开启通向更好世界的大门

Mega-Cell是一种生产系统，把过程自动化和控制系统联系在一起

Graham和他的团队正在与一些公司合作，包括System 3R、三菱、Solidworks、Delcam以及GF Machining Solutions等，他们还拥有自己的RMM专业团队，为的是将“更好”的理想变成现实。从传统的定制模具制造向全自动化方向发展，开启了通向更高精度、重复性和可控性的大门。

在Buffalo Grove的Rexam Mold Manufacturing（RMM）事业部负责人Len Graham在模具制造行业干了46年，现还正在努力创造“逼近全过程”的新方法，并称之为Mega-Cell（超超级单元格）。Graham和他的团队正在与一些公司合作，包括System 3R、三菱EDM、Solidworks、Delcam以及GF Machining Solutions等，还有RMM自己的专业团队，致力于将“更好”的革命理想变成现实。

此项目的核心目的：逐步摒弃传统的模具制造定制方式，朝完全自动化的水平发展，抬起阻碍通向精度、可重复性和控制的挡杆。Graham说：“每个工作人员都会以自己的首选方式创造最终产品，但是如果让自动化系统也来这样工作，那么系统就会冻结，甚至大大失去效率。”

相比之下，Mega-Cell是一种生产系统，可以把一切过程自动化和控制的机会联系在一起。“在这一过程中，我们会有意外的收获，到时涉及的将不仅是自动化的领域。此系统中，首件检验十分严格，任何错误都会被及时发现并纠正，且整体成本非常低。”

此Mega-Cell可追溯到大约十年前Graham开创的一个项目，那时Graham在Tech Group的C/EC事业部担任工艺装备/工程总监，该项目称为Super-Cell（超级单元格）。虽然该项目曾在业内引起了极大的兴趣，但可惜的是，该项目还没彻底完成公司就被卖掉了，而且，当时的技术水平也还达不到要求。

图1 这是一个System 3R机器人在该单元格工作

原先支持该项目的公司都参加了Mega-Cell的董事会。“现在我们的枪有足够的子弹了。”Graham说，“此项目可看作是一个工艺专利——可以“特事特办”。它是原来的工艺按今天的技术更新后的升级版。”

Mega-Cell大约需5~6年完成，它将成为世界上第一个全自动的模具制造系统。它将由两个自动化制造系统组成：在车间一侧，是轨道系统，制造模具镶件；在另一侧，是加工中心和更大容量的轨道系统，制造模具板。

制造模具镶件的轨道系统将有五条轨道，每条大约30ft（1ft=304.8mm）长，每条轨道有一个机器人给5、6台设备进料。每条轨道还有一个CMM（能力成熟度模型）核实和跟踪所有托盘上的模具组件和电极的关键功能尺寸，所有制造这些组件所需的机加工专业展示在此生产线上，计划包括高速加工中心、坐标磨床、平面磨床和激光雕刻机等，全都可配机器人。nextpage

组件圆盘传送带会把组件从一个轨道传送到另一个轨道，然后按要求再返回，以让所有的机器高效运转。圆盘传送带和书架负责承载中小型和较大型的模具部件。机器人会自动切换手臂，以便更换不同类型的托盘承载部件。托盘尺寸范围是2.125in^{3~12in^3。}

较小的托盘由机器人送进机床，机器人的转换手臂每一次可以拿进一个托盘同时从机器拿走另一个。每个托盘包括一个嵌入式射频（RF）芯片，技术人员扫描芯片，识别货盘上的工件，并指定对它的机加工程序，以便加工和检查。所有设计、编程、制造和检验的中心，是一个托盘上的高精度球规。每个组件都有一个参考点，与生产线上相应的所有机器和检验一致。

车间一侧的模具镶件/电极制造单元完工后，即转到另一侧，那里会有卧式加工中心和更大容量的轨道系统，制造模架的模具板。该系统将使用与带有托盘球规的模具镶件制造单元相同的自动定位功能。

“在这两种情况下这样做，是为了在开始加工和检验能够用机器人把工件放进机器，而不需要使用探测或其他辅助手段来找工件。”Graham解释说。

图2 RMM业务部负责人Len Graham在看Mega-Cell技
师Kris Sampson扫描贴在货盘上的RF（射频）芯
片，识别为Mega-Cell自动化生产系统加工的工件

“我们只是使用组件的实体模型连带组件接收夹持器。所有模具板将与模具部件一起到车间同一端的组装台上装配。组装台在模具取样室外面，所以一切都朝一个方向移动，直到模具的加工、抽样检查和发运都完成。”

该Mega-Cell用摄像机监控，机器的控件提供互联网接入；只要客户的任务还在机器上，他们便能够随时看到并监控他们的模具组件在厂里的情况，还可以详细地查看检验报告。“客户总是在三个主要方面要求他们的模具制造商：以最低的实际成本造出模具，尽早交付，质量最高——所有能加工出来的模腔尺寸最稳定，”Graham说。“Mega-Cell可以全天候运行，大部分运行时间无人值守，没有劳动力成本。同时稳定性是最重要的，因为它就是以同样的方式，做同样的事情，加工一整串的零部件，都不会改变工艺过程。当然，由于开发成本高，充分实现利益需要时间，投入的就是时间和美元，所以成本节约最后才能实现。”

幸运的是，Graham找到了一个团队，很乐意做此投资。“我告诉他们，必须努力工作，填补技术上和系统上的较大差距，因为这是首开先河的事。现在此团队的表现已远远超出我的最大期望。“

一个老式模具车间要转变成全自动，最困难的是开发完整的标准化，这恰恰也是成功的必要条件。在安装一号导轨之前一年，各个专业领域（模具工、电火花加工专家、数控机械师和程序员、模具设计师、抛光专家和工装工程师）每周都要召开“继续改进会”，以确定执行每项任务的最佳方式。各团队为每个专业领域的每一项操作战略以及每一项操作或责任设定标准。

“每个部门的标准/程序手册正在制定中，谁没有认真阅读和理解有关手册的内容，谁就不能在该领域工作，”Graham说。

RMM 团队并不是董事会里唯一有Mega-Cell潜力的单位。Graham报告说：“每个人都积极参与这个项目，因为它准备把美国模具制造业推进到一个新水平，并有望超越世界公认的、高品质的、众所周知的欧洲竞技场。Mega-Cell合作伙伴代表了世界各国所有技术先进的制造业。

“客户们已经设置了挡杆，现应由我们来清障，”他总结道。“我谈论的不只是RMM一个单位，而是整个模具制造业。在不久的将来，如果一个模具厂不能从定制模具制造过渡到系统性模具制造，那就不可能有很大的增长空间——如果那厂试图在如此高的水平上竞争，他们的生存将成问题。”

作者：西部车床，如若转载，请注明出处：https://www.lathe.cc/2022/05/5544.html

开启通向更好世界的大门

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