压缩机的自动化加工

        自动化技术能够给人们带来乐趣：位于Flensburg的Danfoss压缩机公司决定开展一个新的项目，即采用基于机器人的独立制造岛。经过短暂的试生产后，这套使用4台立式加工中心和1台6轴机器人组建制造单元加工压缩机零部件系统正开足马力，全力生产。
        随着对生产效率的控制逐步加强，无论是小公司还是大集团下属部门的生产流程也越来越困难。合理安排的项目与此完全不同：第一位的是实用性及偶尔的专业性，第二位的才是完善的计划和设计。
        硕士工程师Stefan Rux先生（图2）是位于Flensburg的Danfoss压缩机公司的生产规划员，Danfoss压缩机公司是Danfoss集团的子公司，该集团来自丹麦，拥有23000名员工，在25个国家设有70家工厂。除了实现集团在质量及生产效率方面的目标，Rux先生正在努力实施一个具体项目，使得在小组的框架下完成压缩机的批量生产。

        一周生产一万七千台压缩机
        在Flensburg，制冷设备中常用的压缩机的核心零部件，诸如挡块、活塞以及曲轴均由Danfoss公司自行购买原材料并自行加工；然后在流水线上装配其他外购零部件。上世纪90年代的生产能力约为每周几百件；而到2007年，季节性的生产能力在每周13000件至17000件之间浮动。
        
        批量状态下，GG20挡块（图1、图5）装夹在液压16级夹具上，由18工位的加工中心完成加工（图3）。随着日益增长的生产任务，生产方式从1台机床发展为2006年的4台机床。同时，借助于多级夹具以及转位式刀片的应用，生产辅助时间相应减少；但是，这样的生产方式也存在严重的弱点：需要大量的人员参与，切削精度受到限制以及受尺寸精度影响的流程安全性。
        2006年该公司的生产能力已接近极限，Stefan Rux先生作出了一个决定：“在整个Danfoss集团内部出现了2种态度来审视用于产能扩张的方案：一种是针对不同的自动化方案进行投票，另一种是用6西格玛的方法以挑剔的眼光审视流程参数。同时，Cpk（Complex Process Capability index，过程能力指数）应大于1.33。因此，针对每一种零部件均需要定义相应的CTQs（Critical-To-Quality， 品质关键点）。这些数据后面隐藏的是非常重要的质量参数，必须严格监控并加以记录。”

        选用双主轴的加工中心还是机器人组合？
        经常被提到的一种解决方案是采用带有德国生产商提供的液压夹具的双主轴技术。然而，这种方案的投资额远远大于预算值 ；同时需要协调两根主轴的相对尺寸，使其保持在很小的公差带中，日常生产中可比较困难。因此需要一种自动化制造单元的详细方案：结合液压夹具和机器人搬运技术（图4），这项技术已在集团位于Nordburg的姐妹公司中成功应用。对Nordburg公司的参观给人们留下十分深刻的印象。
        
        Flensburg人在寻找合适的加工中心时想到了Haas自动化公司。Haas区域经销商Microcut公司多年来一直为Danfoss压缩机公司提供各式各样的美国机床，并协助成功应用。位于Upahl附近的Haas工厂直销中心Microcut公司的总经理Dietmar Vedder先生（图2）对项目内容进行了如下总结：“为了实现班产570件挡块的产量目标，我们根据机床的尺寸设计了1套4级夹具。考虑到切削范围，我们决定使用VF-3型的4轴立式加工中心。摇摆臂和坚固的支座能够保证较高的稳定性，并且为沉重的夹具和较高的切削力提供足够的支撑。最后我们制定了机床的各种功能尺寸：在钻削汽缸套时，曲轴孔的垂直度达到了5% ；孔自身的尺寸误差也控制在3毫米以内。如需获得较好的表面质量而进行珩磨时，Haas公司的加工中心也能够提供相应的尺寸基础。”

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