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在锁业制造中实现自动化的成功尝试

2014年03月04日 17:04中国机床商务网作者:重庆中捷数控机床股份有限公司(李曾)点击:6122

  ----KS型叶片锁芯自动加工机的研制介绍  
    
  一、概述:
  

KS叶片锁芯
 
  上面的照片就是KS叶片锁芯。据锁业专业人士介绍,KS叶片锁是当今安全性能最高的一种锁,因其结构复杂,制作困难,防盗性能最佳。正是由于制造过程繁琐,制造成本较高,近年来推广得还不够广泛,目前只能用于高档的汽车和家用防盗门。随着制造新技术、新加工手段的不断引入,使其制造成本逐步降低,可以预见在不久的将来,KS叶片锁芯肯定会成为锁业市场的主流。本文正是专门来探究如何在锁业制造中引入自动化生产的概念和实施的方法,详细介绍了一个成功的实例,具有非常地使用价值。
  
  在当前大多数的锁业加工中,一步步繁琐的加工工艺还是完全靠人工借助单台的钻钻床、车床、铣床等分散钻、车、铣等手工工艺来加以完成的。如本文专门研究的系列KS叶片锁芯的制造,就是要靠21个工人,分17道工序来逐步完成整个生产制造过程。大量的人力、繁琐的工艺正深深困扰着所有锁业的经营者。因这几年来,多次上调员工薪水,员工保险制度逐步完善,使得生产员工的使用成本在逐年高企;而另一方面呢,销售市场竞争剧烈,在材料成本、人工成本上涨的同时,客户又会要求降价,所以经营者必须找出一条降低生产成本的道路。本文所介绍的实例是在这样的背景情况应制造商要求下研制出来的一款带柔性制造岛的全自动锁芯加工机。该机床的出现,既解决了企业里员工缺乏的问题,同时又显著降低了生产成本,大大提升了企业产品的市场竞争力,宜在锁业中大力推广。经本公司申请,该产品已获得中国的实用新型发明专利(专利号:ZL201320079325.4)
  



 
  二、产品工艺组成
  
  1、根据KS锁芯产品的特征,我们可以看出,在锁芯的四面均需加工,其生产工艺可以简单分解为:
  
  (1)钻侧面孔4-φ2.3和4-φ2.1;
  
  (2)绕中心顺时针转90°,钻侧面孔4-φ2.1和4-φ2.6;
  
  (3)绕中心顺时针旋转90°,冲侧面孔4-2.3×2.8,4-1×1.15;
  
  (4)绕中心顺时针旋转90°,铣侧面槽和铣燕尾槽。
  
  2、结构:
  
  根据以上的加工工艺,我们研究决定采用集中工序解决的方案,利用回转工作台,设定五个加工工作位置,将以上四个工艺段分别用四个加工工作位置及一个上下料工作位置来完成,即将工艺分解为安装位→钻孔位→冲孔位→铣槽位→安装位,如此重复;在每个夹具上安装一个工件,每个柔性制造岛上使用二个主轴,并使主轴可以在X、Y、Z三个方向上都可以移动,成为一台双主轴的卧式加工中心;这样四个工位的设立,就相当于四台双主轴卧式加工中在同时工作。将一件产品的毛坯在安装位装上夹具后,经过回转工作台360°的一圈回转加工后,即成为一件成品,从而实现了把21道工序浓缩到一台机器上去的梦想。整个加工过程大约费时20-40秒(加工时间的长短取决于产品的尺寸大小),从而大大降低了生产时间和员工的劳动强度和工作环境,极大地提高了劳动生产率。
  

  (设计外形图)
  
  3、值得一提的是,该机完全自动化,每次装夹一个工件,经过四个独立的工作位加工后,即可成为成品,所以,从另外一个角度上来冲,相当于有四台卧式加工中在同时工作,所以,高加工效率是非常显著的。
  
  4、在夹具的设计上,我们目前采用的是手动夹紧方式,该夹具跟随着打的工作台转动的同时,具有绕自己的回转中心转动的功能,为工艺需求的加工四个面条件。
  
  5、在系统方面,我们采用了四通道的台湾生产的数控系统。这套系统能独立控制四个系统,为编程和调试调整提供了很大的便利,并具有很大的经济性。
  
  三、零件更换与软件编程:
  
  我们在结构设计上,着力提高系统的可靠性并提供易损零件给客人,以便在将来维护时更换。
  
  本机中,除了冲孔为油压控制外,钻孔、铣孔、铣槽均是数字控制的,可以用编程的方法来操作主轴,提高操控加工的一致性和稳定性。在结构上,采用LCD屏幕和中捷操作面板,可以方便地进行四个通道之间地切换和给独立的系统编程。一般,经过培训后,操作员工将会很快掌握编程技巧。
  
  四、质量保证:
  
  本产品的质量是有可靠的保障的。我们在设计、选料、制造、装配、调试等过程中,贯彻了品质第一的原则,采用通用机床标准和通用机床的生产工艺来制作这台柔性制造岛。特别地,我们也可用激光镭射来校正三轴的精度,并不断积累制作经验,目前已经在批量生产。
  
  另一方面,机器的正常使用。维护保养在很大程度上取决于使用者的维护。我们还加强培养客户的使用维护队伍,与此同时,我方专门配有售后服务部门,遇到特殊情况,可以紧急前往客户处处理,真心做到保姆式的服务。
  
  五、运用范围
  
  本机的运用范围很广,为KS型叶片锁芯的制造开发的柔性制造岛可运用于各种尺寸的叶片锁芯,具有普遍意义的是,该机也可以用于加工各种中小零件,从而真正实现一次装夹产品可以全部完成多面的加工要求的梦想。所以,本机的柔性是非常大的。
  
  六、柔性制造岛的主要优点:
  

  (实际外型照片)
  
  1、机器减人:就本文而言,该机一台就可以承担21人的工作量;
  
  2、节省占地:由于集铣、钻、冲等17道工序于一身,占用车间有效的空间很小;
  
  3、增效提质:产品经一次装夹后在20~40秒(根据锁芯尺寸不同而不同)内就可以协同完成全部的机加工内容;而且产品的尺寸一致性更佳;
  
  4、将多台数控机床集中于一体,通过回转工作等分分度及夹具转台等分分度转位,实现多工序、多工位、多面同时加工。我们还可以根据实际的加工工序,通过减少或增加加工单元,来加以实现一次装夹完成全部加工的自动化梦想。
  
  5、利用多通道数控技术实现一套数控系来中央集中控制多台独立的加工单元,完成多工序、多工位加工。加工单元既可单独控制,又可同时控制多个单元,使之协同工作。另外,每个加工单元都能实现三轴联动、自动换刀等功能,如配上自动上下料装置、原料仓和成品仓,我们就可以实现一人或无人化工作。
  
  6、与一般转盘机不同的是,该机具有一定的柔性,即只要改变夹具、刀具、加工程序,我们就可以在一台机器上自动完成加工不同的产品。
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