|
几乎所有参观过这个加工车间TNTEDM（Plymouth，Michigan）的人都会谈起它与众不同的装饰格调。天然木料装饰门口，光滑的花岗岩铺在走廊，隐藏式照明设备，墙壁装上了壁板，这个40人的加工车间具有办事处的氛围，配置如同经纪公司或设计工作室。然而，TNT的60000平方尺的生产空间却容纳了超过48台EDM（电火花加工）设备，包括线切割和CNC冲钻，以及几乎相同数量的CNC铣床和加工中心。这种格调创造出的“专业化”氛围反应了公司对高质量，高精度加工的重要投入。
TNT的最新自动化加工单元代表了先进技术与艺术风格的巧妙结合。所有这７组单元都包含两台带有单个机械手和回转车的机床。有３组单元是CNC冲钻EDM；两组是线切割；还有两组是用于铣削石磨电极。乍看，这些设备单元的摆放是20世纪90年代以来典型的乡村自动机械设备单元在车间的摆放方式，尤其是级进模具车间。 （图片）
象TNT的所有自动化设备单元一样，这台线切割机床在两台设备之间具有
一个机械手和回转车。机械手从最近的侧面加载，见上图。 靠近观察这些设备，就会发现一些很重要的改进。这些改进扩展了每个设备单元的加工能力，为无人照管的运作提供了经济性和有效性，并为设备维护和维修提供了方便。在大多数情况下，每人每班的任务是照管每个设备组，这样，使劳动力成本在生产费用中的比例尽可能降到最底。很显然，在当今全球市场的竞争中，这一点具有竞争优势。
然而，与其它公司的竞争却不在这方面。竞争在于公司自身的对于硬金属铣削的广泛使用，用作对EDM的替代或补充。尽管TNT是严格地以EDM车间的模式建立起来的，并大量用于塑料注射模具，但公司从20世纪90年代末开始转移到其它应用。硬金属铣削能力曾经是这个新策略方向的幕后驱动力。
“EDM对我们来说仍旧极其重要”，公司创建人Tom Mullen总裁解释说，“尽管硬金属铣削代表我们的新发展领域，但包含硬金属铣削的工作常常也包括EDM加工。”车间进行的硬金属铣削越多，高效就越重要，EDM变得更为经济，他解释说。由于自动化的EDM设备单元的部分工程设计，使这个设备能够补充和支持车间硬金属铣削的操作。
靠墙放置
TNT所有的自动化单元都做相应布置使得机床位于墙壁附近，机床前部面对相应的加工隔间里侧。对于每个单元，一个机械手和综合回转车位于两台设备中间。机械手装载和卸载都在机床最近的一边。因而，操作工完全可以畅通无阻的使用工作台和设备的加工槽。
机械手的动作是由连锁照明帘来监控的，而非门控或套控。这种布置令设备安全有序，一眼就能看清这些设备。有了照明帘，表面和移动部件不再聚集污垢或需要修理了。回转车和机械手装载工件或电极时也非常容易。
将设备单元沿着加工隔间的周边放置，使所有的通用设备从后面穿过或沿着墙壁到达机器。进气管或电线从墙壁出来，避开了从天花板下来的接电绳，管道或软管。网络线缆也沿墙布置。设置或重新部署设备单元相当简单和灵活，因为接线图就配置在旁边。（图片）
尽管车间的布局完全根据实用而且严格依
据工艺，但高度的结构设计标准却使得有着专业的外观而更具吸引力。 管道系统也在设备单元后面沿墙布置。车间有中央系统来处理绝缘液体，所以在EDM旁边，没有冷却器和过滤装置占据地面空间。处理绝缘液的4英寸PVC管将设备与中央系统连接起来。阀和栓布置在所有可以放置的并且设备单元与单元之间能够达到的地方。地面上的电传感器恰到好处地布置在能够监测到液体严重泄漏的位置。传感器的设计是用来阻止液体流到整个隔间，如果有泥浆触及到传感器就会发出警报信号，这个安全装置使无人照管的操作更为安全可靠。
车间分为几个加工区域，专门用来进行特殊工艺或放置特殊类型的设备。每个区域基本上都是一个很大的空间，有机床沿墙摆放，围绕着中间的机器工作台和工作台面。冲钻EDM，线切割和电极生产都聚集在一起，相应的中央系统位于邻近的位置。例如，对于用于线切割的水，对其进行冷却，过滤和去离子处理的中央系统安装在线切割专用机架旁边的一个房间中。同样地，在冲钻EDM中用作绝缘体的油，其过滤器和冷却器的放置区域，则布置在冲钻EDM隔间的旁边。（图片）
图示是自动设备单元后面的区域，它展现出整洁而容易维修的公用设备，这些
公用设备用于每台机床。墙边的大管子与中央绝缘液系统相连。 有效利用地面空间非常有好处。设备单元成组的排在一起，排放在同一墙壁或邻近的墙壁旁，这样一个人就能单手照管这个区域的所有设备了。因为设备单元靠墙放置，所以离房间中间的工作台只有几步之遥。
机器工作台与工作台面为工件、工具和电极的组织安放提供了足够空间，不会产生拥挤现象。工件固定设备的设置台，像那些测量或检测工具一样，放置在所匹配的设备附近的台架上。这样也就有足够的空间来展开图纸和其它文件。台子下面的储物空间非常便捷，详细的整理规程避免了混乱。宽敞的过道使机动车运输工件和工具更为容易。
当机械手位于中间的时候，冲钻EDM单元的左右手结构配置使设备面对前方。
右手-左手配置
布置EDM单元的一个关键因素是机床的左右手结构配置。每两台线切割单元包括一对Mitsubishi EDM（Wood Dale，Illinois）的FA10模型。每三台CNC冲钻EDM单元包括一对同一厂家制造的EA12E冲钻。每个单元，一个System 3R（Totowa，New Jersey）生产的WorkMaster机械手用来装载和卸载工件。机械手在冲钻EDM单元中也用于自动更换电极。
FA10和EA12通常只配置在操作人员的吊悬控制器的右边。为了满足TNT的要求，施工人员同意在左边也提供一个带控单元，以适用于设备单元组的并排布局。这些改进是由位于芝加哥郊外的Mitsubishi EDM's U.S总部设计并在其日本工厂实施。产品销售经理Bill Isaac说，是这些设备的部件结构使改进成为可能。否则设备的操作运转和控制单元是无法改变的。（左手配置现在已经对其它用户以特殊订货的方式开放。）
在TNT，3R系统的组合工具系统能用于CNC冲钻和线切割设备单元，是由于它配置在了车间所有的EDM设备上。所有用于电极生产的铣床都在使用这种组合工具系统，以确保整个加工过程中和EDM加工过程中的精确定位和定向。机械手装以钳子，它与3R系统工具通用。（图片）
当机械手位于中间的时候，冲钻EDM单
元的左右手结构配置使设备面对前方。 车间的两台自动石磨铣削单元也具有右手-左手配置。Okada GM544 高速CNC石磨铣床也要求改进吊悬控制器和自动刀具加载器，为机械手臂提供间隙。每台设备都在设备周围的右边或左边装备有一个气动升降板，为机械手的进出提供方便。除了其中一台配有Nikken CNC 100旋转工作台，使设备具有四轴加工能力之外，这两台石磨铣削单元是相同的。
硬金属铣削发展强势
尽管公司在硬金属加工能力方面不断投资，Mr. Mullen始终没有看到公司的焦点离开过EDM加工。硬金属铣削肯定减少了EDM对于每项工作的平均加工量，但是EDM加工仍旧很重要。
车间的专用区域是热锻刀具和一种生产用刀具的制造区域，这种生产用刀具是用来锻造粉末金属（PM）零件的。用来锻造PM零件的冲床和冲模比用于一般铸件的刀具更为精密。其几何形状更为复杂，公差更为严格。所以，锻造PM毛坯生产出的零件更加坚实并接近于完善形状。
这种刀具适合于硬金属铣削，因为它的几何形状相对较浅。五轴加工通常需要这种刀具，以达到复杂的几何形状，而且EDM加工后的区域中，无需再额外加长刀具。车间用OKK三轴加工中心进行粗铣工序。精铣是在Yasda 三轴加工中心或Hermle 五轴加工中心上完成的。
锻造PM零件毛坯的冲床和冲模提供了一个硬金属铣削和EDM交互作用的优良典范。在这种特殊情况下，下模具有一个大通孔。必定要使用线切割来制造这些孔。
这些孔的尺寸和深度排除了使用硬金属切削的可能性。这些孔是在Mitsubishi FA20线切割设备上加工出来的，这台设备具有浸入式切削的特点：零件并联固定。浸入式切削是有优势的，因为开口处直径四周的零件壁厚各有不同，导致了不平均的冲洗条件，对于这一点非浸入式线切割机床就很难处理。通过切削一个装满去离子水的槽内部，这个方法可以加工出更好的表面光洁度，并以更快的切削速度加工出更为精确的几何形状。（图片）
对于生产PM零件的锻造模具，硬金属铣削替代了EDM曾经完成的大量加工工作，
但是，线切割仍然在凹模打孔加工中广泛使用。 Mr. Mullen相信硬金属铣削和EDM最终成功的应用，在于能够清楚理解每个工艺过程的能力和局限性。“我们竭尽所能的应用硬金属铣削，必要时使用EDM，”他说。他使用EDM的经验被证实是一本价值无法衡量的指南，要在利用硬金属铣削提供的生产力的同时，最大限度的提高EDM的效率。“EDM和硬金属铣削在这里同时并存，”Mr. Mullen说。
切削刀具技术的发展，轴的设计和高速CNC控制，会使硬金属铣削加工更为有效。同时，EDM自动化的推进也将使这个加工工艺更为出色。
1/26/2005
| 
