针对小批量加工降低换装和辅助时间

工件夹具会影响到换装的效率，从而也直
接影响到现代化大型加工中心的盈利水平。

对工件夹具的正确选择可以对加工成本产生直接影响。为了满足各种不同的夹持场合的要求，实现快速的换装，带有各种不同夹具模块的模块化多重夹持系统便是极好的选择。

如果换装和辅助时间非常没有效率，生产成本就会非常高，各个单件或小批量的加工可能就导致加工昂贵的奢侈品，MAS公司专家几乎每天都面临这种问题。为了找到一种能够缩短换装和辅助时间的有效的加工方案，需要对实际生产状况作出战略观察，并把工艺流程细分为内部换装时间和外部换装时间：

外部换装时间包括运行中设备的同时换装；

内部换装时间是指设备在停止时的换装。

此外，还需要在上一个工件加工完毕、当前工件加工和下一项加工任务部分加工之间，对设备的停机时间进行分析。从中可以发现，不管是内部换装还是外部换装，工件夹持技术的重要性受到了很大的低估，在换装过程中，存在着巨大的合理化改进的潜力。改造可以直接在设备上进行，达到高效生产的目的。效率很低的换装和辅助时间的典型例子是：

由于只夹持一个工件，经常需要更换刀具，因此更换频率高而时间耗费巨大；

夹持系统操作起来复杂、繁琐；

诸如压实或对夹持面的铣削等辅助工作；

耗时量大的夹具清洁工作；

连续的换装（例如虎钳换成手持卡盘）和所使用的夹具灵活性差。

夹具的选择影响生产效率

观察的基本理由为：对工件夹具的正确选择直接影响到现代化高效加工中心的产能和效率。

但是，什么样的夹具是正确的夹具？对这个问题的答案可以从待加工工件的多样性上找到。因为，为了尽可能多地快速满足各种夹持场合要求，必然要采用一种以快速更换功能见长的模块式多重夹持系统。唯有如此，方可发挥出这种系统的优势并缩短无效的换装时间。

瑞士夹具专家Triag公司的模块化的多重夹持系统可以达到这种要求。这种Power Clamp高灵活性的夹具系统拥有独特和已获得专利的接口，是一种快速可调的夹具系统。因此，不仅仅是用户把它视为是真正的“换装时间优化者”。

夹具系统由基准轨道和夹具模块构成

由基准轨道和夹具模块构成的模块化夹具系统的功能非常简单：通过开启心轴，即可简单而快速地向上取下夹具模块（图1）。由于系统没有T形槽，因此夹持单元无需向外伸出。这种独特的模块式对接的解决途径可以实现降低换装时间和快速换装的功能。Power Clamp夹具系统的夹持力很高，因此可以满足三轴和五轴的立式或卧式的加工中心的多种不同夹持场合的要求。该系统操作简单，换装时间短，夹具模块品种繁多。例如模块所固定的宽度相同的轨道，标准卡锷的宽度19~125mm。轨道的长度90~800mm不等，带有手动卡盘的圆托盘、带有W20和ER32型卡钳支架的模块或机械对中夹具均可直接设置在轨道上，同时轨道被用作机械零点夹持系统。图2所示一种手动卡盘和内置Power Clamp接口的卡钳模块。模块快速更换方案和基准轨道同时被用作零点夹持系统的做法，在实际工作中可以达到极大的时间节省程度。这种效用既有利于降低内部换装时间，也有利于降低外部换装时间。此外，在必要时也可以简便地暂停或恢复手头正在进行的加工任务。通过数码照片也可以很简单地对夹持状况进行记录，然后在后续流程中加以复原。夹持状况的可重复性有利于生产时间和换装时间的缩短。

图1 通过开启心轴（a），夹具模块即
可简单而快速地从基准轨道上取下（b）

图2 手动卡盘（a）和用于快速更换模块
的内置Power Clamp接口（b）的卡钳模块

多重夹持系统可以降低刀具更换频率

模块化多重夹持系统在单件和小批量加工中的其他优点是降低刀具更换频率，降低设备的磨损程度和提高生产的经济性。在卧式加工设备上，尽管是小批量加工或单件加工，但是可以实现高密度的夹持作业，且各道工序的夹持转换时间很短（图3）。此外，采用这种加工策略，换装时间可以直接在设备上得以缩减，从而可以节省出人力物力用于其他同时进行的工作上。对于自动夹持系统来说，亦是如此（图4），可以充分利用Power Clamp多重夹持系统的良好灵活性、快速更换和模块化等的功能优势。由此可以确保该系统达到与其他系统一样的无使用限制性。这种事实也有助于用户以现有的技术方案随时对新的夹持状况作出反应。nextpage

图3 模块化多重夹持系统提高单件加工和小批量加工的生产效率

图4 针对工件自动更换的夹持方案

采用模块式多重夹持系统对立式加工中心的台面装放工件，其夹持密度可以达到与卧式加工中心相仿的程度。由此可以明显降低工序间的夹持时间。此外，它不像传统虎钳那样大多数时只固定在一个位置上而限定了运行的范围，而是扩展出更大的行走范围，因此这也有助于加工设备提高效益。

夹持部位上固定不同的工件

采用Power Clamp夹持桥作为立式加工中心的第四根轴，可以展示出其灵活性强、夹持密度大和刀具更换时间短的优点（图5）。自主的夹持位置可以同时对多个不同的工件进行固定。可以采用各种不同的夹持桥来夹持易变形的工件的同时，也夹持需要更大夹持力的工件。

图5 带有自主夹持定位的夹持桥可以实现对不同夹持力和不同工件的同时固定

Triag公司的PCZ对中卡盘的另一个特点是既可以与基准轨道对接，也可以与托盘对接（图6）。其降低换装时间的潜力是巨大的。另外在固定卡钳时，也无需采用上部紧固螺栓。

图6 对中卡盘可以安设在基准轨
道（a）、托盘（b）或卡台（c）上

由此可以在卡钳的任意位置上，为工件加工进行镗孔。由于卡钳可以达到绝对的轮廓自由度，因此无需附加的工件换装过程。

此外，还可以通过转动Power Clamp接口，方便地对不同的卡钳坯料进行加工和储存。在新的复杂的工件上，加工相应卡钳的所需反应时间非常短，这有利于缩短整体的换装时间。同时，这种对中卡盘还可以被用作可重复制造的工装夹具的基础。

同样，各个卡盘的更换瞬间即可完成。对中卡盘已经具备非常多的标准夹持选项，可以实现无压痕夹持和对圆形工件的夹持。

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针对小批量加工降低换装和辅助时间

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