DNC将探测器放在工作中

一个多世纪以来，总部位于威斯康星州密尔沃基市的福克公司(The Falk Corporation)是Sundstrand Corporation的全资子公司，一直被誉为“工业界的好名字”。这个商标是福尔克专注于客户满意度和质量承诺的证明。

当赫尔曼·瓦尔首先将革命性的铸造焊接过程施加到安装有轨电车轨道时，Falk Corporation于1892年开始。如今，Falk是齿轮传动行业领域，提供广泛的标准和特殊电力传输产品。Auburn，Alabama工厂从其Steflex系列到盘式联轴器制造各种联轴器。

直到1995年初，奥本工厂完全采用批量生产模式。然而，作为该工厂制造能力升级的一部分，旧的批量制造方法正在让位于单元制造。将设备从批处理转换为元胞处理相关的成本/效益分析表明，使用自动化生产高容量耦合器是合理的。

作为设备升级的一部分，第一个实现的自动化单元被称为转弯和钻孔自动化单元，顾名思义，在单元中执行的过程是转弯和钻孔。然而，因为这个单元格有一个机器人，所以它通常被称为机器人单元格。“机器人细胞”设计用于制造50个不同的部件，直径从2英寸到10.5英寸，重达80磅。

细胞内

该单元由Monarch VMC 150B立式加工中心组成，该中心具有探测能力和16M控制;Motch 220D-VTC双主轴垂直车削中心，配备Fanuc 16T控制;以及位于加工中心和车削中心之间的ABB IRB6000六轴机器人。

进入的原材料的多样性和在加工过程中发生的戏剧性的几何变化被证明是自动化的极具挑战性的障碍。计算单元被设计为在无人看管的情况下运行4个小时，插入索引和其他工具维护只在预定的时间间隔内进行。

在Robotics Cell上制造的一个组件开始时是一个截棒段塞。两个机器人抓手中的一个从托盘中取出一个弹头，并将其放置到一个中心支架中以进行部件定位。从定心支架上，段塞被收回并放置在车削中心的第一主轴上，进行第一次操作，车削筒体直径。

在第一次车削操作后，机器人将零件移动到车削中心的第二主轴上，完成轮毂的法兰直径。然后机器人将零件移动到垂直加工中心的第一个主轴上，在那里零件被放置法兰向上钻螺栓圈。当钻削周期完成时，机器人将轮毂、桶侧向上定位，在垂直加工中心的第二主轴上，这样就可以在孔的后端做公差倒角。这些过程是按顺序执行的，所有的加工可以同时发生，最长的周期决定细胞的吞吐量。

检查

将自动化融入制造时的主要问题始终是部分检查。这种细胞呈现出一个特殊的挑战。细胞能够生产所需的各种几何形状，可以是零件检查的独特解决方案。在这种情况下，该解决方案是由一个细胞运算符，Chad Ledbetter建议的解决方案。他建议使用Monarch VMC上的探头检查轮毂的所需功能（法兰和筒直径），并将信息送回MOTCH车削机器。然后可以计算刀具磨损偏移，以便为造成最终部件直径的饰面工具计算。

我们认为，也许有一种方法可以使用VMC的触摸探头功能来测量最关键的转弯尺寸，并通过将数据传递回转弯中心的两个cnc来“关闭回路”。质量控制主管迈克·汤普森(Mike Thompson)对这种系统的潜力很感兴趣;罗恩·费德是一名项目工程师，我和他开始研究这种可能性。

在与来自Monarch Cortland(现在是Genesis Worldwide)的丹·霍恩(Dan Horn)交谈后，我们发现，从探测周期中获得的信息可以很容易地通过机器的RS-232C串行端口输出到其他设备。丹·霍恩编写了VMC的大部分探测软件。他还建议我们联系Suburban Machinery, Inc.， Software Division (Willoughby, Ohio)的Dan Fritz，为连接两台机器提供定制的DNC软件。

使连接

当我们第一次联系Fritz先生时，我们向他解释了我们希望使用触摸探头在第一操作中检查桶外径，然后在第二钻孔操作中检查法兰的外径。该维度信息可以馈送到我们的商店486个人计算机（PC）以执行必要的计算。然后将来自PC的输出被发送到相应的转动中心控制，以使适当的偏移到精加工工具，以便在无人模式中保持零件尺寸。

弗里茨先生回答说，这个计划相当可行，但有几个问题需要解决。第一，车削中心的两个控制目前是在DNC模式下运行吗?第二，是否可以将数据传输到合适的主轴上的控制?

第一个问题提出了一个问题，因为车削中心上的数控在工厂中没有配备在DNC模式下运行所需的软件。虽然转向中心上的双扇琥村控件具有RS-232C串行端口，但它们只能用于在“编辑”或内存模式下上传CNC程序。有必要将转动中心从CNC转换为DNC模式。

来自工程部门的Montch Corporation的比尔Minerich，他们拥有必要的源代码和转向中心的可编程控制器软件的知识，以使DNC模式更改，与郊区机械联系。这两个组织共同努力，确保转向中心可以接受与郊区机械准备供应的DNC链路的信息。在几周内，我们收到了一组包含修订的Motch可编程控制器软件的新型EPROM芯片。

在车削中心的EPROM芯片被替换后，我们就可以用PC上的部分程序数据“滴进”孪生控制。点滴馈电是必要的，因为定制的DNC连接被设计成让两个控制从我们车间PC上的RS-232C串行端口接收数据。PC上的第三个串行端口连接到Monarch CNC，这样PC就可以“监听”加工中心探测系统的信息。

DNC在行动中

每一次Motch cnc开始一个零件循环，PC上的DNC软件发送一个“G10”命令，更新车削中心内存中的刀具磨损偏移量，然后在DNC模式下下载正确的零件程序文件。

自定义DNC软件有几个任务要同时执行。首先，它必须“滴进”两个控制在车削中心独立。它还必须接收来自Monarch的命令，计算新的工具偏移量，然后在每个零件周期开始时将它们发送到车削中心的正确位置。最后，由于PC通过网络绘制NC程序文件，它必须在每个部件周期开始时从网络驱动器下载一个“核心”NC文件到本地C驱动器。这种方法允许我们在不干扰单元操作的情况下，从任何一台连接到网络的PC上更新转向程序。

与DNC软件一起，我们创建了一个PC数据库来帮助计算新的工具偏移量。该数据库包括每个零件尺寸的上、下公差表、零件尺寸的平均值、允许公差的数量和车削中心cnc中要偏移的刀具编号。除非在数据库中找到与NC程序相关联的合适的刀具编号，否则DNC系统将不会响应。这确保了数据是“滴馈送”到正确的一边的毛奇车削中心在开始的每个零件周期。

这个DNC软件的另一个特性非常重要。如果一个零件超出公差，系统能够识别几种可能的错误条件。这个信息允许有秩序地关闭细胞的操作进行校正。

整合调查

我们项目的下一步是设计一些方法，使加工中心发送探测数据到DNC系统。我们决定，无论何时帝王测量一个部件，它都会传递一个字母“a”或“B”，然后是允许的尺寸公差的平均值。然后，字母将识别的测量是为A面或B的车削中心。

由于加工中心的探测周期是存储在发那科CNC控制中的宏例程，我们能够在我们的零件程序中添加由Monarch提供的特殊“DPRINT”命令到探测周期。DPRINT命令使我们能够在每次完成探测周期时，将测量到的零件直径连同字母a或B一起发送到DNC系统。DNC软件负责接收这些信息，将测量的尺寸与“目标值”进行比较，并为其中一个车削中心cnc创建刀具磨损偏移命令。

如果测量值需要太大的偏移变化，或者如果刀具磨损偏移值超出预设限制，则在PC上产生警报消息，禁止转动中心的指定侧开始下一个部分周期。然而，DNC系统允许来自转动中心的另一侧的程序以继续运行，以便可以继续操作。

实现

讨论之后我们的软件需求和弗里茨先生,他向我们DNC软件可以,事实上,我们需要执行所有功能但提醒我们,任何软件提供的可能不是100%正确的第一次尝试工作,和一些快速简单的方法必须设计进行软件修改和调试。我们决定由Suburban Machinery发给我们软件的初稿，连同源代码、编译器和一个专门用于编译DNC软件的“批处理文件”。然后我们会测试软件，并向Suburban Machinery报告任何错误。

如果需要修改，我们可以简单地向公司请求对源代码文件的建议更改。然后我们可以重新编译软件并再次尝试系统。这个过程让我们更好地理解了软件是如何工作的，并且在开发过程中最小化了差旅费用。此外，通过访问源代码，我们可以确信我们可以在不涉及软件开发人员的情况下进行任何未来的更改。

目前，我们正在进行统计分析，以确保在DNC系统和PC数据库下生产的零件质量。通过手工检查成品零件，我们可以使用X-bar，运行图和直方图来确定我们的工艺能力。我们的目标能力指数是1.5 Cpk或更高。在一段时间内，人工检查将大大减少，以反映对我们过程能力的高度信任。

虽然该项目必须克服许多技术问题，但我们能够完成我们创建一种产生质量零件的无人机机制细胞的目标。我们努力的结果非常令人满意。也许更重要的是，Falk Corporation能够协调来自几家不同公司的几个有才华的人的努力来完成复杂的任务。每个人对项目的贡献大大贡献，每个人的合作对于项目的成功至关重要。它也是几乎所有信息通过电话，传真或调制解调器交换的时代的符号，我们大多数人从未见过此项项目。

注意:
提交人希望感谢她的同事，Mike Thompson和郊区机械丹·弗里茨制作的本条的实质性贡献。