车间结合了自动磨削和瑞士车削

当Copen Machine的客户开始要求更高的产量和更快的周转周期时，该公司的磨削供应商无法跟上。因此，该公司的总统，特拉维斯·科open，决定将一些大批量的磨矿业务内部。他深入研究了先进的数控磨床，专注于最适合自动化的磨床。

科open Machine的第一台磨床是斯图德S22数控生产的外圆磨床联合研磨北美公司. 该机器的最大研磨长度为800 mm，中心高度为175 mm。

科本先生说：“我们踢了踢轮胎，喜欢机器结构坚固、全封闭的事实。”外壳是自动化的最佳选择。零件可以在不打开机器的情况下进出机器。这种能力提高了流程一致性，这是成功的无人值守操作的关键。

Copen Machine成立于1978年，已经从一个车库工作车间和一个单一的手动膝磨机发展成为一个全方位服务的加工和制造供应商，专门从事高容量的精密零件。该公司通过24小时运行的数控瑞士型车床，结合自动化数控外圆磨削操作，实现了大批量生产。在Copen Machine的瑞士式机器上生产的大约三分之一的零件需要精密研磨。

现在位于肯特，俄亥俄州，该公司提供一系列的机械加工服务。其主要客户包括商业食品加工、枪支和物理安全行业。该公司加工各种材料，从钢和铝到塑料、钛和超级合金。然而，不锈钢部件占了公司生产的大部分。

公司有三个设施。主要工厂有CNC瑞士加工和CNC外圆磨削。第二个是传统的数控车削和铣削，第三个处理制造和手工加工。

大批量生产

大批量的数控瑞士加工一直是Copen Machine的强项。其主要设施拥有18台Citizen CNC瑞士车床，每年连续生产数百万个零件，每周6天，在照明环境下。

1994年，该公司增加了数控能力与定制修改的镗床。新设备带来了新客户和额外的设备。2003年，客户对更小、更大数量的精密零件的需求促使公司购买了第一台瑞士数控车床。

随着主要客户的业务持续快速增长，对瑞士机械加工零件的需求加速，因此需要增加产能。Copen从每年为特定客户加工100000个零件发展到每年超过一百万个零件。

对自动磨削的需求

随着科本的发展，也需要更多的自动化。在购买了第一台研磨机后，Copen Machine为S22单元进行了机器人集成矩阵设计，该单元由研磨机、FANUC 100i机器人和龙门装载机组成。机器人从手动支架托盘中取出零件，并将其装载到机架上，机架将零件送入研磨机。

科本先生说：“我们需要一次将1000个零件装入机器，这样机器才能运行数小时。”每个零件的研磨和机器人装载过程可以少于30秒。我们的自动研磨批量范围从1000到50000个零件。对我们来说，设置100件基本OD地面部件的自动化运行是不现实的。”

他补充说，计划是立即实现研磨过程的自动化，从一开始就把熄灯操作作为目标。该公司更换了标准的冷却剂过滤装置，取而代之的是安装了一个深床过滤器，以去除连续操作产生的大量物质。此外，还有一个更大的雾收集器，其特点是采用高效微粒阻力(HEPA)过滤器，以吸收可能对温度控制设施的湿度和空气质量产生负面影响的雾。关键人员也在工厂检查电池运行，故障排除和拉部件为SPC检查。

惊人的平衡

尽管自动化的S22增加了显著的生产能力，但瑞士机器的产量超过了研磨单元。因此，Copen Machine增加了两台斯图德通用磨床——S31和s33，并正在对这两台机器进行自动化。

在Copen机床上零件的精度要求决定了磨削策略。典型加工尺寸公差为±0.0002英寸。磨削公差可能是一半，表面光洁度要求为4 Ra，圆度/圆柱度公差为0.000050英寸或更好。零件由直径为0.125英寸的巴斯托克加工而成。一些生产轴超过12英寸长。

精密公差和较长零件的可能弯曲通常需要在中心之间进行外径磨削。零件通常具有多个直径和间断切割。车间步骤将其砂轮修整成多种直径。另一方面，断断续续的切割带来了更大的挑战。

“我们生产的零件要求我们既保持严格的整体公差，又保持更严格的圆度公差。除此之外，它们的研磨表面可能会中断，”科本先生说要解决这个问题，一切都必须是正确的。除非你有一台坚固的机器，否则不可能在一个铣削平面上研磨并保持0.000050英寸的零件圆度。这就是为什么我们选择了Studer研磨机。它们的矿物铸造花岗质基底坚硬，具有最佳的热稳定性。在18000磅时，机器不会移动。”

一些经验教训

Copen Machine的S22磨床有一个24英寸直径的轮子。更大的车轮有一个大的表面积和提供更长的寿命之间的服装。科open先生说，对大批量数控磨削感兴趣的公司应该考虑使用更大车轮的机器。他补充说，他总是避免使用轮子小于20英寸的机器。

该公司使用氧化铝轮毂，并在S22磨床上使用旋转钻石，在另外两台Studer机器上使用固定钻石。几乎没有化妆服。

据科open说，精心的修整技术是必要的，因为630不锈钢是该公司的主要工件材料，可以迅速装入任何车轮。他补充说，最陡的学习曲线包括选择合适的砂轮，找到有利于磨削粘性不锈钢的进给速度，然后建立将最大限度提高工艺可靠性的修整频率。

科本机器通过全面测试开发出可靠的参数，首先尝试不同的砂轮，然后通过持续改进调整工艺。”“研磨时你必须非常耐心，”科本先生说你采取小而可控的步骤，记录你所做的一切。你必须把灯调暗，然后它们才能完全熄灭。”

Copen先生补充说，保持客户想要的零件表面光洁度在很大程度上取决于磨削进给速度和修整频率，这也会影响车轮寿命。“如果你研磨得太快，你会把轮子装上，需要更多地修整它。另一方面，如果你研磨的速度更慢，力度更小，以防止车轮装载，你会烧毁零件表面，”他说。

一旦确定了合适的磨削和修整参数，Copen先生就会依赖Studer集成软件，该软件提供磨削参数、砂轮接触检测模块和自动砂轮平衡以及其他确保无故障磨削的功能。此外，该软件通过监测车轮磨损和机器部件的状态来帮助自动化操作。因为公司研磨的许多零件都是相似的，所以Copen Machine将它们储存起来，然后尽可能地稍微修改研磨程序，使零件更换通常在2小时内完成。

所有三个车间的磨床都有过程测量，这是特别宝贵的长期生产运行。Copen先生表示，在该公司的高容量环境中，过程测量系统的硬质合金触点出现了快速磨损。安装钻石触点解决了这个问题。

据科open先生说，当涉及到大批量、熄灯的自动化研磨作业时，持续的预防性维护是必不可少的。他说:“你不能在日常维护上精打细算，因为机器的可靠性取决于你如何保养。”“勤勉的预防性维护是有成本的，但这是你必须做的事情。”

维护活动包括日常检查污垢和污泥积聚，以及自动化夹具和机器冷却剂的整体清洁度。还要检查适当的冷却剂压力和填充水平。每周检查应包括自动化皮带/输送机和其他部件，而每月检查重点是机器润滑油和液压。

科open先生说，预防性维护是一个团队的工作，操作员每天都要进行一些维护工作。“关键在于各个层次的交叉训练。自动化决定了我们能够获得的产量，而维护有助于我们实现这一目标。”

平稳运行，故障费用自动化提供了高吞吐量以及流程和部件的一致性。“自动化使我们现有的产能增加了大约35%，”科open先生说。“我们不会通过自动化来减少工作岗位。我们这样做是为了提高产能和增加就业机会。自动化减轻了我们的机械师的压力，让他们可以专注于质量。”

除了快速生产大量优质零件外，Copen Machine还制定了程序，使其能够满足苛刻的客户交付要求，包括24小时内发货和看板系统维修。科本先生说，“归根结底是能够始终如一地生产高质量的部件。您可以在我们的利基市场中生产一百万个好零件，但一个坏零件可能会让您失去一个客户。”