設立在Nevada地區的加工車間自其鈑金件加工業務采用機器人加工系統之后，收獲頗豐。公司計劃引進一套自動化系統應用于CNC數控加工。來自于Methods Machine Tools公司的Fanuc JobShop機器人加工單元，在加工最重要的一個工件時，不但節約了生產成本，而且縮短了加工周期。

B&J公司的主要業務是為磁性門鎖加工防沖擊板。為了滿足其客戶對這些防沖擊板平直度的高精度要求，該車間不得不將這些工件移交到另外一家公司進行進一步磨削加工。除了這些工件的高額運輸費用之外，外協磨削加工還增加了大量的生產時間。在引進自動化加工單元以后，這一情況發生了改變：工件的大部分加工操作不但都能在本車間內完成，而且還提高了零件的加工質量并縮短了加工周期。

實際上，B&J公司遠遠超過了一個機加工車間的水平，自動化生產對于該公司的副總裁Gregg Fisher先生而言再也不是什么新鮮技術。除了提供全方位的CNC數控加工服務之外，該公司還采用機器人設備從事精密的鈑金件加工，例如鈑金件的沖剪、沖壓和焊接，其加工精度達到±0.0001in（1in=0.0254m）。B&J公司創建于1973年，是一個家族式企業，坐落在Nevada地區Sparks鎮。其客戶范圍跨越各個行業，公司為這些客戶加工所需的零件，例如自動投幣售貨機、醫療器械、運動器材和飲料機的各種零件。

尋找機加工解決方案

在為鈑金件加工引入機器人系統的同時，Fisher先生也在努力尋求相應的機加工解決方案。他提出了提高自動化水平的要求，之后，Methods Machine Tools公司推薦了一種具有挑戰意義的綜合性系統來提高生產速度，提高當地一個長期客戶的防沖擊板整體加工的工藝水平。這家客戶的磁性門鎖分幾種不同尺寸，由一個安裝在固定入口框架上的強力電磁鐵和安裝在移動大門上的防沖擊板組成。B&J公司為幾種不同型號的門鎖制造沖擊板。其厚度約為0.5in，零件的尺寸范圍為1in×2.5in～3.75in×9in，但有兩種型號的門鎖占用了該車間生產的50%以上的防沖擊板。

之后，Methods公司地區經理和辦事處負責人Chris Porter先生參觀了B&J公司及加工車間，并對Fisher先生的需求做出了評價。在進一步討論以及與Methods公司的應用專家協商以后，Fisher先生購置了Fanuc JobShop機器人加工單元。該加工單元由一臺Fanuc RoboDrill VMC立式加工中心和一套與其全面配套的6軸Fanuc自動化工件裝卸機器人組合而成。

JobShop機器人加工單元使工件的平直度和表面粗糙度達到了一個新的水平，該車間再也不需要將平直度不足的防沖擊板進一步磨削加工，其質量的提高節約了大量勞務費用和運輸費用（圖1）。

圖1  JobShop機器人加工單元使工件的平直度和表面粗糙度達到了一個新的水平，該車間再也不需要將平直度不足的防沖擊板進一步磨削加工，其質量的提高節約了大量勞務費用和運輸費用

JobShop機器人加工單元于2008年初安裝在B&J公司，該加工單元的設計主要適合于中小批量的加工生產。加工單元配有液壓或氣動工件夾座，凡是能在其6in臺鉗和卡盤上夾緊的任何零件，都適合于在這一單元上加工。該加工單元還配有全套的進出料傳送帶和防護欄，同時還提供第四軸供客戶選用，以進一步提高該工作單元的生產效率。

加工單元的核心RoboDrill VMC立式加工中心可進行轉速達5000r/min（也可選用8000r/min）的剛性攻螺紋銑削加工，也可從事其他更多的加工項目。X、Y和Z軸可以加速到1.5g，而進給速度可達1181ipm（也可選用2362ipm），快速橫向運動速度高達2125ipm。該機床所配置的標準刀具更換裝置為14個工位，而B&J公司購置的設備選用了21個工位的刀具更換裝置。其配套的6軸LR Mate 200iC型機器人配有夾鉗、教育懸掛附件和幾套程序，這些系統可以很容易地適應并滿足用戶的需求。

節省操作過程和成本

在引進自動化單元前，該公司將上千件激光切割后的毛坯件送到另一家Blanchard車間進行雙面砂輪磨削加工。當磨削加工后的防沖擊板返回該車間時，該車間就采用CNC數控機床加工特殊的埋頭孔、鉆孔和其他項目。在采用RoboDrill機床以后，防沖擊板的加工質量如此之高，再也無需進一步磨削加工了。現在除了最后一道電鍍工作之外，所有的加工操作全部在本車間內完成。

取消了磨削加工工藝之后，車間節約了很大一筆開支，這不僅是因為他們無需再給另一家公司支付防沖擊板的磨削加工費用，而且也因此節約了大筆運輸費用，這在很大程度上解決了汽油價格的上漲問題。由于全部工作都在公司車間內完成，因此使整體生產時間從6周降低為兩周。Fisher先生說：“我們可以將一部分節約的費用返利給我們的客戶，他們自然也樂于接受這樣的結果，不但在節約費用上有所突破，而且零件的質量水平大幅度提高。”

門鎖制造商對防沖擊板的平直度要求極高，凹度范圍限制在±0.001in之內，凸度范圍為±0.003in。在采用JobShop機器人加工單元之后，防沖擊板的平直度要比以前更為穩定。而在過去，公司往往會在加工后的零件四周留下一道激光切割的毛邊。現在，該加工單元能夠很容易地對這些毛邊進行銑削加工。

提出新挑戰

按照Fisher先生的說法，客戶對公司加工的防沖擊板給予了很高的評價。然而，在正常的使用情況下，每個防沖擊板都會重復磁化，因此需要大量的鎳，以免在電磁鐵通電時帶有其本身的磁性拉力。由于金屬中含有大量的鎳，因此最初給客戶留下深刻印象的呈鏡面的表面，實際上會產生一些視覺偏差，反而影響到某些防沖擊板的外觀。

于是Fisher先生向Methods公司提出了另一挑戰性要求：希望他們提高表面粗糙度，使其看起來光滑適度。一位Methods公司的應用專家拜訪了他們的車間，卸除了該機床圓筒形銑刀上6個鑲刀片的其中4個。此外還加快了進給速度，這一措施使此后生產的工件的表面粗糙度更加符合需求。

在Fisher先生決定購置JobShop機器人加工單元的過程中，節約勞務費用這一因素起到了重要作用。該加工單元可以減少防沖擊板生產中所要求的多道操作工序，可以為B&J公司及其客戶節約大量費用。Fisher先生說，他也為這一工藝能夠大幅度減少加工過程中的工作量而高興。

自動化加工事半功倍

以前，該車間的兩臺CNC數控機床每天工作達20h，用于加工從磨削車間返回的防沖擊板。這些工作緊張的雇員們必須為加工防沖擊板每天超時工作。Fisher先生無可奈何地說：“我們的工作使工人們筋疲力盡。他們不得不堅持每天工作10h，天天如此?！?br/>
而自動化加工單元實際上采用無人化操作生產，包括該車間的整個白班和部分夜班。該加工單元的機器人有三套夾鉗，總是夾持需要加工的毛坯件、一個已經完工的工件和一個從臺鉗到臺鉗之間過渡的毛坯件。當毛坯件的一側銑削加工以后，機器人就會將其翻轉到另一個臺鉗上，然后銑削加工毛坯件的另一個側面。操作員的主要責任是照看另一臺機床，白天，只有很少的時間花費在新運行程序的調試設置之中，并在其他機床的周期間隔時間，負責監控這套加工單元。Fisher先生說，操作員的工作只是簡單地補充所需加工的毛坯件、檢驗毛坯件的加工質量并包裝已經完工的防沖擊板。這一自動化加工單元減少了工件加工時間，使每天的調試和監控時間削減為幾個小時。同時解放了操作員，使其能夠從事更有挑戰性和更有回報價值的工作（圖2）。

圖2  這一自動化加工單元減少了工件加工時間，使每天的調試和監控時間削減為幾個小時。同時解放了操作員，使其能夠從事更有挑戰性和更有回報價值的工作

該車間仍在使用陳舊的機床，每次生產一種尺寸以上的防沖擊板，而其加工單元的生產效率則要高得多。Fisher先生說：“自動化對我們的工作非常有利。我們非常關心雇員，希望他們掌握最新的技術。我總是將目光放在未來，自動化生產使我們達到了事半功倍的效果?！?