机器人在模具制造车间如何更高效率地工作 你知道多少？

通过将模具制造系统化为可重复的步骤，Otto Engineering的子公司Dies Plus正在利用其机器人有效地制造模具。该解决方案依靠无纸彩色编码系统来传达机器人需要达到的公差，以便模具制造商进行最终装配。

机器人在模具制造车间如何更高效率地工作？
Otto Engineering既可以制作复合模具，也可以制作连续模具，就像这里的模具一样。在此照片中，金属线圈从右向左前进。每次关闭压力机时，金属都会在各个工位进行一系列操作，逐渐通过模具，直到最后排出一个完整的零件。每次关闭压力机时，都会弹出完整的零件。


“成为工程师就像开车一样，您并不是从赛车手开始的。你需要慢慢学习。”尼尔·多赫（Neil Dohe）说。“您必须对自己的工作有所了解，而这需要多年的经验积累。”


作此类比时，奥托工程公司（Otto Engineering）子公司Dies Plus的运营和销售经理Dohe先生表示，这并不意味着在机器人与工具和模具工程师之间建立起等级制度。相反，他的观点是，工具和模具工程师通常具有非常特定的技能集，包括理解每次切割背后的“原因”以及在最终组装过程中如何将模具部件装配在一起。


寻找具有这种特定技能的人可能会充满挑战。更复杂的是，目前在海外进行的工具和模具生产有很大一部分。越来越少的人成为工具和模具工程师，这使这种高技能的职位变得越来越难填补。


但是Otto Engineering找到了解决方案。Otto Engineering总裁Tom Roeser表示：“我们的理念是始终与技术水平最低的人一起工作，因为如果您使用技能更高的人，您的能力就不会得到利用。” 在这种理念下，公司的工具和模具工程师只能完成最终的装配和组装。该公司很幸运，机器人相对容易找到。这些熟练的专业人员对工具和模具工作的专门知识较少，但是Otto现在已将这项工作系统化，以使机器人对模具零件进行CNC加工成为解决方案的一部分。

利用额外的容量


鲁塞尔说：“希望不是一种战略。” 多年来，他已经做出了一系列战略决策，以使自己的业务发展到今天。最近的一次是在位于伊利诺伊州卡彭特斯维尔（Carpentersville）的奥托（Otto）新技术中心将奥托工程（Otto Engineering）与Dies Plus合并。近60年来，Otto Engineering一直在开发和制造控制产品（开关，操纵杆和手柄）和双向无线电通讯配件，以生产少量零件用于要求苛刻的应用；而31年以来，Dies Plus（由Jerry创立）尼尔（Neil）的父亲道（Dohe）制造了工具和模具，主要用于汽车工业。

机器人在模具制造车间如何更高效率地工作？

Roeser先生和Dohe先生都在这次合并中看到了增长机会，这种合并大约发生在三年前。鉴于Otto Engineering的新技术中心是该公司的第二个地点，并且已经有机械师从事生产和加工工作，因此该公司拥有了额外的产能。Roeser先生认为模具制造是填补这一产能的最大机会，但他在寻找工具和模具工程师以替代其快速退休的员工方面遇到困难。在两家公司合并之前，Otto Engineering只有三个模具工程师。现在，两个部门之间有11个，正在筹备中的有8个学徒。同时，Dohe先生还看到了Dies Plus的增长机会。作为Otto的一个部门，他的公司将有机会多元化发展到航空航天和军事等新产业。


如今，Otto的多样性意味着该公司可以专注于工具制造而不是冲压零件。Otto可以为OEM和压模提供工具，因为它不与任何一家公司竞争。


所有Mitsubishi EDM都插入墙壁，以保持EDM区域清洁。该公司与MC机械公司合作，为每台机器配备了热交换器，以便将它们排入中央冷却系统。在此房间的后面是一个小型控制室，带有可查看Remote360程序的屏幕。我们的目标是在这里悬挂一个大屏幕，以便可以从车间观看。


奥托工程技术公司在新技术中心拥有51名员工，共有550名员工。罗斯（Roeser）先生是伊利诺伊州工具加工协会（TMA）的一员，这使他在寻找熟练工人方面有经验。他说，在今年接受TMA培训的50名员工中，有14名在Otto Engineering工作。


在人员到位的情况下，下一个挑战是发展业务的模具制造业务。


模具制作的系统化


奥托工程公司制造渐进模和复合模。在级进模中，将金属线圈送入模架的各个阶段，以便每次压机闭合时，都会从末端弹出完整的零件。在复合模具中，每次压机关闭时，就形成一个工件，在其上冲孔，并对工件进行成形，从而完成冲压。

机器人在模具制造车间如何更高效率地工作？

模具由安装在顶部和底部模板上的组件制成。这些模具的最终组装由工具和模具制造商完成，他们知道如何将组件精确地装配在一起，以使模具在压力机中正常工作。在最终组装过程中，工具和模具制造商通常会将单个模具组件带到手动研磨机中进行打磨，直到它们达到所需的配合。


但是，在进行最终组装之前，通常会对零件进行铣削，EDM并磨削至特定的公差。就是说，它们是通过精密加工的零件生产的，其安装和操作完全落在CNC机械师的操作室中。认识到这一点，奥托（Otto）的制模领导者开始着手研究如何将模具组件（稍后安装）转变为系统可重复的零件，以供机械师生产。换句话说，公司必须使模具制造不再是一种艺术，而是一种过程。

过去，设计师可以将一半设计的零件交给模具工程师，然后该人可以根据他或她的经验来填写缺少的信息。现在，由机械师执行大部分加工操作，设计师将需要通过完全设计的印刷品进行更全面的交流。


领导这项工作的是设计师Chad Coates。他实施了“按色机”技术，这是一种视觉方式，可以传达工具制造者固有的公差信息。在此系统中，机械师可以查看3D模型，并知道红色特征意味着要对孔进行EDM，应该对蓝色特征进行磨削/加工，而对绿色特征进行硬铣削。


Chad Coates实施了一个复杂的系统，Otto Engineering的员工称之为“按颜色加工”。例如，必须将3D模型中特定暗色的特征铣削成一定尺寸，然后研磨以进行清理。该颜色的浅色版本表示该功能必须严格按照大小进行设置。有了这个新系统，Otto Engineering正式从依赖工具制造商转变为依赖设计者。


虽然对颜色进行功能编码的功能已成为设计软件的一部分，但各公司要根据其特定用途来完善颜色变化。也是一位经验丰富的工具制造商的科茨先生在奥托（Otto）实施了逐色系统，这是他在前雇主工作时学到的。他建立了这种背景，并使其适应了奥托的特殊需求。例如，一种颜色不仅可以向机械师指示EDM孔，而且还可以使其保持较小尺寸，从而留下一定数量的材料供工具制造商在最终配件中手动移除。另一种颜色的深色版本可能意味着要在磨机中完成，而浅色版本可能表明要在磨床上完成。最终Coates能够实施和构建针对机械师信息需求的颜色编码功能强大的库。每个工作都有一张对该特定工作有意义的图表。


他说：“通过颜色加工简化了洞察力，否则沟通势不可挡。”


为了实现按颜色进行加工，该公司使用软件程序3DQuickPress和Logopress，它们是SolidWorks的模具设计插件。该软件使设计人员无需手动为每个功能添加颜色，功能定义可自动应用正确的颜色。该公司在其三菱EDM上使用DP Technology Corp.的Esprit CAM软件。


电火花线切割机监控系统


对于奥托的业务和员工而言，使用机器人制造模具零件并将两家独立的公司整合为一家公司已成为重大转变。这些转变仍在进行中。例如，奥托（Otto）的新技术中心有两个工具室，一个室可容纳重达440吨的大型模具，另一个可容纳高速，较小的压力机。

Dies Plus部门的EDM领域值得注意。它不仅清洁得无可挑剔（整个工厂也是如此），而且这里有七种新的三菱EDM ，容量巨大。此外，中央冷却系统可保持室内温度恒定，并使机器保持紧密的精确度。该公司与三菱公司合作，在每台机器上定制了一个热交换器，因此所有的冷却现在都通过墙壁到达中央冷却系统。


在这个EDM领域中，Dies Plus正在朝着无纸化工艺发展的下一步，使制模系统化，从而摆脱了临时工。取而代之的是，将信息直接刻在每个燃烧块上，给定模具的嵌套EDMed组件集，在加工出EDM块之前，先进行诸如孔加工之类的加工。根据Dohe先生的说法，在每个燃烧块上刻上特定的信息到该零件，将嵌套的组件集与有关该模具的数字信息相连，从而减少了纸张。


使用MC Machinery的remote360可以远程监控这些燃烧块的EDM过程。使用此生产监控和支持系统，员工可以远离机器，但仍可以使用绿色，黄色和红色图表查看EDM的进度。基于Web的应用程序提供了实时数据，使员工能够查看正常运行时间/停机时间以及每台机器何时有能力开展新工作。其中一个仪表板使Dohe先生可以查看每个EDM上的工作完成百分比，剩余电线数量，程序编号，运行时间和正在切割的材料。Remote360为他提供了必要的额外信息，以使机器运行更长的时间。它甚至可以让他了解将来何时需要维护机器。“我们可以使用remote360向前看，并计划一切，而不必等到完成某些事情，或何时需要立即采取行动，”他说。他说，在EDM领域，两个预设站与机器监控相结合，有助于将正常运行时间提高了约25％。


Neil Dohe展示了MC Machinery的remote360监控系统的仪表板如何使他看到工作完成的百分比，剩余的电线数量，程序编号，运行时间以及在每个EDM上切割的材料。


实现最后的配合


所有这些承诺都将带来更大的模具制造能力，以及能够继续供不应求的工具和模具专业人士的杠杆作用。所有参与其中的领导人都指出，这是一项正在进行的工作。尽管关键概念已经到位并且运行良好，使用机器人进行模具制造，标准化工艺，致力于无纸化系统和远程监控机器，但Otto Engineering和Dies Plus部门仍处于过渡状态。就像模具本身的最终组装一样，随着公司熟练地将所有这些新组件装配在一起，这些公司现在可以在各处进行小幅调整。