據(jù)沃爾夫勒姆制造有限公司的總裁Na t h a nByman 稱(chēng),除了雇用有資質(zhì)、能力的人員之外,成功的公司都會(huì)接受新技術(shù)。這個(gè)總部設(shè)在德克薩斯奧斯汀的機(jī)械加工廠擁有足以讓其他公司刮目相看的豐富的設(shè)備清單,而它成立不過(guò)五年而已。然而,單獨(dú)的設(shè)備不足以有效地從超韌材料中加工出各種機(jī)器零件。沃爾夫勒姆制造有限公司于是接觸了山特維克可樂(lè)滿有限公司的模具工裝技術(shù),這幫助公司運(yùn)轉(zhuǎn)了一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用,即:遠(yuǎn)程控制無(wú)人看守作業(yè)。
沃爾夫勒姆已大量投資于技術(shù), 購(gòu)買(mǎi)日本大隈多用戶分時(shí)執(zhí)行程序B400W 多重任務(wù)機(jī)床( 配備10 000 r /m i n,Coromant Capto 裝備的主軸、40 個(gè)刀具庫(kù)、MP 系統(tǒng)、1000 p s i 高壓冷卻液泵、直列式機(jī)床探頭和卡隆工程自適應(yīng)進(jìn)刀系統(tǒng))。一對(duì)同樣配備的Y 軸大隈LB3000 EX MYW車(chē)銑復(fù)合中心被放置在幾英尺遠(yuǎn)的地方。與此同時(shí),通過(guò)采用雷尼紹Equator 的比較計(jì)進(jìn)行機(jī)器人零件處理和綜合檢查。
Byman 是這些收購(gòu)合作背后的推進(jìn)者。在加盟沃爾夫勒姆公司之前,他曾在休斯敦地區(qū)的一些大公司里工作。他認(rèn)為,在為客戶提供服務(wù)的方式以及采用新技術(shù)的速度方面,這些公司還有改進(jìn)的空間。據(jù)Byman 稱(chēng),當(dāng)加工廠集成了最先進(jìn)的機(jī)床、模具工裝和軟件技術(shù)支持時(shí),他們開(kāi)始實(shí)現(xiàn)了一些相當(dāng)激進(jìn)的收益。
僅有的6 0 0 0 f t 2(1f t2=0.093m2),14 名員工,這就是沃爾夫勒姆公司的全部家當(dāng)。公司晝夜不停地運(yùn)作,專(zhuān)門(mén)從事高混合、小批量復(fù)雜零件的加工,正如Byman 形容的有點(diǎn)類(lèi)似于“門(mén)外漢、跑腿人和循規(guī)蹈矩者”。加工零件的業(yè)務(wù)量自10 個(gè)到幾千個(gè)不等。如今,沃爾夫勒姆公司一改原先循規(guī)蹈矩的工作作風(fēng),轉(zhuǎn)而優(yōu)化投資于加工復(fù)雜零件,并與客戶和供應(yīng)商建立了長(zhǎng)期的合作關(guān)系。
沃爾夫勒姆公司所加工的許多復(fù)雜零部件均采用二聯(lián)鋼,鉻鎳鐵合金718,Notronic 50 和其他高鎳合金,典型的零件尺寸約為“食鹽瓶和消防栓之間”。盡管存在來(lái)自這些超強(qiáng)韌材料的挑戰(zhàn),但沃爾夫勒姆公司的許多工作均實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守或輕度值守。據(jù)Byman 稱(chēng),這是可能的,因?yàn)樗鼈?cè)重于持續(xù)改進(jìn)和精益生產(chǎn)的概念,消除了許多傳統(tǒng)的多步加工步驟,并最終為客戶提供更大的價(jià)值。
然而,推進(jìn)傳統(tǒng)加工存在著一定的挑戰(zhàn)。最近,沃爾夫勒姆公司接受了一份零件加工訂單,在石油和天然氣行業(yè)中其被稱(chēng)為“s l i p”, 總經(jīng)理J e f f D a v i s 將其描述為帶輪齒和切槽的4 i n 環(huán)形物。他講道:“其由杜拉鋼筋(一種灰鑄鐵) 制成。加工它是件相當(dāng)令人討厭的事情,將8b l 的粗鑄件送入機(jī)床,只有2b l 的成品產(chǎn)出。”
據(jù)D a v i s 先生稱(chēng),s l ip 的零件公差還不算太差(最緊的情況下約在±0.002 i n 左右),但首先模具使用壽命,周期時(shí)間僅超過(guò)15 min 是個(gè)令人棘手的問(wèn)題。車(chē)床刀具在每個(gè)邊角處理五或六個(gè)零件,立銑床的表現(xiàn)也好不到哪里去。公司嘗試不同品牌的硬質(zhì)合金,并在每個(gè)邊角,將零件的數(shù)量增至24個(gè),他表示,他很樂(lè)意這樣做。然而,模具工裝的使用壽命仍然不可預(yù)測(cè)。
最初在其多用戶分時(shí)執(zhí)行程序切削加工中心進(jìn)行零件的切削作業(yè),后來(lái),公司決定在其大隈車(chē)床上利用自動(dòng)處理和檢測(cè)系統(tǒng),以便實(shí)現(xiàn)作業(yè)的遠(yuǎn)端控制、無(wú)人值守管理。盡管可以把零件切換到其中的一個(gè)較小車(chē)銑機(jī)床,但刀具的使用壽命仍是一個(gè)問(wèn)題。由于不滿足于進(jìn)行持續(xù)、保姆般地呵護(hù),Davis先生致電當(dāng)?shù)厣教鼐S克可樂(lè)滿公司的代表—— 區(qū)域生產(chǎn)效益工程師C h r i s Urban。
為使流程得到控制,U r b a n 先生開(kāi)始從銑刀下手。他與沃爾夫勒姆團(tuán)隊(duì)合作,設(shè)計(jì)出一個(gè)定制切削刀具,用來(lái)加工工件上的小槽。凡是在以往使用三槽刀具的地方,U r b a n先生均建議采用CoroMill的327 六槽刀具,這樣做可有效地使進(jìn)刀速率增加一倍。接著,他換下了現(xiàn)有的80°有氮化鋁鈦涂層的車(chē)刀片,取而代之的是G C3205 三角形嵌件,配有化學(xué)氣相淀積(CVD) 涂層。這種修改不僅成本極為低廉( 約2 美元), 還可以提供兩個(gè)額外的刃口,而且嵌件的CVD 涂層,加上堅(jiān)固的硬質(zhì)合金襯底還可使刀具使用壽命增加到每個(gè)邊角處理50 個(gè)零件。
據(jù)D a v i s 先生稱(chēng),這種轉(zhuǎn)換還因?yàn)橥繉宇伾瑤?lái)了一項(xiàng)有趣、意想不到的好處。以前嵌件的黑色涂層讓沃爾夫勒姆的員工難以分辨刃口是否破損。有時(shí)員工用在推動(dòng)嵌件的時(shí)間長(zhǎng)于正常的時(shí)間,而且當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),結(jié)果是非常戲劇性的。一方面,山特維克可樂(lè)滿公司金色的CVD 涂層嵌件可以清楚地顯示出磨損程度。不僅公司的刀具使用壽命增加了一倍,周期時(shí)間也被削減一半,從15 min 降至剛超過(guò)7 min。新工藝是足夠穩(wěn)定的,現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。
Byman 將公司的許多成功歸功于全面接受技術(shù)。例如:卡隆工程刀具監(jiān)控自適應(yīng)控制( TMA C )系統(tǒng)的自適應(yīng)進(jìn)刀功能,可基于切削載荷和刀具磨損情況,通過(guò)自動(dòng)修改進(jìn)刀速度,優(yōu)化刀具使用壽命和生產(chǎn)量。通過(guò)與來(lái)自E q u a t o r 量規(guī)的反饋相配合,機(jī)床可自行調(diào)整偏移,使操作人員能夠解脫出來(lái)去做其他工作,甚至在家也可以。
“能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)的遠(yuǎn)程控制、無(wú)人值守管理,這一點(diǎn)相當(dāng)難得。在很多方面,今天的加工作業(yè)仍處于黑暗時(shí)代,有很多時(shí)好時(shí)壞的情況。機(jī)加工車(chē)間對(duì)進(jìn)刀速度或主軸轉(zhuǎn)速給出了最合適的猜測(cè),那么接下來(lái)就是測(cè)試以及再測(cè)試的問(wèn)題了。卡隆工程系統(tǒng)公司賦予機(jī)床以反應(yīng)能力,這樣便可以更快地獲得穩(wěn)定的流程。”Da v i s 先生說(shuō)道。
據(jù)Byman 稱(chēng),回顧以往,對(duì)于公司最初采取的做法,他自己也無(wú)能為力。“我們有一個(gè)特定的出發(fā)愿景。我們知道存在一個(gè)開(kāi)放的市場(chǎng)定位——我們喜歡稱(chēng)之為視頻游戲機(jī)加工,其前提是:你可以把一個(gè)復(fù)雜的零件幾乎直接地放入機(jī)床進(jìn)行加工,而且以一個(gè)非常有效率的速度,投入生產(chǎn)中。大多數(shù)國(guó)家仍在努力實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),其主要的原因在于:加工廠難以掌握所需達(dá)成目標(biāo)的技術(shù)。但是,當(dāng)你著手開(kāi)始這樣做時(shí),就會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)有所收益,你永遠(yuǎn)不會(huì)再想回到老舊的加工方式。”
|