根據德國機械設備制造業聯合會（VDMA）的最新研究表明，中國的機械工程市場在接下來的幾年內將經歷一次快速變革，特別是中端市場將得到快速發展。根據VDMA的數據顯示，今后3～5年內，中端市場在整個市場中的份額比例將由34%增至40%。對此，機床制造商埃馬克為中國客戶提供了一系列適應市場發展的解決方案。主軸自動上下料技術是埃馬克公司的專家為中國市場量身定制的機械加工理念的基礎，其簡單的自動化理念保證了靈活、穩定、高產量的零部件生產，它的出現將使那些采用人工上下料和復雜的加工系統設備退居生產二線。
主軸自動上下料核心優勢
埃馬克早在20世紀90年代就開始開發主軸自動上下料這一創新技術。多年來，埃馬克在該技術方面研究開辟了許多新的應用，并對其工序進行了不斷完善。主軸自動上下料系統的基本原理是通過工作主軸將工件傳輸到加工區，實現集成的自動化，隨后進行高速的不同加工。整個過程的行程極短，而且只需一次設置。這一技術成功的核心是什么？埃馬克亞太區總監Christoph Hoene先生用“簡約和靈活”這兩個詞做了回答：“盡管我們采用的自動化技術可能比較簡單，但卻能靈活地完成大量操作。”
自動化解決方案，比較才能更了解
以OEE（設備綜合效率）三要素，即機床的有效利用率、生產效率和其制造出的部件品質為指標，將主軸自動上下料原理與其他競爭技術比較，可以更直接地看出該原理體現的技術優勢。以多層制造系統為例，它們往往使用機械手或復雜的夾持系統來將單個機床連接起來。然而，很常見的是這類系統中的工件很不易操控，因此操作極易中斷；而頻繁的中斷會極大地降低系統利用率。運用主軸自動上下料技術，可省去一部分常用的自動化系統，而且可以保證整個生產過程的穩定性和準確性。工件在機床之間的傳輸是通過加工區后方的傳送帶或往復式傳輸系統完成的。簡單的自動化模塊會將工件從傳送帶上拾取，并放入每臺機床的菱形框中，其他工作則由主軸來完成。與其他解決方案相比，自動化量可提高15%～30%，而定制機床設計更可確保生產過程的安全性，從而保證很高的機床利用率。從生產效率來說，這些緊湊的上下料設備之間的行程非常短，確保部件的輸送時間達到最低，從而保證在給定時間內達到最高的產出率。Hoene先生說，通過考察市場上的其他相關技術，與那些復雜的連接技術解決方案的產出率相比，埃馬克配備有主軸上下料設備的專業化制造系統高產出率優勢顯著。
純人工上料 ，還是部分自動化？
無論是多層生成線還是單個機床的獨立應用，埃馬克自動化技術都能助其生產實現高度的靈活性。在人工上料的情況下，操作人員可將夾緊的部件手動插入菱形框，再由菱形框送入上下料工位，操作人員再從菱形框中取下加工完成的部件。
是什么原因讓生產廠商會依賴這種部分自動化的過程呢？使用臥式車床純人工上料不是更簡單嗎？Hoene先生解釋說：“當我們從部件品質這一OEE要素觀察時，這一點體現地尤為明顯。純手動上料會有很多風險，可能導致夾持錯誤。如在汽車領域，1μm的細微差異都會決定部件的品質。而在臥式機床的生產過程中，部件的優劣很大程度上要取決于操作人員的能力。”考慮到這一點，主軸自動上下料解決方案則是最好的選擇。因為它可以做到工件的夾緊與加工都極為精確，甚至還可以根據需要裝上測量系統進行品質監督，使錯誤的可能性降至最低（見圖1）。
圖1 可選的測量工具
圖1所示為可選的測量工具，位于加工區域外的測量探頭進行在線質量控制，在加工完成并傳回傳動帶之前，機床會對工件進行自動測量，起到在線質量控制的作用。
技術發展在影響機床效率方面也起到了非常重要的作用。以汽車制造業為例，很多傳動裝置和發動機部件都經歷了巨大的變革，越來越小型化，形狀構造也變得更復雜。盡管如此，所有相關生產過程必須要同時保持很高的生產效率。“如果新的機床在幾年后生產效率下降，不再滿足日益變化的生產需求，那它就會對設備綜合效益產生負面影響。”Hoene先生強調說。機床的靈活性對于埃馬克的開發人員來說非常重要。他們采用一種模塊化設計來配置每臺機床，使其可以適應某項特定的任務，每個工序及其自動化都可以根據需求進行變換。這就確保了可隨時對系統進行調整，使其能應對日益增加的批量或是不同工件尺寸的生產。圖2所示埃馬克研發的新型生產系統——齒輪生產系統，在方便連線、工作速度及設計的靈活性方面都給客戶留下了很深的印象，車削、滾齒和去毛刺——模塊化設計針對分配的操作任務，對每臺機床進行精確配置。
圖2 埃馬克齒輪生產系統
面對諸多領域快速的技術變革，埃馬克認為這是一個非常好的市場契機。Hoene 先生表示：“我們有能力根據客戶需求為其定制部件上下料解決方案。這種系統的高效率性，是其他自動化技術無法與之相媲美的。這是一種決定輸贏的能力。”
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