雙工作臺機床使主軸實現(xiàn)高效率

EBy公司在其加工車間的龍門加工中心上采用了雙工作臺的結(jié)構(gòu)方式，從而使其在工件的交換過程中，不需要停止機床的主軸運轉(zhuǎn)。操作員可以在機床工作區(qū)以外的工作臺上安全地安裝和調(diào)試一個新的工件，同時該機床可以銑削加工夾持在另一工作臺上的工件。

    當機床的主軸空轉(zhuǎn)時，是無法為生產(chǎn)廠獲取效益的。正因為這一原因，加工車間總是要千方百計地降低零件在運行過程中的工件交換時間以及新工件的裝卸/調(diào)試時間。

    Martin-Palmer Tool & Die公司意識到，盡可能大幅度地降低主軸停車時間，對其成功打入新市場和贏得新客戶具有十分重大的意義。Martin-Palmer Tool & Die公司在1953年以模具車間的名義起家，多年來，在俄亥俄州的Dayton公司，他們在汽車工業(yè)的專用材料加工設(shè)備方面積累和獲得了專門的設(shè)計和制造技術(shù)。然而在四年前，這一部分業(yè)務的發(fā)展速度開始減緩。為了適應新的形勢，該公司開始追求短期性的工作，它認為，對于美國的制造商而言，尋求海外的外協(xié)生產(chǎn)成本過高。于是便開始將目標從汽車工業(yè)轉(zhuǎn)移到軍用和民用產(chǎn)品制造廠和其他市場的OEM原始設(shè)備制造商。該公司的合伙人Rich Blevins先生說，現(xiàn)在的狀態(tài)是，沒有一家客戶可以占據(jù)該公司毛銷售額的30%以上。

當另一個發(fā)動機缸體正在機床的密封工作區(qū)內(nèi)銑削加工時，操作員已經(jīng)事先將這一發(fā)動機缸體牢固地夾緊在機床外面的一個工作臺上，可以大幅度地減少工件交換時的主軸停機運行時間

為了降低機床主軸的停車時間，該公司認為可以選用的辦法是：在其現(xiàn)有的VMC立式加工中心基礎(chǔ)上，增加托盤交換系統(tǒng)。為此，該公司決定采用一種非典型的龍門式機床平臺，這種平臺由Milltronics公司提供，其結(jié)構(gòu)形式是采用兩個獨立定位的工作臺。2006年9月，該公司購置了其第一臺Milltronics TT24雙工作臺機床，大約一年后，又購置了其第二臺機床。

    正如Blevins先生強調(diào)的那樣，該公司之所以選用這樣的設(shè)備平臺出于以下幾個原因（其加工的零件數(shù)量在1～350個之間）：

    這一機床的設(shè)計，可滿足該公司對機床主軸最高效率加工的需要。操作員可以在機床工作區(qū)以外的工作臺上安裝和調(diào)試一個工件，同時，機床可在另一個密封工作區(qū)的工作臺上加工另一個零件。機床主軸的惟一停車時間發(fā)生在卸除已加工完的零件和更換新工件的時候。在加工操作過程中，機床工作區(qū)任何一側(cè)的門都是關(guān)閉著的，防止里面的冷卻液和切屑外濺，保護操作員的安全，可以使操作員安全地在第二個工作臺上安裝調(diào)試新的工件。當新的工件調(diào)試安裝完畢以后，只要操作員按下“準備就緒”的按鈕，機床就會自動地將這一工作臺與已經(jīng)完成工件加工的另一工作臺互換。

這一車間的雙工作臺機床常常用于發(fā)動機缸體的維修加工，例如重新加工凍結(jié)孔和孔徑的大小

    在普通的機床基座上采用集成式工作臺，具有剛性好和占地面積小的特點。該龍門式機床配有一立式主軸和兩個托盤，托盤采用線性編碼器，可獨立移動，在主軸下的定位精度很高。由于每個工作臺永久性地附屬于同一個基座結(jié)構(gòu)，并在共享的導軌上移動運行，因此形成了一個結(jié)實堅定的系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)可使該機床加工各種材料，包括從鋁材到低碳鋼、工具鋼以及不銹鋼。

    雖然這一雙工作臺機床的設(shè)計對車間的操作工而言是全新的，但發(fā)現(xiàn)其對話控制系統(tǒng)與車間其他機床的對話系統(tǒng)相同。對于不熟悉這臺機床設(shè)計的雇員們而言，這種對話控制系統(tǒng)有利于幫助他們提高學習水平

這種邊長為610mm的TT24方型工作臺及其強大的載重能力可以使該車間的機床加工大型工件。該車間經(jīng)常承接柴油發(fā)動機缸體的維修加工任務，這種柴油發(fā)動機缸體的樣式如圖中所示，其重量約為300lb（1 lb=0.454kg）。這種工作臺的面積很大，足夠在上面安裝多種臺鉗，這樣工作臺可夾持多個零件，并在機床上一次性完成這些零件的全部加工。

    機床上的對話控制系統(tǒng)幫助了人們所不熟悉的雙工作臺的流水線組合。該車間還有其他一些來自Milltronics公司的VMC立式加工中心，采用該制造商的Centurion對話控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的相似性為操作員操作新型雙工作臺機床和掌握該機床的內(nèi)外操作特性提供了不少方便。機床上的對話式編程以菜單為基礎(chǔ)，采用問答方式，從而使操作員能夠很快地掌握工件的信息，自動地根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)創(chuàng)建程序。在組裝這一新機床的平臺過程中，車間通過為其VMC立式加工中心制訂典型工件的加工計劃過程中，對這一機床的加工方法進行了重新評價。優(yōu)化這臺雙工作臺加工機床效率的關(guān)鍵是：當任何一個工作臺上出現(xiàn)不同的工件時，首先需要協(xié)調(diào)工件的加工周期時間。如果將加工周期長的工件與那些加工周期相對較短的工件混合在一起加工，就達不到理想的效果。(