Frank Verzahnungstechnik公司總部位于德國巴登符騰堡州的韋爾，距離巴塞爾約30公里，是高精度齒輪制造領域的專家，專注于為復雜的傳動技術提供解決方案。“我們擁有20名員工，為通用機械制造行業(yè)生產齒輪部件，例如齒輪、小齒輪軸或蝸桿。”公司所有人Martin Frank解釋道。該公司為各種行業(yè)提供產品，包括包裝、液壓、醫(yī)療、食品等。

所有產品均按照客戶要求制造。Martin 表示：“我們的服務范圍從原材料采購到包括最復雜的磨削工藝在內的所有工序，直至成品。我們既生產單件產品，也生產批量產品，例如小至5件，大至5000件的較大批量。由于我們原則上總是生產定制產品，所以我們擁有一個非常多元化的生產體系，你很少能看到幾臺完全相同的機床。”

在工件處理過程中，Turn Stacker Premium機器人采用雙夾爪設計，使其能夠從機器中取出成品，并立即重新放入毛坯件

考慮到要生產的批量大小，高度自動化是Frank Verzahnungstechnik的一個特別優(yōu)勢。“從50件起，我們就完全可以進行自動化生產。因此，即使批量相對較小，我們也能非常靈活、快速地做出反應，同時還能實現極高的經濟效益。與其他代工廠相比，這無疑是一個明顯的競爭優(yōu)勢。”Martin 表示。這也是該公司于2017年首次投資購買Halter CNC Automation的TurnStacker Premium型機器人單元，用于車床自動化上下料的關鍵原因。

TurnStacker Premium作為一款極為緊湊的機器人單元，在有限的空間內提供了特別高的工件容量，并可處理直徑達230mm的零件

大型工件的自動化生產

盡管Frank Verzahnungstechnik公司已經擁有部分自動化解決方案，例如在車床上使用送料機。然而，由于待加工工件的尺寸遠超傳統(tǒng)棒料自動化的范圍（通常僅適用于直徑約60-65mm的工件），因此在生產大批量且直徑達210mm的工件時，不得不采用工件容量有限的回轉工作臺。

“我們希望在車削車間推進自動雙面加工。對于較大的部件，可對于較大的工件，實現方式要么是使用翻轉站和兩臺機床，要么使用機器人給一臺臥式車床上下料。在我們的案例中，選用的是一臺DMG MORI的CTX beta 800車床，它配備了性能參數相同的主軸和副主軸。因此，我們可以在工件的兩側執(zhí)行切削量相對較大的車削操作，這對于加工我們的大型工件是絕對必要的。”Martin 解釋道。

TurnStacker Premium是一款非常緊湊的機器人單元，占地面積小，但工件容量特別高，可處理直徑達230mm的工件。可旋轉的工件緩存系統(tǒng)共配備12個可調節(jié)的堆料站。生產開始時，11站裝有毛坯件，而最后一站則用于存放首批成品。

簡化零件處理

該機器人單元的一個顯著特點是，在工件緩存系統(tǒng)的特定取料和放料位置配備了2個由激光傳感器監(jiān)控的升降定位裝置。在取料位置，升降裝置將毛坯件定位至合適高度，以便機器人能用其夾爪抓取最頂部的工件。在放料位置，為了將加工完成的零件放入指定的堆料站，升降裝置會相應地下降成品件，直至該堆料站完全裝滿。

為了實現工件搬運，機器人采用了一個雙夾爪。這樣，它可以從機床中取出一個成品件，隨后立即向機床裝入一個毛坯件。在機器人持續(xù)進行機床裝卸料的同時，操作員可以在單元受保護的后方區(qū)域，同步利用生產節(jié)拍時間取走成品件，并為工件緩存系統(tǒng)補充新的毛坯件。

在機器人持續(xù)進行機床上下料的同時，操作員可以同步利用生產節(jié)拍時間，在單元受保護的后方區(qū)域取走成品件，并為工件緩存系統(tǒng)補充新的毛坯件

Frank Verzahnungstechnik利用自動化技術加工直徑達200mm、高度達40mm的工件。對于較小的直徑，工件高度也可以達到80-90mm。據Frank 介紹，工件的尺寸每2-3天就會發(fā)生變化，因此必須對單元進行相應的調整，但通常只需花費很少的時間。

生產采用兩班制運行。日班主要生產復雜的零件。根據工件和批量的不同，機器人有時能夠自主運行長達兩小時，獨立完成車床的裝卸料任務。

“我們齒輪零件的材料通常具有很強的磨蝕性。因此，制造過程需要由員工進行周期性監(jiān)控，以便及時更換切削刀片或進行尺寸補償。當然，每個機床制造商都有自己的監(jiān)控方案，例如針對刀具壽命或刀具破損等。這些標準流程在我們這里自然也在運行。然而，我們身處一個要求極高的質量環(huán)境，僅僅監(jiān)控磨損極限是不夠的，而這正是我們的員工介入進行過程控制的關鍵所在。”

因此，Frank Verzahnungstechnik公司有意識地將更簡單零件的生產轉移到第三班（無人值守班次）。為此，在第二班結束前，操作員會對機床和TurnStacker Premium進行設置，為整個夜間的全自動化生產做好準備。

再次選擇的解決方案

大約一年前，Frank Verzahnungstechnik公司進一步擴大了其車削車間的生產能力，其中包括通過引入一臺配備主軸和副主軸的DMG MORI CLX 450 V6車削中心進行現代化改造。

基于對第一套Halter CNC Automation機器人單元極為積極的成果，Martin 早已決定為這臺新機床也配備一套TurnStacker Premium實現自動化。

他總結道：“新機床與機器人單元的結合，為我們提供了與自2017年以來運行的系統(tǒng)相同的可能性。由此，我們在多個層面上實現了一定的冗余能力，因為這兩套解決方案遵循相同的制造理念，因而能夠生產相同的零件。這使我們車削加工靈活性得到了提升。如今，我們能夠以最優(yōu)的方式配置生產資源以滿足客戶需求，從而做出更快速的響應。”

本文譯自德國Werkstatt und Betrieb雜志

來源：榮格-《國際金屬加工商情》

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