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专为精密、高效生产设计的HSM加工单元

坐落在美国Connecticut州Manchester市的AM&M公司（Advanced Mold and Manufacturing Inc.），创建于1959年。公司拥有可调控温度的生产车间，在其30000ft2(1ft2=0.0929m2)的建筑面积上，还设有Vision Technical Molding (VTM)公司的厂房，用于专门的低公差、复杂医疗产品的模具生产。同时，VTM公司也为AM&M公司提供QC模具样品。AM&M公司占用18000 ft2的厂房面积，共有65名雇员实行每周6日的两班倒工作制。

AM&M公司每年生产约200套模具，加工高达300t以上的材料，其加工范围从不锈钢到石墨电极，多用于制造小型、精密模具元件。AM&M公司约有20%的工作是由VTM公司完成的。AM&M公司的工作重点是向市场提供复杂、精密的元件，以满足汽车、医疗、消费品/电子元件等类行业的需求。

该公司的年销售额为1100万美元，并以10%的年增长率持续发展，AM&M坚信可以始终沿着这样一条富有挑战性的曲线不断上升。当然，AM&M公司也感觉到了来自中国的竞争，因为作户外服装为一个主要的发展中国家，中国也急切希望能步入到新技术的应用行列之中。

采用了HSM加工单元以后，AM&M公司的加工能力提高了近300%

AM&M公司的总裁Steven Arnold先生说：“如果将时间、质量和服务等因素考虑在内的话，中国制造的模具与我们的产品之间的费用差距是可以很快缩小的。因为我们在为客户提供服务方面是具有优势的，大多数的客户都无法容忍因质量失误、距离和调试等原因造成的工程延误，有时客户也需要对设计进行迅速的修改。”Arnold先生也确信AM&M公司能够具有更强的竞争力，甚至提供内部更为复杂的模具制造，实现全面的一流检验。

由于产量的压力和对精度方面更加严切粒刀格的要求，AM&M公司不得不在其原有加工设备基础上增添一套高速加工（HSM）单元系统。2005年2月，AM&M公司安装了两台Mikron HSM 400型机床，该设备从Illinois州的Lincolnshire地区引进，配有10工位自动化托盘系统，可提供带有机械手夹座的90个电极夹具；3轴、转速42000r/min的立式加工铣床，每一台都带有自动换刀系统，刀库可容纳高达68把刀具。这两台设备均具有激光刀具检测能力和补偿能力。此外，当工件变换或设定值改变时，来自Erowa技术公司（在Illinois州的Arlington Heights地区）的机械手可以更换托盘。而且在更换石墨电极时，它也可以自动地更换夹钳。

自动化水平的提高有利于高效率的生产。通过使用机械手托盘系统，该加工单元可以在操作过程中进行上料和调试设定值，整个系统的生产时间延长，许多工艺无需人工干预。为了最大程度地提高设备的灵活性，每一台Mikron 400型机床都设置了自动化刀具夹紧装置，刀具的更换可在3s内完成。采用这种换刀装置非常经济实用，缩短了操作时间，适于钻削、沉孔及攻丝等工艺的加工。

AM&M公司表示，新加工单元的安装和调试进展非常顺利。公司很容易地将这一加工单元与专门设计的Erowa刀具机械手系统一起配套使用。在连接安装就位4日以后，该公司就开始将该机床投入生产。

新模具加工单元代替了两台床式铣床，以满足生产需求和质量标准。原有的设备需要人工装料及额外的操作人员。新加工单元的采用也是为了减轻机床元件的重量和繁多的种类，以免影响机床的加工精度。随着生产车间内温度的提高，设备温度也随之上升，因此需要进行不断的检查和热补偿，以符合加工技术规格要求。

Arnold先生说：“很显然，HSM技术的使用已经使公司处于技术领先的地位。今天，在保持加工精度的同时，我们将注意力集中到如何大幅度减少交货时间和提高生产率上。”

按照CNC电极/高速铣床加工部经理Vincent Brown先生的说法，新加工单元已经完成了预期的工作任务。他补充道：“采用强大的计算和数理统计功能代替了过去复杂的工作HSM加工当今很多科研单位和企业已转向聚氨酯芯材泡沫的难燃B1级研发单元以后，我们的加工能力已经提高了将近300%。我们对新的编程软件也非常满意，其改变优先顺序的能力，以及向系统输入新工作任务和远距离监控操作的能力，都让我们的工作有了很大的改进。”

塑料螺丝

由于Mikron 400型机床与机械手之间具有高度的整体协调性，因此调试时间也已降低到了最低限度。生产模具零件的时间大致上只相当于以前加工时间的一半左右。这两台铣床结合在一起后，每周平均生产时间约为240h。其中加工精度和重复精度也有很大的提高。

Brown先生解释说：“我们可以在这一系统内安装多达100根不同形状和尺寸的电极。激光探头可以补偿Z轴，而机床可以在无人干预的情况下，自动地完成其余工作。”

他继续说：“按照新HSM加工单元所给定的速度、精度和重复性，针对以前所提出的要求，进行校准、检查和多次调节，使加工单元保持运行状态。由于产量大幅度提高，工件生产的数量大增，这反而使工件的检验成为瓶颈问题。”

除了生产力得到提高以外，AM&M公司还注意到了系统软件允许中等批量的生产发生改变，这对于采用普通模具铣削系统来说是非常困难或几乎是不可能办到的事情。

Arnold先生解释说：“最近，一位客户要求我们改变其一项消费电子工程项目，并使之在两周之内投产。我们很快对加工单元中的工艺流程和工作优先顺序重新做了调整，满足了客户的需求，几乎没有影响最终交货时间。”

Arnold先生说：“市场竞争日趋激烈，生产厂所面临的产品寿命周期不断缩短，因此中批量生产工程经常会发生变化。采用HSM系统软件，公司就能够在生产中快速做出反应，及时给予补偿。该软件也可提供远距离监控和报警。”

Brown先生指出：“我经常在家里检查车间内的工作状况。系统还能够向我报警，告知我某一变化或某一决策点。这样，我可以根据这一变化情况停止某一部分的生产，然后继续从事生产线上的下一项工作。”

在不远婚庆气球的将来，AM&M公司计划将HSM加工单元与Charmilles公司的CNC数控扩孔钻连接在一起，以提高生产流程的自动化程度。如同HSM加工单元一样，目前，Charmilles公司的设备也只有在第二班工作时，采用远距离监控的无人化操作。一旦使用强大的体素新的软件将这两项操作连接在一起的时候，公司的生产率将会大大提高。

Arnold先生声称：“在我们执行的自动化战略中，按照下一逻辑步骤，我们将把HSM加工单元与我们的EDM放电加工部门结合在一起。采取这种正确的工艺结合形式，我们就能满足客户的要求，并能保持竞争地位。我们可以在4周的交货时间内，完成新模具的制作，即使是形状复杂的多功能模具也不例外。”(end)

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