通過將模具制造系統(tǒng)化為可重復(fù)的步驟，Otto Engineering的子公司Dies Plus正在利用其機(jī)器人有效地制造模具。該解決方案依靠無紙彩色編碼系統(tǒng)來傳達(dá)機(jī)器人需要達(dá)到的公差，以便模具制造商進(jìn)行最終裝配。
Otto Engineering既可以制作復(fù)合模具，也可以制作連續(xù)模具，就像這里的模具一樣。在此照片中，金屬線圈從右向左前進(jìn)。每次關(guān)閉壓力機(jī)時(shí)，金屬都會(huì)在各個(gè)工位進(jìn)行一系列操作，逐漸通過模具，直到最后排出一個(gè)完整的零件。每次關(guān)閉壓力機(jī)時(shí)，都會(huì)彈出完整的零件。
“成為工程師就像開車一樣，您并不是從賽車手開始的。你需要慢慢學(xué)習(xí)。”尼爾·多赫（Neil Dohe）說。“您必須對(duì)自己的工作有所了解，而這需要多年的經(jīng)驗(yàn)積累。”
作此類比時(shí)，奧托工程公司（Otto Engineering）子公司Dies Plus的運(yùn)營(yíng)和銷售經(jīng)理Dohe先生表示，這并不意味著在機(jī)器人與工具和模具工程師之間建立起等級(jí)制度。相反，他的觀點(diǎn)是，工具和模具工程師通常具有非常特定的技能集，包括理解每次切割背后的“原因”以及在最終組裝過程中如何將模具部件裝配在一起。
尋找具有這種特定技能的人可能會(huì)充滿挑戰(zhàn)。更復(fù)雜的是，目前在海外進(jìn)行的工具和模具生產(chǎn)有很大一部分。越來越少的人成為工具和模具工程師，這使這種高技能的職位變得越來越難填補(bǔ)。
但是Otto Engineering找到了解決方案。Otto Engineering總裁Tom Roeser表示：“我們的理念是始終與技術(shù)水平最低的人一起工作，因?yàn)槿绻褂眉寄芨叩娜耍哪芰筒粫?huì)得到利用。” 在這種理念下，公司的工具和模具工程師只能完成最終的裝配和組裝。該公司很幸運(yùn)，機(jī)器人相對(duì)容易找到。這些熟練的專業(yè)人員對(duì)工具和模具工作的專門知識(shí)較少，但是Otto現(xiàn)在已將這項(xiàng)工作系統(tǒng)化，以使機(jī)器人對(duì)模具零件進(jìn)行CNC加工成為解決方案的一部分。
利用額外的容量
魯塞爾說：“希望不是一種戰(zhàn)略。” 多年來，他已經(jīng)做出了一系列戰(zhàn)略決策，以使自己的業(yè)務(wù)發(fā)展到今天。最近的一次是在位于伊利諾伊州卡彭特斯維爾（Carpentersville）的奧托（Otto）新技術(shù)中心將奧托工程（Otto Engineering）與Dies Plus合并。近60年來，Otto Engineering一直在開發(fā)和制造控制產(chǎn)品（開關(guān)，操縱桿和手柄）和雙向無線電通訊配件，以生產(chǎn)少量零件用于要求苛刻的應(yīng)用；而31年以來，Dies Plus（由Jerry創(chuàng)立）尼爾（Neil）的父親道（Dohe）制造了工具和模具，主要用于汽車工業(yè)。
Roeser先生和Dohe先生都在這次合并中看到了增長(zhǎng)機(jī)會(huì)，這種合并大約發(fā)生在三年前。鑒于Otto Engineering的新技術(shù)中心是該公司的第二個(gè)地點(diǎn)，并且已經(jīng)有機(jī)械師從事生產(chǎn)和加工工作，因此該公司擁有了額外的產(chǎn)能。Roeser先生認(rèn)為模具制造是填補(bǔ)這一產(chǎn)能的最大機(jī)會(huì)，但他在尋找工具和模具工程師以替代其快速退休的員工方面遇到困難。在兩家公司合并之前，Otto Engineering只有三個(gè)模具工程師。現(xiàn)在，兩個(gè)部門之間有11個(gè)，正在籌備中的有8個(gè)學(xué)徒。同時(shí)，Dohe先生還看到了Dies Plus的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。作為Otto的一個(gè)部門，他的公司將有機(jī)會(huì)多元化發(fā)展到航空航天和軍事等新產(chǎn)業(yè)。
如今，Otto的多樣性意味著該公司可以專注于工具制造而不是沖壓零件。Otto可以為OEM和壓模提供工具，因?yàn)樗慌c任何一家公司競(jìng)爭(zhēng)。
所有Mitsubishi EDM都插入墻壁，以保持EDM區(qū)域清潔。該公司與MC機(jī)械公司合作，為每臺(tái)機(jī)器配備了熱交換器，以便將它們排入中央冷卻系統(tǒng)。在此房間的后面是一個(gè)小型控制室，帶有可查看Remote360程序的屏幕。我們的目標(biāo)是在這里懸掛一個(gè)大屏幕，以便可以從車間觀看。
奧托工程技術(shù)公司在新技術(shù)中心擁有51名員工，共有550名員工。羅斯（Roeser）先生是伊利諾伊州工具加工協(xié)會(huì)（TMA）的一員，這使他在尋找熟練工人方面有經(jīng)驗(yàn)。他說，在今年接受TMA培訓(xùn)的50名員工中，有14名在Otto Engineering工作。
在人員到位的情況下，下一個(gè)挑戰(zhàn)是發(fā)展業(yè)務(wù)的模具制造業(yè)務(wù)。
模具制作的系統(tǒng)化
奧托工程公司制造漸進(jìn)模和復(fù)合模。在級(jí)進(jìn)模中，將金屬線圈送入模架的各個(gè)階段，以便每次壓機(jī)閉合時(shí)，都會(huì)從末端彈出完整的零件。在復(fù)合模具中，每次壓機(jī)關(guān)閉時(shí)，就形成一個(gè)工件，在其上沖孔，并對(duì)工件進(jìn)行成形，從而完成沖壓。
模具由安裝在頂部和底部模板上的組件制成。這些模具的最終組裝由工具和模具制造商完成，他們知道如何將組件精確地裝配在一起，以使模具在壓力機(jī)中正常工作。在最終組裝過程中，工具和模具制造商通常會(huì)將單個(gè)模具組件帶到手動(dòng)研磨機(jī)中進(jìn)行打磨，直到它們達(dá)到所需的配合。
但是，在進(jìn)行最終組裝之前，通常會(huì)對(duì)零件進(jìn)行銑削，EDM并磨削至特定的公差。就是說，它們是通過精密加工的零件生產(chǎn)的，其安裝和操作完全落在CNC機(jī)械師的操作室中。認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，奧托（Otto）的制模領(lǐng)導(dǎo)者開始著手研究如何將模具組件（稍后安裝）轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)可重復(fù)的零件，以供機(jī)械師生產(chǎn)。換句話說，公司必須使模具制造不再是一種藝術(shù)，而是一種過程。
過去，設(shè)計(jì)師可以將一半設(shè)計(jì)的零件交給模具工程師，然后該人可以根據(jù)他或她的經(jīng)驗(yàn)來填寫缺少的信息。現(xiàn)在，由機(jī)械師執(zhí)行大部分加工操作，設(shè)計(jì)師將需要通過完全設(shè)計(jì)的印刷品進(jìn)行更全面的交流。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作的是設(shè)計(jì)師Chad Coates。他實(shí)施了“按色機(jī)”技術(shù)，這是一種視覺方式，可以傳達(dá)工具制造者固有的公差信息。在此系統(tǒng)中，機(jī)械師可以查看3D模型，并知道紅色特征意味著要對(duì)孔進(jìn)行EDM，應(yīng)該對(duì)藍(lán)色特征進(jìn)行磨削/加工，而對(duì)綠色特征進(jìn)行硬銑削。
Chad Coates實(shí)施了一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，Otto Engineering的員工稱之為“按顏色加工”。例如，必須將3D模型中特定暗色的特征銑削成一定尺寸，然后研磨以進(jìn)行清理。該顏色的淺色版本表示該功能必須嚴(yán)格按照大小進(jìn)行設(shè)置。有了這個(gè)新系統(tǒng)，Otto Engineering正式從依賴工具制造商轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕾囋O(shè)計(jì)者。
雖然對(duì)顏色進(jìn)行功能編碼的功能已成為設(shè)計(jì)軟件的一部分，但各公司要根據(jù)其特定用途來完善顏色變化。也是一位經(jīng)驗(yàn)豐富的工具制造商的科茨先生在奧托（Otto）實(shí)施了逐色系統(tǒng)，這是他在前雇主工作時(shí)學(xué)到的。他建立了這種背景，并使其適應(yīng)了奧托的特殊需求。例如，一種顏色不僅可以向機(jī)械師指示EDM孔，而且還可以使其保持較小尺寸，從而留下一定數(shù)量的材料供工具制造商在最終配件中手動(dòng)移除。另一種顏色的深色版本可能意味著要在磨機(jī)中完成，而淺色版本可能表明要在磨床上完成。最終Coates能夠?qū)嵤┖蜆?gòu)建針對(duì)機(jī)械師信息需求的顏色編碼功能強(qiáng)大的庫。每個(gè)工作都有一張對(duì)該特定工作有意義的圖表。
他說：“通過顏色加工簡(jiǎn)化了洞察力，否則溝通勢(shì)不可擋。”
為了實(shí)現(xiàn)按顏色進(jìn)行加工，該公司使用軟件程序3DQuickPress和Logopress，它們是SolidWorks的模具設(shè)計(jì)插件。該軟件使設(shè)計(jì)人員無需手動(dòng)為每個(gè)功能添加顏色，功能定義可自動(dòng)應(yīng)用正確的顏色。該公司在其三菱EDM上使用DP Technology Corp.的Esprit CAM軟件。
電火花線切割機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
對(duì)于奧托的業(yè)務(wù)和員工而言，使用機(jī)器人制造模具零件并將兩家獨(dú)立的公司整合為一家公司已成為重大轉(zhuǎn)變。這些轉(zhuǎn)變?nèi)栽谶M(jìn)行中。例如，奧托（Otto）的新技術(shù)中心有兩個(gè)工具室，一個(gè)室可容納重達(dá)440噸的大型模具，另一個(gè)可容納高速，較小的壓力機(jī)。
Dies Plus部門的EDM領(lǐng)域值得注意。它不僅清潔得無可挑剔（整個(gè)工廠也是如此），而且這里有七種新的三菱EDM ，容量巨大。此外，中央冷卻系統(tǒng)可保持室內(nèi)溫度恒定，并使機(jī)器保持緊密的精確度。該公司與三菱公司合作，在每臺(tái)機(jī)器上定制了一個(gè)熱交換器，因此所有的冷卻現(xiàn)在都通過墻壁到達(dá)中央冷卻系統(tǒng)。
在這個(gè)EDM領(lǐng)域中，Dies Plus正在朝著無紙化工藝發(fā)展的下一步，使制模系統(tǒng)化，從而擺脫了臨時(shí)工。取而代之的是，將信息直接刻在每個(gè)燃燒塊上，給定模具的嵌套EDMed組件集，在加工出EDM塊之前，先進(jìn)行諸如孔加工之類的加工。根據(jù)Dohe先生的說法，在每個(gè)燃燒塊上刻上特定的信息到該零件，將嵌套的組件集與有關(guān)該模具的數(shù)字信息相連，從而減少了紙張。
使用MC Machinery的remote360可以遠(yuǎn)程監(jiān)控這些燃燒塊的EDM過程。使用此生產(chǎn)監(jiān)控和支持系統(tǒng)，員工可以遠(yuǎn)離機(jī)器，但仍可以使用綠色，黃色和紅色圖表查看EDM的進(jìn)度。基于Web的應(yīng)用程序提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，使員工能夠查看正常運(yùn)行時(shí)間/停機(jī)時(shí)間以及每臺(tái)機(jī)器何時(shí)有能力開展新工作。其中一個(gè)儀表板使Dohe先生可以查看每個(gè)EDM上的工作完成百分比，剩余電線數(shù)量，程序編號(hào)，運(yùn)行時(shí)間和正在切割的材料。Remote360為他提供了必要的額外信息，以使機(jī)器運(yùn)行更長(zhǎng)的時(shí)間。它甚至可以讓他了解將來何時(shí)需要維護(hù)機(jī)器。“我們可以使用remote360向前看，并計(jì)劃一切，而不必等到完成某些事情，或何時(shí)需要立即采取行動(dòng)，”他說。他說，在EDM領(lǐng)域，兩個(gè)預(yù)設(shè)站與機(jī)器監(jiān)控相結(jié)合，有助于將正常運(yùn)行時(shí)間提高了約25％。
Neil Dohe展示了MC Machinery的remote360監(jiān)控系統(tǒng)的儀表板如何使他看到工作完成的百分比，剩余的電線數(shù)量，程序編號(hào)，運(yùn)行時(shí)間以及在每個(gè)EDM上切割的材料。
實(shí)現(xiàn)最后的配合
所有這些承諾都將帶來更大的模具制造能力，以及能夠繼續(xù)供不應(yīng)求的工具和模具專業(yè)人士的杠桿作用。所有參與其中的領(lǐng)導(dǎo)人都指出，這是一項(xiàng)正在進(jìn)行的工作。盡管關(guān)鍵概念已經(jīng)到位并且運(yùn)行良好，使用機(jī)器人進(jìn)行模具制造，標(biāo)準(zhǔn)化工藝，致力于無紙化系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)器，但Otto Engineering和Dies Plus部門仍處于過渡狀態(tài)。就像模具本身的最終組裝一樣，隨著公司熟練地將所有這些新組件裝配在一起，這些公司現(xiàn)在可以在各處進(jìn)行小幅調(diào)整。
