当四个纺锤有意义时

想象一个具有托盘更换能力的HMC。工件可以在一个托盘上加工，而另一个托盘位于HMC外，为下一个加工工作做好准备。从本质上说，唯一的加工延迟发生在当托盘穿梭逆转其位置。

现在设想一个车床，有四个主轴定位在一个方形的分度载体滚筒上。载体滚筒的功能在很大程度上与HMC的托盘更换器相同。它定位四个主轴中的两个在车床的封闭加工环境中，以允许车削两个工件。同时，放置在加工区外的两个主轴可以手动或通过机器人或龙门加载。当一对主轴上的车削操作完成后，承载滚筒将装载新工件的另外两个主轴送入加工区。只要车削操作的周期时间比装载时间长，唯一的延迟是索引主轴载体滚筒所需的秒数。

Camloh Machinery Solutions公司的小卡姆洛(Bill Camloh, Jr.)列举了这种转向平台的三个优点。首先，这些机器可以节省大量的部分负载时间。其次，当同一类型工件的a侧和b侧操作的周期时间不平衡时，它们特别有效。第三，只要车削周期时间比加载时间长，机器生产无论是手工还是自动化加载零件都是一样的。

卡姆洛在纽约拉菲特(LaFayette)的机床销售公司提供日本制造的Kitako四轴数控卡盘(Kitako的母公司是Kitagawa)。这些机器由SB Machine Tools (Schaumburg, Illinois)进口到美国。在这篇文章中，Camloh先生提供了关于四轴夹盘设计的更多细节，以及这些机器如何提高接近网状形状或冲压工件的吞吐量的例子，这些工件在a侧和b侧工作的周期时间有很大不同。

四轴设计

Kitako四轴卡盘是基于该公司原来的三轴设计。这些车床上的三个主轴通常用于同时进行粗加工、精加工和零件加载。承载滚筒有足够的空间容纳第四个主轴，因此该公司增加了一个主轴，以允许更多的混合车削场景。

Kitako机器可在水平和垂直主轴方向。卧式卡盘的直径从4到8英寸不等。纺锤的位置是这样的，当操作者看着机器时，他们面对着操作者。垂直型号通常用于大型，沉重的工件，可在8- 15英寸卡盘型号。

这些机器被设计成易于自动化，既可以作为交钥匙装置，也可以改造安装在现场的机器。卡姆洛估计，在美国销售的500多台机器中，有90%是自动化的(他指出，在日本购买的每台机器都是自动化的)。有两种自动化平台——龙门式负载和多轴机器人。龙门式装载机(有一个、两个或三个臂)最常作为工程包安装。双，独立的门臂也可用，作为机器和地板安装机器人。这些零件加载系统还可以安装空气计或探头，以便在卸载零件时进行零件测量。例如，这些信息被输入到控制装置中，以自动适应磨损工具。(在本文末尾的“了解更多”框中，可以找到一段展示带龙门装载机的四轴机器的在线视频链接。)

加工区内的两个主轴都有各自的转塔或联轴器。组合工具通常用于非常高的工作量。标准的炮塔有8个工位，而10工位的炮塔允许多达5个位置有活的工具。使用现场工具的决定应该基于钻孔、攻丝和其他此类操作所需的周期时间。卡姆洛说，如果这段时间占整个循环时间的很大一部分，那么在磨机上进行非转动操作可能更有意义。这是因为最小化零件加载时间的值减小了。例如，当整个周期时间相对较小时，花15秒加载一个新部件是很重要的。然而，对于包含实时工具操作的长周期时间，这就不那么重要了。

典型的将应用程序

四轴夹头不一定只适用于大批量作业。卡姆洛说，这种投球机用于500人或更多的部分投球。最常见的加工场景有:

• 在所有四个卡盘中，对一个零件类型进行一次车削操作(AA/AA)
• 同时转动一个卡盘中零件的一侧A和另一个卡盘中相同零件类型的一侧B (AB/AB)
• 同时转动两个卡盘中一个零件类型的一侧A，然后转动另外两个卡盘中相同零件类型的一侧B (AA/BB)

四轴设计对于上面列出的最后一种情况尤其有效，特别是当a侧和b侧操作之间存在相对较大的周期时间不平衡时。考虑第100页表1所示的铸铁外壳的例子。这些零件的a侧循环时间为59秒，用于旋转、镗孔和偏心钻孔，b侧循环时间为23秒，用于镗孔和镶面。加载时间是12秒。如果一台双轴车床在一个主轴上转动该零件的a面，而在另一个主轴上转动同一零件类型的B面，那么B面主轴将闲置36秒。它必须等待另一个纺锤完成59秒的更长时间的操作。在本例中，每71秒完成一个部分，因为总周期时间是基于最长的操作加上加载时间。

另一方面，当四轴夹锭进行AA/BB工作时，总循环时间是基于a侧和b侧循环时间的平均值。一旦两个零件的A面完成，承运人可以索引其他两个主轴开始另两个零件的b面工作。在这个例子中，每85秒完成两个部分，这意味着每42.5秒完成一个部分。此外，四轴卡盘的主轴利用率为98%，而双轴卡盘的利用率为32%。