“如果有人選擇在昂貴的火花機而非測量機上預(yù)調(diào)工件和電極，那他遲早會被市場淘汰。”
— Werner Schumacher

蔡司三坐標模具和工具制造商面臨著需要通過縮短生產(chǎn)時間、降低單位成本來維持業(yè)務(wù)運營的壓力。零點定位系統(tǒng)和測量機能夠為企業(yè)帶來多大的競爭優(yōu)勢？WESCHU GmbH的首席執(zhí)行官算了一筆賬。

Werner Schurmacher站在位于演示中心中央的ZEISS CONTURA前，表示：“蔡司三坐標測量機給我?guī)砹饲袑嵉男б妗?rdquo;雖然他的兩名工作人員以前就聽到過多次這樣的評價，但依然不停地點頭表示贊同。作為WESGHU GmbH und Co. KG（總部位于德國紐倫堡）的首席執(zhí)行官，Schumacher經(jīng)常帶領(lǐng)潛在客戶參觀這座現(xiàn)代化的大型演示中心，該中心有兩個自動化生產(chǎn)單元，配備多臺銑削機、蝕刻機和測量機。這位73歲的企業(yè)管理者說：“在這里，客戶可以親眼見證這些設(shè)備怎樣高效地工作。” 這也正是他和他的女兒斥資300萬歐元建造這座演示中心的原因所在。

Schumacher從事這一行已有40年。他一針見血地指出：“如果有人選擇在昂貴的火花機而非測量機上預(yù)調(diào)工件和電極，那他遲早會被市場所淘汰。” 對于淘汰的原因，Schumacher 解釋道，如果在昂貴的生產(chǎn)機器上進行預(yù)調(diào)，每年的放電加工時間只能達到1,500小時。
 

Zimmer & Kreim 公司的自動化解決方案Chameleon可自動更換電機和組件

挑戰(zhàn)：盈利
公司的另一位首席執(zhí)行官和所有人Kathrin Schumacher知道，如果公司代表花時間驗證 Schumacher的計算結(jié)果，把機器的實際放電加工或銑削時間相加，他們會“感到震驚”。以往的經(jīng)驗表明，機器一天的生產(chǎn)時間超過6小時的情況非常少。Schumacher認為，機器利用率如此之低會給公司帶來每小時60歐元以上的成本，而這些成本隨后會轉(zhuǎn)移給客戶。公司不但沒有盈利，反而會不斷累積虧損。根據(jù) Schumacher的假設(shè)，每臺機器每年的成本總計可達數(shù)千歐元。
在這一點上，Schumacher 父女的看法完全一致：“如果有人覺得這樣做完全沒問題而一意孤行的話，那就無異于大把地向外撒錢。最終，企業(yè)會撐不下去，除了關(guān)門大吉別無選擇。” 雖然Schumacher女士沒有公司倒閉的具體數(shù)據(jù)，但據(jù)她估計，在過去10年里，紐倫堡地區(qū)約有一半的模具和工具制造商已經(jīng)破產(chǎn)。

提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本
Schumacher女士強調(diào)：“但這些企業(yè)本不該有這樣的結(jié)局。” 她認為，即使德國這種高薪資國家的企業(yè)，蔡司三坐標也完全可以通過適度的投資來實現(xiàn)盈利。父女倆都建議小型模具和工具制造商優(yōu)化生產(chǎn)工藝，購置一套約15,000歐元的零點夾緊系統(tǒng)作為基礎(chǔ)設(shè)備。

該系統(tǒng)允許員工將工件和電極固定在遠離機床的位置，即使在制造機器上進行預(yù)調(diào)，也能縮短設(shè)置時間。據(jù) Schumacher 計算，單是零點夾緊系統(tǒng)就能夠增加機器的總利用時間。其中一個原因是：員工可以固定難以加工的工件，也可以同時夾住多個工件。員工在下班前將工件放入機器中調(diào)整設(shè)置好，就可以在夜間無人的情況下進行加工。即使采用零點夾緊系統(tǒng)，在機器上進行測量仍然要花費大量的時間一而執(zhí)行工件定位的主要目的是在測量系統(tǒng)上進行外部測量。之后測量機將偏移量數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)綑C床和作業(yè)管理器。然后員工或機器人只需從機床的測量系統(tǒng)中移動裝有工件的托盤即可。

 
蔡司測量系統(tǒng)的監(jiān)視器告知操作人員工件是否滿足公差要求。
 

投資回報
根據(jù)Schumacher的說法，該測量系統(tǒng)在僅僅6個月后就能收回成本。蔡司的調(diào)查還表明，增加一臺測量機幾乎可以將機床的生產(chǎn)時間增加一倍，而且生產(chǎn)成本和每個零部件的成本可降低40％。好處還不止于此。生產(chǎn)相同數(shù)最的零件所需使用的機床也更少。另一個有說服力的理由是：使用測量系統(tǒng)進行測量的精度更高。而且還可以提供質(zhì)量信息。WESCHU及其合同制造子公司IMT-Innovative Metall Technologien GmbH均采用蔡司測最機對工件進行全自動測量，并根據(jù)每個生產(chǎn)工序后的測最數(shù)據(jù)對工件進行質(zhì)最控制。只有“合格”的零件才能進入下一工序。Schumacher女士說：”這樣就可以避免在報廢方面浪費大量的時間和精力。”這是顯著提高企業(yè)競爭力的另一個因素。

客戶的誤解

盡管利遠大于弊，但Schumacher先生估計仍有約80％的模具和工具制造商未使用測量系統(tǒng)進行工件預(yù)調(diào)和在線質(zhì)量檢測。Schumacher女士說：“其中許多公司只是擔(dān)心使用測量機會大大增加其工藝的復(fù)雜度，不利于簡化生產(chǎn)過程。”父女倆曾多次遇到同樣的誤解：客戶認為，要使用一臺測量機，他們必須投資建設(shè)一個測量實驗室，并聘請一名測量工程師。
兩位Schumacher很快就消除了客戶這種誤解。在演示中心，他們向潛在客戶展示了ZEISS CONTURA 和ZEISS DuraMax測量機如何在生產(chǎn)過程中進行高精度測量。此外，來自合同制造公司的所有員工都在演示中心的機器上為WESCHU的客戶銑削或電火花加工成型嵌件、電極和機器零件。在那里，工作人員還可以借助用戶友好的智能軟件ZEISS CALYPSO preset，輕松地測量電極和工件的偏移量。

 
在演示中心向WESCHU的一位客戶展示，該工件經(jīng)過加工和蝕刻后達到了高精度。

測量機的設(shè)計簡便易用
Schumacher說：”我們必須糾正更多人的這些誤解。” 她希望通過樹立口碑讓模具和工具制造商了解使用蔡司測量機及其配套軟件有多簡單。在一次向客戶演示的活動中，一名工作人員展示了ZEISS CALYPSO preset的操作簡便性。
蔡司三坐標操作員確定了夾緊系統(tǒng)上的零點后，為電極或工件選擇一個宏，然后使用測頭進行測量。隨后就生成了一個包含偏移量數(shù)據(jù)的文件。該文件可以直接發(fā)送到火花機或作業(yè)管理器，后者將所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的機床。Schumacher女士說：”經(jīng)過演示過后，該公司的代表頓時了解到即使是測量新手也能夠很快掌握這項技術(shù)
 

作業(yè)管理器是整個電火花加工單元的“大腦”，它負貴協(xié)調(diào)和控制電火花加工單元的整個工作流程。硬件與ZEISS CALYPSO preset等軟件模塊的集成以及自動化零件處理的控制（如圖所示）都如此簡單，同時可以確保整個單元的自動化流程順暢運行。

作為“幕后英雄”的ZEISS CONTURA能夠?qū)崿F(xiàn)安全、自動化和無人值守的測量過程。WESCHU 在完全自動化的電火花加工單元內(nèi)使用蔡司測量系統(tǒng)和ZEISS CALYPSO preset軟件。

著眼于自動化
根據(jù)Schumacher的計算，客戶采用自動化解決方案（如Zimmer&Kreim公司的Chameleon 自動化系統(tǒng)或全自動化生產(chǎn)單元）來強化零點夾緊系統(tǒng)和測量系統(tǒng)，可輕松將機器的總運行時間增至超過4,000小時，每臺機器產(chǎn)生的利潤超過110,000歐元?？蛻羯踔量梢酝ㄟ^自動化測量系統(tǒng)和機器裝載使生產(chǎn)時間達到6,000小時，從而實現(xiàn)全天候零部件生產(chǎn)。