批量大小一：小批量变得具有成本效益——即使对于小商店也是如此
David Suica，Fastems LLC 总裁，在得克萨斯州举行的 2019 年全国工具与机械加工协会会议上谈到了智能制造。制造管理软件、机器人技术、增材制造和热控制的改进正在使小批量更具成本效益——即使对于较小的商店也是如此。制造工厂能够减少库存、提高吞吐量并减少对人工操作员的需求。“我们有更多的客户前来寻求制造智能零件，只是批量生产，”集成主管 Andy Wiese 说在阿西埃塔。 “对于某些客户来说，如果他们想做这些小批量工作，参数化编程和离线编程确实是他们唯一的选择。”
Heidenhain 业务开发总监 Gisbert Ledvon 表示，精确的运动和温度控制对于小批量 3D 零件的五轴加工至关重要。他补充说，对于一些高精度的注塑成型零件，例如用于批量生产安全气囊盖或仪表板组件的零件，精度必须在微米以内。
但是工厂车间的温度范围在Ledvon 说，中西部地区的温度可能会从早上的 68 华氏度到下午的 80 华氏度不等。即使是 1 度的变化也会影响精度。
“美国的大多数机械车间必须全天处理热量和温度偏差。如果你的温度变化只有 1 度，一米的钢就会膨胀大约 11 微米，”他说。 “除了冷却机器或冷却整个环境之外，您无能为力。”
如果没有海德汉的 KinematiacsOpt，操作员就不会Ledvon 说，ld 必须进来手动验证机器是否正确定位。
这项技术真正证明了它在大型模架等零件上的价值，这些零件已经价值数千美元，其中精度至关重要。
p>
“如果你想将精度保持在几微米以内，你真的需要它，”Ledvon 说。 “在该零件上五轴机床之前，客户可能已经花费了 30 到 50 个工时，进行了大量的钻孔、预加工、热处理和磨削工作。客户只有一次机会把它切好；否则，他们已经浪费了数千美元和工时。”
Heidenhain 的 Gisbert Ledvon（中）表示，精确的运动和温度控制通常对于小批量 3D 零件的五轴加工至关重要。对于一些高精度的注塑件，精度必须他补充说，精度在微米以内。密歇根州和安大略省温莎市的许多 Heidenhain 客户生产小批量的大型和小型注塑模具，他说。在使用 Heidenhain 的带闭环热控制的五轴运动系统之前，该过程的劳动强度更大且成本更高。
Ledvon 说，汽车中的一个应用是制造用于制造安全气囊盖的模具。这些模具将以小批量生产，用于世界各地的汽车厂。所有模具都必须完全相同。
“您生产一个模具，然后制作一百万个封面，”他说。 “他们需要确保模具尺寸准确。当他们组装汽车时，可能会有来自墨西哥或德国的零件装入那辆车。您需要确保这些组件看起来完全一样。”
在工厂级别优化生产
使用自动动态调度系统，例如Fastems LLC 的 MMS7，公司可以在工厂层面优化生产，而不是每个工作单元，总裁 David Suica 说。
他补充说，一家全球模具公司的产量提高了三倍。
Acieta 的 Ryan Morgan测试、调试和确定他设计的每个机器人解决方案的概念证明。改进技术意味着 Acieta 可以提供标准人机界面，将标准产品的交货时间缩短至一周或更短，并提供平均 20 周的定制解决方案。过去，工作单元中的员工将处理先到的订单, 西卡说。然而，动态调度系统会根据订单的紧急程度以及何时需要检查零件来设置操作顺序。
“第二个订单可能具有更高的优先级，”他说。 “运营商上运行的 MMS7”PC 分配优先级并告诉操作员哪个订单具有更高的优先级，哪个订单一直在变化。”
在另一家公司，调度仅基于热处理炉的利用率，Suica 说。由于较小的零件需要在烤箱中放置一个小时，而较大的零件需要三个小时，因此公司通常先安排小零件。但排程没有考虑生产中何时需要零件。
“他们优化了烤箱，但没有优化流程。运行一个烤箱周期对烤箱来说更便宜，但现在你有所有这些库存，”他说。 “他们进行了局部优化，但并未针对整个过程中的最佳投资回报率进行优化。系统会动态重新安排您的商店。你正在使车间的控制和流程自动化。”
例如，系统首先指示工人将原材料装入机器；下一步是确保手头有某些工具；然后工人 det确保上传了正确的程序；最后，工人获准开始下一步，Suica 说。
与此同时，MMS 还在安排之前的订单，以确保在需要完成此订单时它已离开研磨机
“技术水平较低的人可以根据动态需求和响应运行生产线，”他补充说。
加急工作没问题
谈到调度，Suica 说，使用动态调度系统，响应紧急订单（无论批量大小）要容易得多。
而不是直线经理拿着剪贴板为每个任务疯狂地跑来跑去工作单元，系统会自动添加热门作业并重新安排常规订单。
“现在，如果您接到 50 个零件的紧急订单，您今天可以为该客户制造 50 个，而不必拥有 50 个货架上的零件已准备好供该客户使用，”他说。 “你是在按需建造按计划建造。”
Omron 的 Keith Kersten 表示，系统正变得更易于使用和集成，因此控制工程师不必成为控制专家，IT 用户也不必成为工程控制器。Heidenhain 还提供Ledvon 说，一个批处理过程管理器可以轻松实现加急作业。
“如果您正在生产，客户打电话说，'我还不需要这个零件。我需要这个零件，“通过我们的批处理管理器，我们的控制器将允许您即时更改，”他说。 “控制器会自动查看程序并确保您拥有可用于新工作的所有切削工具。我们的控制员会对工艺经理说，‘按下这个按钮，你可以立即切割这部分。’它给了你很多灵活地按需帮助您的客户。”
与他人合作良好
互操作性是另一个显着改进的领域。
“当人们谈论哪个Omron Automation Americas 的行业营销集团经理 Keith Kersten 说： “过去只有在高端控制器中才能找到的东西，现在您可以在更多入门级控制器中找到。我们在范围更广的控制器中提供与外部系统和数据库的连接。”
最佳集成不仅涉及一台机器与另一台机器通信，还涉及不同供应商和技术之间以及从工厂级别到
教机器人和人更容易
过去，添加新零件需要机器人操作员在每个机器人上教新点，Acieta 的 Wiese 说.
“您必须实际复制程序并逐步完成该部分的每个过程。以前，你可以花半天时间教四个机器人一个新零件，”他说。 “现在，操作员只需输入零件的长度、宽度和高度，系统就会运行。有了这个系统，我们提前编写代码并设置系统。当客户拿到它时，代码已经存在，操作员只需输入尺寸。”
总的来说，系统变得更易于使用和集成，因此控制工程师不必进行控制Kersten 说，专家和 IT 用户不必是工程控制员。 “您可以在 IT 和 OT 之间传输数据，而不会危及控制器级别的实时流，”他说。
技术的改进使得将机器人添加到生产线变得更加容易，对于小型工厂来说更具成本效益， Kersten 说。
对于 Acieta 来说，这些进步意味着该公司可以提供其 cl高级机械工程师 Ryan Morgan 说：“我们采用标准人机界面，将标准产品的交货时间缩短到一周或更短，而定制解决方案的交货时间平均为 20 周。”
“客户购买了这个标准系统”维泽说。 “该系统让我们的工厂准备好进行焊接。一旦他们获得系统，他们所要做的就是将其放入夹具，加载离线焊接程序，然后就可以开始焊接了。它提高了我们以更低的价格和更快的交付选项为新机器人用户提供服务的能力。我们能够向更多制造商介绍机器人技术，一旦他们亲眼看到好处，他们可能会及时选择迁移到更大的定制系统。”
例如，阿肯色州和密歇根州制造传送床的客户他说，不同尺寸的电箱和电箱分别能够轻松定制工厂运行。
“它们可以有无限数量的零件尺寸”，Wiese 说。 “如果他们有一个 sy无法以批处理方式运行的 stem，他们会一直教授零件。这种程序风格使他们能够立即运行他们需要的任何尺寸的零件。”
更好的模拟帮助
随着机器人和协作机器人的改进，更好的模拟程序帮助制造商开发运动规划先进的机器人系统。
Siemens Digital Industries Software 产品组合开发主管 Tom Hoffman 表示。
“这些软件解决方案提供了快速编程备选方案的能力，然后可以加载到系统中而不会对当前运行的生产产生负面影响，”他说。
