Kytola Instruments 公司已經(jīng)證明，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率提升的目標(biāo)不一定需要通過購買新的機(jī)床來實(shí)現(xiàn)。該芬蘭公司決定使用Fastems柔性自動(dòng)化系統(tǒng)集成現(xiàn)有的兩臺(tái)機(jī)床作為第一步嘗試，來獲得自動(dòng)化生產(chǎn)模式的經(jīng)驗(yàn)。最終取得了良好的收獲。
Kytola Instruments研發(fā)和生產(chǎn)流體測(cè)量和監(jiān)測(cè)設(shè)備（見專欄）。“我們產(chǎn)品的精度要求很高，這從我們的機(jī)械產(chǎn)業(yè)園就可以看出來。” Kytola Instruments 公司的首席執(zhí)行官Sakari Hayrynen說道。該公司總部位于赫爾辛基以北約170英里的Muurame。
多品種的生產(chǎn)模式
“目前我們有大約20臺(tái)CNC數(shù)控機(jī)床來進(jìn)行不同防銹材料的加工，如鋁，不銹鋼，黃銅和工業(yè)塑料。生產(chǎn)經(jīng)理Jarmo Tuohimetsa解釋道。接著他又說：“交貨期很短，因此，我們利用柔性生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)來合理安排上千個(gè)零件的庫存生產(chǎn)。此外，有一些特定的項(xiàng)目要求其中20%部件需要準(zhǔn)時(shí)完成生產(chǎn)以供裝配，因此生產(chǎn)的產(chǎn)品品種非常多。在這個(gè)生產(chǎn)基地，我們約有70個(gè)員工，8000平米的生產(chǎn)廠房，生產(chǎn)1000多種批次在1-5000之間的零部件。
兩臺(tái)現(xiàn)有機(jī)床的自動(dòng)化升級(jí)
中小批量的生產(chǎn)模式不一定非要高度自動(dòng)化，尤其是當(dāng)機(jī)床上加工的工件品種固定定期更換的話。據(jù)生產(chǎn)經(jīng)理所說，工廠內(nèi)的一些機(jī)床已經(jīng)配備了足夠的刀具和裝載系統(tǒng)，以確保降低對(duì)人工操作的依賴。“然而，我們想通過不購買新的機(jī)床即可實(shí)現(xiàn)我們生產(chǎn)效率的提升。作為起步，先對(duì)兩臺(tái)現(xiàn)有的森精機(jī)Mori Seiki NH 4000 CNC數(shù)控機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)集成，看看自動(dòng)化到底能給我們帶來什么樣的好處。首席執(zhí)行官Sakari Hayrynen說道。
緊湊且完整的柔性線
為了對(duì)這兩臺(tái)已經(jīng)使用了約6年的加工中心進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)，KytolaInstruments決定選擇Fastems FPC系統(tǒng)。
FPC是集裝箱型柔性托盤庫的縮寫。FPC是一套完整的柔性生產(chǎn)系統(tǒng)（FMS）?；A(chǔ)配置配備了12個(gè)托盤存儲(chǔ)位，并集成一臺(tái)機(jī)床。該系統(tǒng)交貨前已經(jīng)完成測(cè)試，也就是說該系統(tǒng)在客戶現(xiàn)場(chǎng)可以最快速地完成安裝和測(cè)試。如果需要，F(xiàn)PC可以擴(kuò)展至多達(dá)36個(gè)托盤存儲(chǔ)位置，并最多可與3臺(tái)同一類型的機(jī)床集成。
設(shè)置時(shí)間的分離
Kytola Instruments選擇了FPC-750標(biāo)準(zhǔn)版柔性托盤庫系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含托盤在內(nèi)的總載重為750公斤，再加上一個(gè)擴(kuò)展單元，可實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)MoriSeiki NH 4000加工中心的自動(dòng)化集成。Sakari Hayrynen說道：“相對(duì)于此前兩臺(tái)機(jī)床使用的4個(gè)托盤，我們現(xiàn)在有24個(gè)托盤供這兩個(gè)加工中心使用。這在生產(chǎn)效率和柔性制造方面是一個(gè)巨大的飛躍。”用一天的生產(chǎn)時(shí)間來衡量的話，之前兩臺(tái)機(jī)床的主軸運(yùn)行的時(shí)間大概只有30%，70%的時(shí)間被花在了準(zhǔn)備生產(chǎn)的機(jī)床設(shè)置上。
“過去，生產(chǎn)的批量越大，機(jī)床的生產(chǎn)效率才會(huì)越高。有了FPC柔性托盤庫系統(tǒng)，就不再是這樣了。這意味著我們可以很經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行非常小的批量生產(chǎn)，還要感謝OK-Vise的夾具解決方案，這在工件的裝夾方面提供了柔性。最終，這意味著用于機(jī)床設(shè)置的時(shí)間與機(jī)床的運(yùn)行時(shí)間分離，機(jī)床的運(yùn)行時(shí)間也就更長。”JarmoTuohimetsa解釋說。接著他又說道：”這套FPC柔性托盤庫系統(tǒng)中的兩個(gè)裝卸站也為此做出了很大的貢獻(xiàn)。“
更大的裝卸能力
當(dāng)談到這套系統(tǒng)是否能實(shí)現(xiàn)想要的生產(chǎn)效率提升時(shí)，生產(chǎn)經(jīng)理堅(jiān)信FPC柔性托盤庫系統(tǒng)中的裝卸站的數(shù)量是不容忽視的一個(gè)因素— 如果只有一個(gè)裝卸站，很快它就會(huì)成為自動(dòng)化生產(chǎn)的瓶頸：
“也正因?yàn)槲覀兣鋫淞藘蓚€(gè)裝載站，我們可以在FPC的一個(gè)裝卸站上卸載加工完畢的工件，同時(shí)在另一個(gè)裝卸站上裝夾新的待加工托盤。
尤其是自動(dòng)化無人生產(chǎn)的周末過后，F(xiàn)PC柔性托盤庫系統(tǒng)中的加工托盤上只剩下加工完畢的零部件。我們先要卸載這些加工托盤，之后才能裝上新的待加工的托盤進(jìn)行生產(chǎn)。
裝卸站的數(shù)量越多，緩存的能力越強(qiáng)。
數(shù)控程序相繼引入
FPC的安裝和加工中心的連接花了大概兩周時(shí)間。之后在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中對(duì)已經(jīng)集成至柔性生產(chǎn)系統(tǒng)中的數(shù)控程序進(jìn)行測(cè)試。因?yàn)闄C(jī)床加工的零部件需要用到300種不同的數(shù)控程序，考慮到生產(chǎn)的安全性，我們決定進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)然，這樣做會(huì)花費(fèi)一些時(shí)間，” Sakari Hayrynen說。一旦需要生產(chǎn)新的零部件，該程序在兩個(gè)加工中心中的一個(gè)進(jìn)行測(cè)試，第二臺(tái)機(jī)床可以正常生產(chǎn)。通過這種方式，所有數(shù)控程序都相繼引入了新的柔性制造系統(tǒng)中。
主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間幾乎加倍
“在自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)試和數(shù)控程序的測(cè)試完成后僅幾周的時(shí)間，我們注意到了提升產(chǎn)能的第一個(gè)積極影響。生產(chǎn)經(jīng)理Jarmo Tuohimetsa說，由于FPC的使用，每臺(tái)機(jī)床的主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間幾乎翻了一倍。這也是因?yàn)槲覀兡軌蛟谕砩虾椭苣?shí)行無人生產(chǎn)。
“產(chǎn)能的提升如此高效，因此我們決定賣掉三臺(tái)老的加工中心。
此外，我們可以將零部件輕松引入柔性制造系統(tǒng)中。如果兩個(gè)加工中心采取單機(jī)運(yùn)行模式，是不可能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的。此外，自動(dòng)化方面的投資回報(bào)時(shí)間也只有不到兩年。“Jarmo Tuohimetsa強(qiáng)調(diào)了第一個(gè)讓他們非常滿意的結(jié)果。
工廠自動(dòng)化的進(jìn)一步擴(kuò)展
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然而，就算是如此高效的工廠自動(dòng)化解決方案也有其局限性，Kytola Instruments的首席執(zhí)行官非常清楚：“因?yàn)槲覀儸F(xiàn)有機(jī)床的刀位和FPC系統(tǒng)中的托盤位的使用已經(jīng)達(dá)到了極限，我們最近進(jìn)一步升級(jí)了柔性制造系統(tǒng)，以提升生產(chǎn)效率。”
為此，兩臺(tái)現(xiàn)有機(jī)床被換成了兩臺(tái)新的Mori Seiki NHX 4000加工中心，F(xiàn)PC的容量也通過擴(kuò)展一個(gè)新的集裝箱單元增加了12個(gè)托盤位。“我們現(xiàn)在有36個(gè)托盤位供柔性生產(chǎn)使用。由于這兩個(gè)新的加工中心的每臺(tái)機(jī)床提供了240個(gè)刀位而不是60個(gè)，這也擴(kuò)展了其加工范圍。”同時(shí)，柔性制造系統(tǒng)中已有350種不同的加工程序。其中有50個(gè)數(shù)控程序可以在升級(jí)后直接使用，不用任何修改，其他的數(shù)控程序也只需對(duì)其進(jìn)行微調(diào)即可使用。
產(chǎn)能提升50%
Fastems裝卸站的人體工程學(xué)設(shè)計(jì),大大提高了裝夾的效率。我們也使用方箱來提高夾具高度，這樣使得高個(gè)員工的裝夾操作也很方便。
“升級(jí)后的FPC和新的加工中心的使用使我們的產(chǎn)能再次提升了50%。我們的第一個(gè)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)長期的無人生產(chǎn)，尤其是在周末。此外，F(xiàn)PC柔性托盤庫系統(tǒng)使我們還可以集成另一個(gè)加工中心，從而進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能。”正如Jarmo Tuohimetsa解釋那樣。
“綜合所有因素，選擇Fastems作為工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的供應(yīng)商，我們選擇了一個(gè)為我們提供未來幾年更高的生產(chǎn)效率和柔性的自動(dòng)化解決方案”Sakari Hayrynen 堅(jiān)定地總結(jié)道。
