Hofmann Werkzeugbau工具制造公司是Hofmann Innovation集團(tuán)公司的成員，坐落在德國(guó)的Lichtenfels鎮(zhèn)，共有員工240人，生產(chǎn)各種注塑模和各級(jí)水平的工具，為不同行業(yè)的客戶提供不同的生產(chǎn)技術(shù)。整個(gè)Hofmann集團(tuán)的生產(chǎn)能力包括22臺(tái)3軸機(jī)床和18臺(tái)用于各種零件銑削加工的5軸加工中心、8臺(tái)石墨電極銑床、12臺(tái)EDM和4 臺(tái)EDM線切割機(jī)床，另外還有13臺(tái)測(cè)量機(jī)。

品種多樣的零件、不同的外觀和表面質(zhì)量，這一切都要求采用一些專用機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工。該公司的老板Guenter Hofmann先生強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“在切實(shí)可行的基礎(chǔ)上，由一家制造商獨(dú)立地生產(chǎn)所有這些不同的機(jī)床和模具確實(shí)是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。”對(duì)于Hofmann先生而言，征服這些挑戰(zhàn)的解決方案可以概括成一句話：實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化。“這意味著生產(chǎn)工藝必須明確和可靠。當(dāng)整個(gè)工藝鏈全部實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的時(shí)候，從項(xiàng)目計(jì)劃、管理和建立開(kāi)始，一直到生產(chǎn)，您的面前再也不會(huì)存在通信聯(lián)絡(luò)的問(wèn)題了。”

圖1 在注塑模的生產(chǎn)和安裝過(guò)程中，為保持卓越的質(zhì)量，
培訓(xùn)技術(shù)有素的
工作人員與實(shí)現(xiàn)工藝的自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化同樣重要

該公司早已在報(bào)價(jià)的時(shí)候就開(kāi)始實(shí)行了標(biāo)準(zhǔn)化，然后再落實(shí)到整個(gè)訂貨處理工作，一直到機(jī)床的交貨。當(dāng)項(xiàng)目經(jīng)理簽發(fā)報(bào)價(jià)單的時(shí)候，就已經(jīng)被指派與客戶進(jìn)行聯(lián)系，標(biāo)準(zhǔn)化的訂貨單格式已輸入到電腦之中以作為項(xiàng)目的管理之用。每一臺(tái)機(jī)床所經(jīng)歷的標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目過(guò)程包括下列步驟：報(bào)價(jià)、訂貨、技術(shù)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、模具流分析、與客戶洽談、生產(chǎn)計(jì)劃、取樣再加修改和改造。Hofmann先生解釋說(shuō)：“整個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)、會(huì)議紀(jì)要和有關(guān)訂貨的文件存入筆記本電腦之中，以備所有的職工需要這些數(shù)據(jù)。”

一旦客戶接受報(bào)價(jià)之后，機(jī)床的設(shè)計(jì)就隨之開(kāi)始，接著與客戶進(jìn)行研討，考慮客戶提出的規(guī)格要求，注塑成形的零件和所使用注塑機(jī)類型等。機(jī)床的每一個(gè)零件以3D虛擬圖像形式被存入到Unigraphs圖像系統(tǒng)之中，并用彩色代碼標(biāo)示出機(jī)床零件的各種功能。各種機(jī)床所使用的零件可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)隨時(shí)調(diào)取，因此提高了機(jī)床設(shè)計(jì)生產(chǎn)的效率。對(duì)于比較復(fù)雜的機(jī)床而言，如多元件注塑機(jī)，其每個(gè)零件的功能都可在計(jì)算機(jī)上模擬演示。模具流分析系統(tǒng)可以讓設(shè)計(jì)人員了解注塑機(jī)內(nèi)部的注塑過(guò)程。而軟件工具可顯示機(jī)床的偏差情況，演示注塑機(jī)的運(yùn)作過(guò)程。

模具插件正在一臺(tái)5軸銑床上進(jìn)行硬銑削加工，
機(jī)床上所配置的高精密配套裝置具有極高的生產(chǎn)加工精度

當(dāng)機(jī)床設(shè)計(jì)人員完成他們的設(shè)計(jì)之后，客戶再一次來(lái)到該公司商談，因?yàn)橹挥械玫娇蛻舻恼J(rèn)可批準(zhǔn)之后，才能夠進(jìn)行項(xiàng)目的下一步工作。然后將材料列入到訂貨單之中，通過(guò)軟件自動(dòng)地將采購(gòu)清單傳送至供貨商手中。

同時(shí)，生產(chǎn)計(jì)劃人員開(kāi)始工作，根據(jù)每一個(gè)機(jī)床零件及訂貨要求提出的電極加工等所需的CAD數(shù)據(jù)發(fā)布NC程序。此時(shí)，將訂貨單提交給外協(xié)供貨商，由他們負(fù)責(zé)模具板材和模具元件的加工生產(chǎn)，加工的公差尺寸為0.1 mm，只要達(dá)到這一要求，Hofmann先生就會(huì)感到滿意，他說(shuō)：“對(duì)于機(jī)械生產(chǎn)，我們著重于復(fù)雜模具的加工，因?yàn)榧庸み@種元件需要大量的專業(yè)知識(shí)。”元件和模具零件已經(jīng)過(guò)3軸機(jī)床和5軸加工中心的粗銑加工，冷卻系統(tǒng)插入進(jìn)行硬處理，然后再磨削加工基準(zhǔn)區(qū)域。最后模具在5軸加工中心上進(jìn)行硬銑削加工。當(dāng)模具的銑削加工達(dá)到極限時(shí)，EDM線切割和EDM將發(fā)揮它們的功能。當(dāng)問(wèn)到EDM機(jī)床是否能夠滿足他的期望時(shí)，他說(shuō)：“不能令我滿意。”他希望下一代機(jī)床能夠進(jìn)一步提高材料的切削性能，降低電極的消耗水平。

當(dāng)模具的銑削加工達(dá)到極限時(shí)，EDM線切割和EDM將
發(fā)揮獨(dú)特的功能。加工數(shù)據(jù)由芯片傳送給托盤(pán)控制系統(tǒng)

由于采用普通的加工中心不能滿足Hofmann先生對(duì)模具插件銑削加工的要求，因此他從DMG公司和Hermle公司訂購(gòu)了配有高精度配套裝置的加工中心。 Hofmann先生解釋說(shuō)：“這可以保證加工中心長(zhǎng)期以極高的精度工作。”他還補(bǔ)充說(shuō)：“就表面質(zhì)量而言，根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，我們的最好成績(jī)是通過(guò)經(jīng)久耐用的銑床獲得的，該機(jī)床配有帶HSK 100接口的主軸，速度范圍1000~12000r/min。采用這一機(jī)床加工后，拋光工作量降低到了最低限度。”據(jù)說(shuō)其加工精度達(dá)到了±0.01 mm。電極銑削加工的時(shí)間或多或少地與機(jī)床元件的生產(chǎn)時(shí)間相同。

圖5  準(zhǔn)備銑削加工的模具插件已安裝到零點(diǎn)夾緊系統(tǒng)的托盤(pán)上

大約有80%的石墨電極采用標(biāo)準(zhǔn)化毛坯件制作，在三種尺寸的自動(dòng)化機(jī)床上加工成形：2臺(tái)Roeder RXP 500 HSC型銑床和1臺(tái)Hermal C 800 U型銑床，上下料通過(guò)一個(gè)刀庫(kù)控制和Fanuc 6軸機(jī)器人控制，最后將電極加工成形。電極的正常公差尺寸為0.01 mm。就這些機(jī)床的性能和加工精度而言，Hofmann先生沒(méi)有任何意見(jiàn)。該生產(chǎn)單元只需要幾名操作人員，三班工作。在電極生產(chǎn)加工期間，工作人員可以在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，甚至也可以坐在家里通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和視頻系統(tǒng)監(jiān)控干預(yù)電極的生產(chǎn)。

Hofmann公司在其所有的機(jī)床上都配置了零點(diǎn)夾緊系統(tǒng)。所有需要加工的模具零件和電極都牢固地從下面夾緊在零點(diǎn)裝夾系統(tǒng)的托盤(pán)上，以免發(fā)生碰撞，使五面加工更為容易。托盤(pán)通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量調(diào)試，固定在一個(gè)測(cè)量位置上，并可裝夾到加工中心和EDM機(jī)床的工作臺(tái)上，不需要費(fèi)勁交換和裝夾。此時(shí)，托盤(pán)仍可以人工從一臺(tái)機(jī)床搬運(yùn)到另一臺(tái)機(jī)床。零件的加工數(shù)據(jù)可通過(guò)零點(diǎn)夾緊托盤(pán)上的芯片傳送到機(jī)床上。電極上的X、Y、Z和C軸未對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)也可自動(dòng)傳送，因此可避免數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e(cuò)誤。

大約有80%的電極都是由3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的毛坯件制造而成

Hofmann先生確信：“機(jī)床制造商在采用這類節(jié)約勞動(dòng)力的生產(chǎn)裝備以后，競(jìng)爭(zhēng)能力會(huì)顯著增加。”