內(nèi)容提要：在一個(gè)生產(chǎn)高級(jí)汽車配件的工廠里，改裝整個(gè)模具銑削生產(chǎn)線持續(xù)了5年時(shí)間。在改裝期間，生產(chǎn)從沒(méi)中斷。該項(xiàng)目集合了汽車制造廠的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和工藝技術(shù)合作伙伴的技能。是一次卓有成效的合作。
有效地降低輔助時(shí)間，不僅必須要采用高速或高效加工，而且還應(yīng)采用自動(dòng)化的配備有托板交換系統(tǒng)的生產(chǎn)單元。在Dingolfing所在地的寶馬（BMW）汽車廠，在從模具制造到車身零件沖壓的實(shí)際生產(chǎn)情況中，生產(chǎn)線的改裝和兩臺(tái)加工中心的翻新，安裝和擴(kuò)建包含有兩臺(tái)新款加工中心的生產(chǎn)單元，這兩臺(tái)新的加工中心是Dorries Scharmann Technologie（DST）公司的Droop和Rein品牌機(jī)床：FOGL 3265K和T2550 R30C。
迄今取得的成果是：加工時(shí)間減少了一半，設(shè)備作業(yè)面積減少了三分之一。取得該成果的前提是已在Dingolfing的寶馬汽車廠里使用約一年的新托板系統(tǒng)。
這是以寶馬汽車廠的模具制造廠為用戶和以Dorries Scharmann Technologie（DST）有限責(zé)任公司為機(jī)床伙伴之間合作的成果。寶馬汽車廠的模具制造者制訂了一個(gè)開放式結(jié)構(gòu)的柔性工件流方案。DST公司作為總承包單位負(fù)責(zé)實(shí)施用戶的規(guī)劃目標(biāo)。
在裝配傳送帶上輸送寶馬5系列/6系列/7系列車型，車身這樣的汽車零件首先要經(jīng)沖壓機(jī)制造出白車身，然后進(jìn)行噴漆。沖壓模同樣本廠生產(chǎn)。在模具制造方面，生產(chǎn)是安排多班制進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，以便為廠內(nèi)的沖壓機(jī)供給零部件。
模具的概念，在這里是把下面的零件稱之為模具：凹模和凸模，這對(duì)模具在一定壓力下很精密地使板材成形為車身，以致這個(gè)車身零件接著以規(guī)定的尺寸可精確接合。
為了制造板件，需要精密生產(chǎn)沖模。偏差為0.02 mm是允許的。在4臺(tái)加工中心上，通過(guò)不同的銑削頭和加工刀具來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)。在Droop和Rein品牌的機(jī)床上，堅(jiān)實(shí)的重達(dá)25噸的鑄鋼部件（每個(gè)部件是一種復(fù)雜的部件，由多達(dá)5個(gè)大型零件構(gòu)成）構(gòu)成其外形輪廓。加工中心的任務(wù)首先是對(duì)模具的零件進(jìn)行粗加工，然后按零件的最終狀態(tài)進(jìn)行精加工。模具的裝配和光整加工是由專家手動(dòng)進(jìn)行的。
模具生產(chǎn)：在這里，每一臺(tái)銑削中心構(gòu)成整體中的一個(gè)相關(guān)設(shè)備，這個(gè)設(shè)備，
在物理上是通過(guò)托板，而在虛擬上則通過(guò)CAM系統(tǒng)集成到加工單元中。
縮短輔助時(shí)間
高的質(zhì)量要求需要耗費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間加工過(guò)程 ：對(duì)于凹模、凸模和汽車板件這三個(gè)零件來(lái)說(shuō)，在質(zhì)量上必須要相互完全匹配，要求是非常高。所提供的每一個(gè)模具直到最后驗(yàn)收前，用戶要進(jìn)行多次檢驗(yàn)：必須是按規(guī)定的壓力成形，完成1000件無(wú)缺陷沖壓件的性能測(cè)試。最后，所沖壓的零件應(yīng)被確認(rèn)為完全符合規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
在2002年之前，在各個(gè)加工工位之間存在著相對(duì)較長(zhǎng)的物流傳送時(shí)間、裝調(diào)時(shí)間和等候時(shí)間。這對(duì)投產(chǎn)批量?jī)H為1的零件加工，就造成了基本時(shí)間和輔助時(shí)間之間典型的不利比例。在這之后，在寶馬汽車廠作出了對(duì)新穎的智能技術(shù)進(jìn)行投資的決策，接著同合作伙伴DST公司共同作方案性考慮。
承包廠商DST公司，不僅可以提供第一流的加工中心，而且在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程也可在組織上進(jìn)行參與。為了找到一個(gè)持久的，面向?qū)?lái)的解決方案，負(fù)責(zé)項(xiàng)目的DST公司的技術(shù)管理人員首先同他的客戶討論了實(shí)施的條件和切合實(shí)際的目標(biāo)。
在生產(chǎn)車間里，設(shè)備改造項(xiàng)目的計(jì)劃目標(biāo)，其內(nèi)容不論在加工時(shí)間方面還是在設(shè)備作業(yè)面積上應(yīng)明顯地減少。具體的目標(biāo)是：把以前所需的作業(yè)面積至少減少三分之一，另外是將加工模具的整個(gè)時(shí)間減少四分之一。
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)協(xié)調(diào)整個(gè)工藝過(guò)程
對(duì)內(nèi)容涉及較廣的項(xiàng)目著手進(jìn)行的計(jì)劃工作是值得的。自從托板系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試以來(lái)，這個(gè)底層的托板系統(tǒng)把生產(chǎn)單元中高效生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)的各個(gè)加工工位連接起來(lái)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)協(xié)調(diào)整個(gè)加工過(guò)程，并使其所有工藝鏈環(huán)節(jié)的加工過(guò)程透明化。每個(gè)工作人員在控制裝置的顯示器上，可以看到任務(wù)進(jìn)展的狀況，了解目前的工序儲(chǔ)備情況或可能到時(shí)候要進(jìn)行的工件更換。
通過(guò)裝備現(xiàn)代傳感器使托板交換系統(tǒng)實(shí)際上在車間底層一級(jí)的輸送軌道上，也就避免了同重負(fù)荷物的碰撞。在成果方面，光是裝調(diào)時(shí)間，已從過(guò)去的平均一個(gè)小時(shí)縮短到現(xiàn)在的（5～10）分鐘。
智能、置信和執(zhí)行力
在控制系統(tǒng)和軟件包中以及DST設(shè)備上置入處理器芯片。開放式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)能具有最大的柔性，這樣的柔性是寶馬汽車廠的模具制造者們?cè)诳焖僮儞Q車型時(shí)所需要的。該系統(tǒng)對(duì)CAD/CAM數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，并對(duì)這些數(shù)據(jù)同諸如數(shù)量、費(fèi)用、預(yù)算以及其他特別重要的項(xiàng)目參數(shù)等計(jì)劃數(shù)值進(jìn)行協(xié)調(diào)，這些數(shù)據(jù)用文件列出并進(jìn)行歸檔。
負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換CAD數(shù)據(jù)，并直接輸入的數(shù)據(jù)是CAM程序。Tebis軟件公司，專門為樣件、模具和工具制造而開發(fā)了這個(gè)工具。
DST公司擔(dān)任寶馬汽車集團(tuán)的總承包商的職務(wù)，擬定了新的任務(wù)。把銑削加工納入功能可靠的總系統(tǒng)內(nèi)，并且將4個(gè)銑削工位相互連接起來(lái)。在出現(xiàn)故障時(shí)，DST公司的機(jī)床專家不只是負(fù)責(zé)進(jìn)行故障的識(shí)別，而且還要確保盡可能短和快的聯(lián)系途徑。對(duì)此在4臺(tái)加工中心上安裝了DST的診斷系統(tǒng)。遠(yuǎn)程服務(wù)模式允許機(jī)床專家同寶馬汽車廠相互協(xié)調(diào)為進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷而作設(shè)備的運(yùn)行記錄和鑒別機(jī)床數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，以數(shù)字形式儲(chǔ)備的文件就會(huì)自動(dòng)連接到相應(yīng)的處理器上。
另外，維修工作人員還得到有關(guān)故障原因和故障排除方面的一些簡(jiǎn)明提示。此外，一些圖形還顯示機(jī)床的狀態(tài)。借助于這些支持，維修工作人員節(jié)省了時(shí)間，并且顯著縮短了停機(jī)時(shí)間。
生產(chǎn)線：集成在生產(chǎn)單元中的有4臺(tái)加工中心，通過(guò)托板系統(tǒng)把裝調(diào)工位和手動(dòng)操作工位連接在一起。
可以裝載兩個(gè)尺寸為2500 X 5000 mm托板的輸送小車把各個(gè)加工工位連接起來(lái)
93米長(zhǎng)的雙車道軌道系統(tǒng)是使所有后勤的，手動(dòng)和自動(dòng)化的工作站智能化的連接成為一個(gè)加工單元的基礎(chǔ)，托板輸送小車可以裝載兩個(gè)托板。在進(jìn)料工位，輸送小車把從載貨汽車上抓取的坯件裝載到托板上，接著，輸送小車按照計(jì)劃好的運(yùn)行路線，小車以15 m/min的輸送速度將托板輸送到各個(gè)裝調(diào)工位和加工工位上。
托板系統(tǒng)確保完成一個(gè)托板上同一個(gè)工件，從毛坯的運(yùn)進(jìn)直到局部一致的工件輸出的所有輸送操作和加工工序，這對(duì)顯著減小輔助時(shí)間作出了貢獻(xiàn)。
龍門式加工中心高生產(chǎn)效率
屬于Droop + Rein品牌的，設(shè)有上橫梁的FOGL型多功能高速切削龍門式加工中心是為半精加工模具輪廓和主要是為精加工設(shè)計(jì)的，在模型制作中，用來(lái)加工未來(lái)車身外殼的模腔。
在模具制造中，為了解決按新的計(jì)劃而出現(xiàn)的任務(wù)，DST公司的專家提出了對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造的措施。FOGL型加工中心，由于其移動(dòng)質(zhì)量保持衡定，加速度就不受工件規(guī)格大小和工件重量的影響。加工中心X軸和Y軸的快速行程速度達(dá)50 m/min。Z軸達(dá)30 m/min，這種龍門式加工中心是為加工高精度模具的輪廓而設(shè)計(jì)的，并能獲得特別好的工件表面質(zhì)量。由于加工中心的移動(dòng)軸具有較高的動(dòng)態(tài)性能，所以大大縮短了加工時(shí)間。
機(jī)床控制系統(tǒng)是采用Fidia C20系統(tǒng)。FOGL型加工中心在模型制造和升級(jí)改造完成后就用來(lái)進(jìn)行模具制造。在這里，Droop + Rein品牌的T系列龍門式加工中心為FOGL型精密加工中心進(jìn)行預(yù)加工準(zhǔn)備。
出自進(jìn)行自動(dòng)化切削加工的需要，把三臺(tái)T25、50R和50C型龍門式加工中心連接組成一個(gè)生產(chǎn)單元，這些加工中心負(fù)責(zé)對(duì)沖模進(jìn)行粗加工和半精加工。在協(xié)調(diào)FOGL型加工中心同上面所述三臺(tái)加工中心的加工范圍時(shí)，應(yīng)使四臺(tái)機(jī)床都能有較高的加工負(fù)荷。此外，龍門式加工中心由于它具有較高的剛性和減震性能，因此，可以獲得較高的生產(chǎn)效率。為此，加工中心的主要部件是采用鑄鐵結(jié)構(gòu)，熱對(duì)稱框架結(jié)構(gòu)和在所有軸上采用液體靜壓導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌在具有較高剛度的同時(shí)，并顯示了出色的減震性能。
加工時(shí)間減少一半
X軸和Y軸較高的移動(dòng)精度以及極好的加工表面質(zhì)量，是齒條-雙小齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)起了重要作用。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在軸的任何位置保證有相同的剛性條件和突出的軸動(dòng)態(tài)性能。
