打造 “全世界最好的” 工厂
荣格 · 2017-06-03 12:45:32 23279 次浏览
摘要:20年来,山特维克可乐满公司在位于Gimo的全球最大刀具厂里专注于进行自动化的加工。这不得不归因于大隈机械(OKUMA)提供的包括软件在内的一种新颖机床,在刀具的换装时间和手动干预方面开启了一个新的时代。



作为高薪酬国家,瑞典很早便是工业自动化的开拓者。总部在Gimo(伊穆)的山特维克可乐满公司十多年来不断致力于从自动化的加工单元中获得“降本增效”。公司刀具生产主管Joakim Fagerudd 先生对山特维克可乐满的前景作出了明确的表述:“我们将打造全世界最好的工厂。”在将来,为满足日益多变的市场需求,很有可能会需要设计一个能够生产超过700种不同镗刀杆的全新加工单元。


按需生产的解决方案


对于这个未来的憧憬,山特维克可乐满邀请了一家著名的机床生产商来开发一种新颖的加工单元。对机床厂家提出的要求和由Fagerudd先生所制定的高水平目标一样雄心勃勃——加工单元必须实现更短的交货时间,并按市场需求进行生产,使库存成本保持在尽可能低的水平。同时,为了提高生产效率,新方案必须减少准备时间,并且不需要手动更换刀具。还需要考虑轮番的投产批量在1 到200件之间。


大多数常规的数控机床缺少必要的灵活性,“想要找一台有下置换刀转塔的机床实在是太难了”,Joakim Fagerudd先生感叹道。而由大隈机械开发的Multus U3000型多轴联动和同步复合加工的机床能够满足这样的要求。这台车铣复合加工中心不仅能够满足不同的加工需求,而且能够大幅度缩短准备时间。机床上下置的转塔缩短了更换刀具所需的时间,Fagerudd先生对这样可靠的解决方案颇为关注:“我们不需要最快的机器,因为如果出现问题而停机,那就是得不偿失。我们重视的是尽可能高的可靠性和稳定性。”除此之外,工件的加工质量也在优先考虑之列,“我们刀具的品质直接会影响客户的产品性能。而Multus U3000型车铣中心能够确保我们整个加工会带来出色的表面质量”,山特维克可乐满的革新领导者Johan Asberg先生这样评价道。


国际化的合作伙伴


在2016年春季,加工单元项目分为几个阶段建成。从订货到开始生产总共持续了15个月。“除了大隈机械,没有一家机床制造厂能够如此遵守环环相扣的时间计划,同时将费用总额控制在合理范围内”,Fagerudd先生解释道。为了达到预先设定的高自动化程度,大隈公司和山特维克可乐满不仅携手强化了软件性能,同时在硬件方面也使其个性化。譬如,提供加工单元的中央操作机器人的日本安川电机公司,在其瑞典工厂里就能提供测试环境,在这个环境中可以预先构建整个加工单元,并且可以进行一系列的测试工作。


此外,山特维克可乐满还寻找了一家能够支持他们公司进行全球化生产的合作伙伴,“我们在Gimo的总部设置了全球的生产标准。因此我们同样需要一个国际化的合作伙伴。大隈公司的代理经销商网络能够为我们提供持续的支持,并在24小时内快速提供备件。这就使我们能在全球范围推广如此新颖的加工单元”,Asberg先生这样说道。“通过遍布世界各地的授权经销商和利用随时可以使用的OEM(校注:指授权贴牌生产)备件的较大库存,大隈公司可以提供精准的服务,这正是山特维克可乐满所需要的。而瑞典的大隈机械分销商Stenbergs公司在实施项目的过程中同样发挥了重要的作用。分销合作伙伴从项目的设计直到加工单元的建成始终与我们保持着密切的合作。Stenbergs公司利用他们丰富的机床知识为现场的操作人员提供了技术支持。”


智能化的单元通信


利用这种“单元通信”,加工单元能够实现整体正常运转,生产计划系统、机床和机器人之间的不间断的通信是非常重要的。此外,在集成外部刀库方面也面临着挑战。“我们需要一个开放式的操作员面板,以便流畅地进行对话和传输信号流,从而确保必要的柔性。”Fagerudd先生解释道。需要说明的是,大隈公司不仅提供了机床,还提供了CNC数控系统,并对各种可能性负责,以便对项目的众多要求作出灵活反应。由于山特维克可乐满并不计划去寻找其他第三方的软件公司,所以可以根据需要来修改程序。大隈机械研发的工具管理软件能够同外部的刀库进行通信。全球150个中的任何一个自动化加工单元均可使用山特维克可乐满的TAP系统(校注:指生产管理系统)用于生产计划,并用于收集机器人和机床数控程序运行的数据。每一个加工单元都非常清楚哪个订单应该选择哪种弹簧夹头、尾座的顶尖和刀具。根据工件的3D模型,分别为每个投产批次生成机床的数控程序和机器人的参数。


不间断地生产加工


通过开发个性化软件、现代化的机器人技术和高端车铣复合中心的相互配合,就能够创造出一种可以不间断地进行生产的加工单元——一周七天,每天二十四小时。




每一道工序是自动完成的,以有效地避免工艺流程的中断——整个流程可以显示为:机器人自动更换尾座的顶尖、弹簧夹头和下置转塔上的刀具。个性化定制的大隈公司工具管理软件和机器人通信,指示下一步应该使用哪种弹簧夹头。更换尾座的顶尖也是如此。在外部的刀库中有40多个刀位。软件会通知机器人,应该在下置转塔中插入哪一把刀具。整个过程在数秒内结束。





值得一提的是,山特维克可乐满的Capto模块化快速更换刀具系统适合于各种不同的刀具。每个工件需要的切削加工时间平均为2分钟,并需要更换三次刀具,更换刀具不需要任何手动操作。之后,加工完成的工件会被自动储存在托盘架上。


不需要手动操作


由于大隈公司的软件与机器人和山特维克可乐满的TAP生产管理系统之间的完美兼容,将手动操作的必要性降到了最低。一旦开始加工,操作人员便可以去关注其它的任务。一个专门编写的程序接口对生产流程进行监控,如果出现故障、中断或者碰撞则会立刻发出通知。通过彩色的操作界面,能够一目了然地看到加工单元是否在正常工作。如果刀具出现磨损必须进行更换,这时可以通过附加的控制单元,将新的刀具加入工具管理系统。这也是极少数需要操作人员的情况之一。





“ 精益求精!”


凭借着新的加工单元,使山特维克可乐满向全自动化生产又迈进了一步。Fagerudd先生坚信,他们拥有自动化项目最佳的合作伙伴。“和大隈公司的合作非常完美。加工单元的运行非常顺利!”项目费用将在两年内分期偿还。当被问及他们未来的生产计划时,Asberg先生回答道:“精益求精!总的说来,我们希望未来的生产能够更加高效。我们同样会力争推进其它工艺过程的自动化。”


这种坚定的进步理念完美地与大隈公司的“物造”论(产品制造不断改善的日本哲理)进行互补(校注:“物造—Monozukuri”论是日本制造业的信条,其核心含义是——完美的产品用完美的工艺过程来制造)。凭借这样的认知,山特维克可乐满打造“世界上最好工厂”的目标越来越清晰,并通过这次的项目,收获颇丰。

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