高注塑模具的生产能力。因此，他所领导的部门寻求一种能够每年至少运行5000小时，具有多种不同技术的全自动解决方案。

　　另一问题就是对注塑模具所使用的材料有着非常高的要求。这里涉及到是一种碳素钢，在浇注矿物质含量高达75%的现代化塑料件时，注塑模具钢的磨损速度太快了。而硬质合金材料制成的注塑模具则可以显著延迟模具的使用寿命。

　　集成式解决方案

　　Ruckenbauer说：“我们想用一条现代化的、全自动模具生产线来取代我们现在使用的、只有单一生产工艺的生产设备。”在完成注塑零件之前，这条生产线还要完成高精度的铣削、倒角、锪孔、零部件清洗和自动测量等工序。在彻底搞清楚了自动化生产线的要求之后，SFS集团最终选择了位于索尔陶市Röders公司提供的解决方案。Ruckenbauer说：“它们生产的铣削加工设备有着很高的切削加工精度、可以加工高硬度的碳素钢。”除了能够生产注塑件之外，自动化的注塑生产线还应能完成注塑模具的装夹和校正等任务。所有的一台台设备应相互排列在一起构成一条生产线，并由Röders公司研发生产的RCF 150上下料机器人完成所有生产操作。构成生产线的是Röders公司研发的一台五轴铣削加工中心RXP 501 DS、一台RXP 501线三轴加工中心、一台沙迪克的AG 60 L型电火花加工机床、一台EROWA的RoboSpa型自动化清洗机以及一台海克斯康的Tigo SF型三坐标测量机。

　　生产线对面是一排装有铣刀、机器人卡爪和EROWA的托盘货架。EROWA托盘除了用来存放3种不同尺寸规格的零件毛坯和成品外还用来存放电火花加工设备的各种电极。上下料工作站则负责重达150kg零件的装卸。整条生产线的控制系统是Röders公司开发的RMSMain作业管理系统。该系统通过自动数据导入功能可以从（Visi）CAM中接收数控程序。

　　尤其令人吃惊的是上下料机器人非常紧凑的旋转关节机械臂结构：只需1.5m的宽度就能够很好地完成零件毛坯和成品的搬运和装卸。

　　提高产能

　　Ruckenbauer笑着说道：“在做出采购的决定前，有人善意的地提醒我们，可能需要半年的时间才能完成注塑模具生产系统的技术更新。生产线的控制系统和操作管理系统非常便于使用操作，技术培训也进行地非常顺利。在设备安装调试之后的2周内我们就完成了第一批零件的铣削试制，后来，我们又用了2周时间完成了生产线的自动化。”自那之后，在Röders公司技术咨询支持下，SFS集团奥地利工厂的自动化生产线迅速实现了每月400小时的生产运行计划。

　　“在这样的技术升级项目中，设备操作者的技术培训有着至关重要的作用。如果没有设备操作者的认可，不被他们接收，技改项目几乎不会成功。”Ruckenbauer说道。SFS集团的项目团队不仅要了解新的生产线控制系统而且还要掌握如何调整和设置生产线控制系统。过去，SFS集团的员工只能在执行CAM控制程序时，改动一些铣削和电火花加工的子程序。现在，他们能够完成整个加工过程的程序修改——从CAM编程到最终质量检测。

　　Ruckenbauer说道：“经过一年多的生产运行，我可以非常明确地说，自动化技术改造项目的成果令人非常满意。”在加工精度方面，可以说是明显的向前迈进了一大步。过去我们讨论的是如何将加工误差控制在0.01mm，现在我们讨论的是如何将加工误差控制在0.001mm。从加工零件的加工精度来讲，我们今天用RXP 501 DS五轴铣削加工中心加工的零件的精度可以达到小数点后四位，产品质量的投诉率也下降了50%以上。”

　　如今，生产线的加工精度受到了严密的监控。例如，机器人更换托盘时的操作精度比过去人工手动更换托盘时的误差要小很多。CBN仿型铣在加工自由曲面时的精度比硬质合金铣刀的加工精度要高的多。

　　在设备操作者人数相同的情况下，自动生产线的生产能力也明显的提高了30%左右。另外，Ruckenbauers还特别强调了Röders公司售后服务人员的水平和素质。与引进这条自动化生产线之前的生产情况相比较，注塑模具生产的各个环节都有了翻天覆地的变化。