打造 “全世界最好的” 工廠

專用軟件將大隈機械的Multus U3000 型車銑中心同機器人、外部刀庫以及山特維克可樂滿公司的生產計劃系統互相連接在一起。（圖源：大隈機械）

20年來，山特維克可樂滿公司在位于Gimo的全球最大刀具廠里專注于進行自動化的加工。這不得不歸因于大隈機械（OKUMA）提供的包括軟件在內的一種新穎機床，在刀具的換裝時間和手動干預方面開啟了一個新的時代。

作為高薪酬國家，瑞典很早便是工業自動化的開拓者。總部在Gimo（伊穆）的山特維克可樂滿公司十多年來不斷致力于從自動化的加工單元中獲得“降本增效”。公司刀具生產主管Joakim Fagerudd 先生對山特維克可樂滿的前景作出了明確的表述：“我們將打造全世界最好的工廠?！痹趯?，為滿足日益多變的市場需求，很有可能會需要設計一個能夠生產超過700種不同鏜刀桿的全新加工單元。

按需生產的解決方案

對于這個未來的憧憬，山特維克可樂滿邀請了一家著名的機床生產商來開發一種新穎的加工單元。對機床廠家提出的要求和由Fagerudd先生所制定的高水平目標一樣雄心勃勃——加工單元必須實現更短的交貨時間，并按市場需求進行生產，使庫存成本保持在盡可能低的水平。同時，為了提高生產效率，新方案必須減少準備時間，并且不需要手動更換刀具。還需要考慮輪番的投產批量在1 到200件之間。

大多數常規的數控機床缺少必要的靈活性，“想要找一臺有下置換刀轉塔的機床實在是太難了”，Joakim Fagerudd先生感嘆道。而由大隈機械開發的Multus U3000型多軸聯動和同步復合加工的機床能夠滿足這樣的要求。這臺車銑復合加工中心不僅能夠滿足不同的加工需求，而且能夠大幅度縮短準備時間。機床上下置的轉塔縮短了更換刀具所需的時間，Fagerudd先生對這樣可靠的解決方案頗為關注：“我們不需要最快的機器，因為如果出現問題而停機，那就是得不償失。我們重視的是盡可能高的可靠性和穩定性?！背酥猓ぜ募庸べ|量也在優先考慮之列，“我們刀具的品質直接會影響客戶的產品性能。而Multus U3000型車銑中心能夠確保我們整個加工會帶來出色的表面質量”，山特維克可樂滿的革新領導者Johan Asberg先生這樣評價道。

國際化的合作伙伴

在2016年春季，加工單元項目分為幾個階段建成。從訂貨到開始生產總共持續了15個月?！俺舜筅駲C械，沒有一家機床制造廠能夠如此遵守環環相扣的時間計劃，同時將費用總額控制在合理范圍內”，Fagerudd先生解釋道。為了達到預先設定的高自動化程度，大隈公司和山特維克可樂滿不僅攜手強化了軟件性能，同時在硬件方面也使其個性化。譬如，提供加工單元的中央操作機器人的日本安川電機公司，在其瑞典工廠里就能提供測試環境，在這個環境中可以預先構建整個加工單元，并且可以進行一系列的測試工作。

此外，山特維克可樂滿還尋找了一家能夠支持他們公司進行全球化生產的合作伙伴，“我們在Gimo的總部設置了全球的生產標準。因此我們同樣需要一個國際化的合作伙伴。大隈公司的代理經銷商網絡能夠為我們提供持續的支持，并在24小時內快速提供備件。這就使我們能在全球范圍推廣如此新穎的加工單元”，Asberg先生這樣說道?！巴ㄟ^遍布世界各地的授權經銷商和利用隨時可以使用的OEM（校注：指授權貼牌生產）備件的較大庫存，大隈公司可以提供精準的服務，這正是山特維克可樂滿所需要的。而瑞典的大隈機械分銷商Stenbergs公司在實施項目的過程中同樣發揮了重要的作用。分銷合作伙伴從項目的設計直到加工單元的建成始終與我們保持著密切的合作。Stenbergs公司利用他們豐富的機床知識為現場的操作人員提供了技術支持?！?br/>
智能化的單元通信

利用這種“單元通信”，加工單元能夠實現整體正常運轉，生產計劃系統、機床和機器人之間的不間斷的通信是非常重要的。此外，在集成外部刀庫方面也面臨著挑戰。“我們需要一個開放式的操作員面板，以便流暢地進行對話和傳輸信號流，從而確保必要的柔性?！盕agerudd先生解釋道。需要說明的是，大隈公司不僅提供了機床，還提供了CNC數控系統，并對各種可能性負責，以便對項目的眾多要求作出靈活反應。由于山特維克可樂滿并不計劃去尋找其他第三方的軟件公司，所以可以根據需要來修改程序。大隈機械研發的工具管理軟件能夠同外部的刀庫進行通信。全球150個中的任何一個自動化加工單元均可使用山特維克可樂滿的TAP系統（校注：指生產管理系統）用于生產計劃，并用于收集機器人和機床數控程序運行的數據。每一個加工單元都非常清楚哪個訂單應該選擇哪種彈簧夾頭、尾座的頂尖和刀具。根據工件的3D模型，分別為每個投產批次生成機床的數控程序和機器人的參數。

不間斷地生產加工

通過開發個性化軟件、現代化的機器人技術和高端車銑復合中心的相互配合，就能夠創造出一種可以不間斷地進行生產的加工單元——一周七天，每天二十四小時。

外部的刀庫已經準備好需要更換的尾座的頂尖、彈簧夾頭和刀具，總共能為Multus U3000 提供40 把不同的刀具。（圖源：大隈機械）

每一道工序是自動完成的，以有效地避免工藝流程的中斷——整個流程可以顯示為：機器人自動更換尾座的頂尖、彈簧夾頭和下置轉塔上的刀具。個性化定制的大隈公司工具管理軟件和機器人通信，指示下一步應該使用哪種彈簧夾頭。更換尾座的頂尖也是如此。在外部的刀庫中有40多個刀位。軟件會通知機器人，應該在下置轉塔中插入哪一把刀具。整個過程在數秒內結束。

車銑中心Multus U3000 的下置轉塔能夠進行全自動的刀具更換。（圖源：大隈機械）

值得一提的是，山特維克可樂滿的Capto模塊化快速更換刀具系統適合于各種不同的刀具。每個工件需要的切削加工時間平均為2分鐘，并需要更換三次刀具，更換刀具不需要任何手動操作。之后，加工完成的工件會被自動儲存在托盤架上。

不需要手動操作

由于大隈公司的軟件與機器人和山特維克可樂滿的TAP生產管理系統之間的完美兼容，將手動操作的必要性降到了最低。一旦開始加工，操作人員便可以去關注其它的任務。一個專門編寫的程序接口對生產流程進行監控，如果出現故障、中斷或者碰撞則會立刻發出通知。通過彩色的操作界面，能夠一目了然地看到加工單元是否在正常工作。如果刀具出現磨損必須進行更換，這時可以通過附加的控制單元，將新的刀具加入工具管理系統。這也是極少數需要操作人員的情況之一。

在控制裝置定制的操作員面板上操作人員能夠一目了然地看出，生產過程是否按計劃進行。（圖源：大隈機械）

“ 精益求精！”

憑借著新的加工單元，使山特維克可樂滿向全自動化生產又邁進了一步。Fagerudd先生堅信，他們擁有自動化項目最佳的合作伙伴?！昂痛筅窆镜暮献鞣浅Ｍ昝?。加工單元的運行非常順利！”項目費用將在兩年內分期償還。當被問及他們未來的生產計劃時，Asberg先生回答道：“精益求精！總的說來，我們希望未來的生產能夠更加高效。我們同樣會力爭推進其它工藝過程的自動化?！?br/>
這種堅定的進步理念完美地與大隈公司的“物造”論（產品制造不斷改善的日本哲理）進行互補（校注：“物造—Monozukuri”論是日本制造業的信條，其核心含義是——完美的產品用完美的工藝過程來制造）。憑借這樣的認知，山特維克可樂滿打造“世界上最好工廠”的目標越來越清晰，并通過這次的項目，收獲頗豐。