加工车间中机器人的重新改造

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Sequoia自动化公司拥有一个CNC精密数控加工车间，为汽车工业提供二级和三级零件，他们亟需缩减生产成本、提高生产效率和保持在这一行业中的竞争优势。为了很好地解决公司所面临的这些问题，需要提高该公司生产车间中双托盘立式加工中心的自动化水平，设计安装小巧玲珑的机器人，以满足机床上大量工件的装卸要求。该公司的管理人员注意到，应用机器人是充分发挥车间潜力的关键，它可以使车间的生产率提高5倍以上。

Sequoia自动化公司从事汽车空调系统连接器的专业化生产，一般来说，这种连接件的体积较小，安装于2~2.5in的管子内。他们首先将采用挤出工艺生产的铝棒锯断，然后在立式加工中心上加工生产。加工的工位主要包括孔径和其他内部的一些部位，其外形通常还保持着原来挤出件的毛坯外形。

该车间拥有34台立式加工中心，大部分机床配有分度工作台。由于在长期的加工周期中，夹具中的零件处于满负荷的状态，因此一名操作员一般可以操作2台立式加工中心。这样做尽管节约了一定的劳力成本，但如果与Sequoia自动化公司竞争对手所操作运行的旋转式组合机床相比，加工中心的竞争能力就显得相对不足了。

为了提高机床的生产效率，该加工车间开始以双托盘立式加工中心替代老式机床。该公司的总经理DennisJ.Burke先生解释说：“现在，老式机床被放置一边而弃之不用，操作员从新机床的夹具上卸下加工后的成品，然后更换上新的毛坯件。为了减少待机停工时间，我们开始用双托盘加工中心更换了老式机床，这样，当一个托盘上装卡的工件在加工的时候，操作员可以在另一个托盘的夹具上装卸另外一些工件。在过去4年中，我们购置了7台双托盘立式加工中心，在这些机床上，我们只需几秒钟的时间就可完成两个托盘的相互交换，从而大大缩短了停机时间。”

双托盘机床的应用使该公司在正确的方向上迈进了一步，但仍然有许多工作有待于进一步改进。该公司的质量控制部主任CherylSchraut先生补充说：“由于全球性经济问题，我们不但要与本地区同一街道上的车间进行竞争，而且还要与南美、印度、英国以及全世界的公司进行竞争。每台机床所需雇佣的操作员费用越来越高，显然，我们必须找到一些切实可行的办法，提高加工工艺的自动化水平。问题是，我们只是一个加工车间，没有长线生产业务。因此我们面临的挑战是加工工艺的自动化革命，而不是借助于它们本身的自动化。”

如何实现自动化？

根据Burke先生的预测，采用机器人技术是实现他们车间加工操作自动化革命的最佳解决方案，尽管他还不能肯定究竟采用哪一类机器人最适合于他们的工作。

Bruke先生对多种自动化方案进行了研究，希望能找到一种最适合于现有机床和现有加工工艺的最佳解决方案。随着一系列选用方案的不断考证，一种最理想的机器人方案终于开始浮出水面。这种机器人必须小巧玲珑、重量轻、成本效益高。它应专为一台立式加工中心提供服务，而不是同时为几台机床服务。当不需要机器人提供服务时，可让机器人退出工作现场，使操作员以普通的工作方式操作机床，也就是说采用手工方式装卸工件。

于是Burke先生向Fanuc机器人公司的地区销售经理GaryKowalsiki先生具体描述了他对所需机器人的一些想法。

Sequoia自动化公司首先从Yamazen公司购买两台FanucCNCMate200i生产型机器人，同时还包括两台由NTC美洲公司提供的NV4GCNC双托盘立式数控加工中心，上面配有多功能工装夹具，可加工承接该公司的大批量订单。

Fanuc公司设计的Mate200i型机器人，其结构小巧，可作为一个低成本的机床解决方案。这一装置是按照成套设备的方式开发的，可直接与机床的接口连接，整套自容式系统装置包括一个6轴的机器人，其臂长可延伸19in。这种机器人可安装到车床、铣床、加工中心和其他机床上，为装卸工件提供服务，其装卸高度离地面36~44in。这种机器人的重量很轻（只有1050Ib），可以用于起重设备起吊，将其安装到工厂内任何与之相匹配或允许其接近的机器上。

机器人可移动几英尺的距离

Sequoia自动化公司只需要机器人向旁边移动几英尺的距离，使其靠近机床。机器人的手臂安装在一个左右滚动的平台上，可以使其在机床工件的装卸区来回移动。防护罩的右侧可以与平台一起移动，并向防护罩的左侧伸缩。当平台全面向右边延伸时，机器人就处于工件装卸区的正前方，防护罩约占3×7ft.的面积；当其向左边伸缩时，其面积将缩减到3×4ft.。

要使机器人离开机床横向移动，必须拆