私人太空飞行器开发公司的出现改变了火箭和卫星部件的制造环境。此前，包括美国宇航局和美国国防部在内的政府组织赞助了大部分与太空相关的制造。现在，Blue Origin、SpaceX 和 Virgin Galactic 背后的富有企业家正在推动下一代太空技术的进步。
GF Machining Solutions 的 System 3R Transformer 模块化机器人骑在轨道上，将托盘移入和移出两台 MILL E 700 U 加工中心，以及在装载站离线装卸托盘，以在葛瑞制造技术公司提供延长的熄灯操作。该公司的航空航天和卫星零件组合很高，单个零件数量很少，而且车间依赖于n 来自 GF Machining Solutions 的自动化单元。 （所有图片均由 GF Machining Solutions 提供）不断发展的私人航天业务构成了一个新行业，为制造商带来了新的关系、新的要求和新的机遇。
葛瑞制造技术公司是一家受益的供应商。这家位于北卡罗来纳州丹佛市的工厂利用这些机会应用了先进的加工技术，最重要的是，还采用了自动化技术来满足航天工业日益增长的需求。
葛瑞的产品组合丰富且个性化零件体积低。 Gray 的母公司 Compass Precision 总裁兼首席执行官 Gary Holcomb 表示：“我们的绝大部分业务要么是航空航天 [飞机] 要么是太空和卫星组件。” “大多数工作都是 5 到 10 件，而且大多数都与以前的工作不同。它们不完全是原型，而是体积非常小的复杂零件，我们每月运送超过 100 个工作岗位nth。”
由于航天器公司不断修改和改进其技术，因此工程变更频繁。 “我们可能会为客户制作五个零件，然后他们可能会再订购五个零件，但尺寸不同，”Holcomb 解释道。 “有频繁的变更通知和大量进出生产计划。我们可能会在三个月后收到 6 个订单，但一周后他们需要尽快完成其中两个订单，而另外两个订单则被移出生产计划。”
事实证明，自动化是Gray 的空间和卫星产品加工服务方法。 “当我们第一次谈论自动化时，我们是从产能问题来看的，”葛瑞制造运营经理 Evan Grose 说。 “我们没有足够的空间在同一个托盘上一遍又一遍地装载相同的零件。”
增加主轴正常运行时间和生产灵活性y，该车间从伊利诺伊州林肯郡的 GF Machining Solutions LLC 购买了两台五轴 MILL E 700 U 加工中心，位于一个单元内，该单元包括一个 System 3R Transformer 模块化机器人和一个 12 托盘装载站。机器人骑在轨道上，将托盘进出机器，并在装载站离线装载和卸载托盘。这些组合功能为 Gray 提供了延长的熄灯操作。
为了增加主轴正常运行时间和生产灵活性，葛瑞制造技术公司从 GF Machining 购买了两台五轴 MILL E 700 U 加工中心解决方案位于一个自动化单元中，该单元包括一个 System 3R Transformer 模块化机器人和一个 12 托盘装载站。GF Machining Solutions 自动化使 Gray 能够有效地处理其低产量/高混合工作量。 “T设备的灵活性非常重要，”Holcomb 说。 “白天，我们将资源集中在为太空客户制作一件式、两件式或五件式工作。然后，在我们回家之前，我们进行非太空工作——基本上是已经计划好的大批量航空航天工作——并在晚上运行。我们利用 MILL E 700s 在白天为复杂的、非常小的批次提供的可编程性方面的功能，然后使用自动化功能来处理我们熄灯进行的、体积更大的非空间工作。”
典型的多托盘系统可能会在关灯前将无人值守的生产量限制在托盘上装载的任何东西上，而 Transformer 机器人系统会从机器上移除已完成工作的托盘，并用装载的托盘替换它们。然后它在空闲托盘上卸载和重新装载零件，同时继续不间断地进行加工。 “我们将其称为自动化的自动化上，”Holcomb 说。对于无人值守操作，刀具破损检测设置在加工程序中。如果工具损坏，机器将停止并更换工具。 MILL E 700 U 机床拥有足够的刀具存储空间来支持 Gray 的长时间无人值守操作，并根据需要在程序中调用刀具磨损补偿和冗余刀具替换。
实现一个Grey Manufacturing Technologies 在其 MILL E 700 U 机床上实现了五轴铣削的生产目标，战略性地在原始工件上留下 0.005" - 0.010" 厚的薄片，并在允许加工所有零件特征的燕尾夹具中夹紧工件。“由于我们的工作越来越复杂，而且越来越难找到具备合适技术技能的员工，我们走上了自动化之路，”e霍尔科姆解释道。他补充说：“我们选择了坚固的 Transformer 机器人而不是关节机器人，因为加工中心能够进行复杂的运动，因此无需使用全关节机器人。”
机器人自动化系统的替代方案将需要更多的机器，Holcomb 说，“根据使用的机器数量，需要更多的人，因为我们不能指望一个操作员可以操作七八台机器。根据我们目前的订单水平，如果没有机器人，我们至少需要三台机器，总共需要 5 个人和 2 个人。在我们业务的这个阶段，找人比买机器更难。”
虽然目前的零件产量很低，但预计产量会更高，这将使工厂能够充分利用Mikron MILL 五轴机床和机器人托盘系统。 “在这种情况下，更高的数量并不意味着数百万件，”Holcomb 说，“我们需要几十件，而不是 5 到 10 件。”
随着商业航天器业务的发展和成熟，自动化将变得更加重要。根据 Holcomb 的说法，该车间正在迁移到已编程的更多零件。这意味着 GF Machining Solutions 自动化单元提供的编程需求更少，而对延长机器时间的需求更多。
Holcomb 继续说，除了自动化之外，加工速度对于航空航天的成功至关重要车辆零部件生产——其中大部分需要以高转速加工复杂的铝制零件。
除了自动化单元中的两台机器外，格雷还有一台 Mikron MILL E 500 U 和一台 MILL S 600七托盘转盘。一台机器的主轴转速为 36,000 rpm，另一台机器的主轴转速为 20,000 rpm。
为了提高车间的响应能力和效率，葛瑞致力于Grey Manufacturing 前总经理兼总裁、现任顾问 Jerry Soots 表示，“单一设置”的加工方法。 Soots 解释说，为了在五轴铣床上实现这一生产目标，Gray 在原始工件上战略性地放置了 0.005 英寸至 0.010 英寸厚的凸片，并在允许加工所有零件特征的燕尾夹具中夹紧工件。
夹具在零件底部和机器之间提供了足够的距离。正因为如此，车间可以触及下方的特征并从各个角度进行加工。零件完成后，将在 CMM 上进行测量；当它合规时，他们会加工掉标签。
GF Machining Solutions 自动化使 Gray Manufacturing Technologies 能够有效地处理其小批量/高混合工作负载新兴的私人空间制造 i工业界正在航天器公司及其供应商之间建立新的关系。三十年前，供应商不得不向航空航天公司推销他们的能力，而这些公司通常并不积极寻找供应商。除非某个部件是新飞机计划的一部分，否则很少会更改部件设计。
“如今，商业航天公司所做的一切都是在飞行中完成的，”霍尔科姆说，“这是一种完全不同的思维方式。他们正在积极寻找能够响应他们源源不断的新产品和持续设计变更的合格供应商。
“最新的 ISO 认证和 AS 9100D 是最低资格。你必须非常有技术能力。您必须能够以相对较小的体积制造这些要求苛刻的零件，有时使用铝，有时使用更难的材料。您必须足够敏捷以适应他们在生产计划中所需的流动性杜林。我们 GF Machining Solutions 的五轴铣床和自动化在满足所有这些需求方面发挥着关键作用。”
有关葛瑞制造技术的信息，请访问 gray-mfg.com 或致电 704-489-2206。有关 GF Machining Solutions 的信息，请访问或致电 800-282-1336。
