作业车间自动化:快速，简单和敏捷

正确的自动化类型为工作车间带来了巨大的好处。提高主轴利用率和提高人与机器产量的能力是最明显的，但提高零件精度和一致性，减少人为错误和熄灯生产的潜力-所有这些积极影响商店的底线不应被忽视。

因为工作车间经常生产的零件在更小和更多样化的工作批量规模比大型制造商，这些往往较小的商店面临不同的挑战，主要的一个是更多的工作转换。考虑到这个因素，最适合作业车间需求的自动化不仅强调快速和简单的设置，并将作业转换时间减少到15分钟或更少，而且还能适应从一种机器到另一种机器的使用。

理想情况下，商店应该在购买机床时计划自动化。早期为自动化而配备和配置的机器可以节省时间和事后改造的成本。这种自动化准备可以包括自动门、内置机器人界面和任何其他必要的选择，如更大的加工能力和特殊的工件控制系统。或者，如果未来的自动化需求不确定，商店可以选择使添加自动化尽可能容易和廉价的机器。

一旦商店决定自动化其过程，它必须评估工件重量和变化，以及工作批次/批次大小，以确定理想的自动化工作。例如，涉及不同零件号的小批量工作在自动化方面效率低下且成本高昂。相反，在计划的时间间隔内，以低到中批量重复出现的批次生产的每年大批量作业是自动化的理想选择，特别是在零件尺寸、工艺和特性方面变化很小的情况下。此类作业需要的作业转换较少，并且具有允许自动单元在必要的作业转换之间尽可能长时间运行和产生的工作流。

另一方面，大型工件的自动化需要仔细考虑这些零件从机床上加载和卸载时的外观。车间还必须确定铰接式或龙门式机器人的末端工装类型，对较大的零件最有效。简单的固定装置可以消除必须机动大的部分到复杂的设置。在这些类型的生产场景中，车间应该避免在加工过程中对零件进行多次夹紧和拆夹的多次排序。

最大化自动化利用和帮助证明其成本需要仔细考虑加工周期时间是如何影响上下游过程的。例如，当加工大型零件需要较长的加工时间时，商店可以在零件被加工时集成一个机器人来完成外围加工过程中的其他任务。这种配置可能要求机器人骑在轨道上或在头顶上行走，以服务于那些其他工序和设备部件，或被安置在运行类似零件的几台相同类型的机床上。

自动化的八个关键考虑事项

工件夹紧如果工件需要在卡盘或夹具中定位，或需要根据第一次操作中创建的特征在第二次操作中对中，可能需要视觉系统或触摸探头来完成任务。工件夹持解决方案的设计也必须考虑到在加载和卸载时手臂末端工装和夹具之间有适当的间隙。

测量:如果非自动化过程要求操作者在加工过程中或加工后测量工件，则应考虑自动化测量过程。几种过程中或后过程的选项是可用的，包括触摸探头，定期伪影校准，甚至使用后过程测量仪或坐标测量机。

周期时间:当考虑是否自动化一个过程时，循环次数将决定队列表和成品进料/出料输送机的容量/大小。循环时间也将是机器人/自动化所需的额外任务的排序协调的关键，如装载到量具、协调测量机、清洗站或翻转站，或简单地管理/安排托盘上的进出物料。

无人值守的过程:寻求无人看管或熄灯运行的工作商店必须确保用于润滑脂/油润滑和冷却剂的机器储存库有足够的容量，以持续无人看管的周期。同样，芯片的疏散和容纳芯片的能力必须足够大，以消除在整个无人看管周期中人为干预的需要。另一个重要的预防措施是设置主轴和轴过载检测，迫使机器进入停机模式或报警状态，以避免潜在的灾难性结果，如机器损坏或昂贵的材料或工件的废料。

工具:无人值守的自动化过程需要优秀的刀具寿命管理，包括预测刀具寿命和经常重复的刀具。在加工高温合金或淬硬钢等硬质材料时尤其如此。

End-of-arm工具:通常，臂尾工装需要从一个操作变化到下一个操作，要求工装在零件生产期间进行更改。末端臂工装解决方案可以设计使用工件图纸，材料尺寸和重量，样品铸件或锻件。

安全:在自动化实施项目竞争之前、期间和之后应进行安全评审，并必须符合ANSI/RAI R15.06-2012风险评估。确保一个安全的工作区域可能需要增加光幕或围栏。

监控:虽然自动化操作可能不需要专门的机器操作员，但它们仍然需要监控。先进的连通性，比如通过MTConnect，提供了远程监控系统以及故障排除和诊断问题的能力。