Automatic Products引入CNC机床大幅提升生产效率

华盛顿州Sumner的Automatic Products始于1990年代初的凸轮自动车床职业车间。现拥有50+台CNC机床。车间2017年起用Lico LNTS机床替换凸轮自动车床。老板Joel Gregory称决定艰难，因他在凸轮自动车床上学会行业，但劳动力问题迫使决定。新CNC设备性能超凸轮自动车床37%。许多工作车间无人值守运行，消除成型刀具（及成型刀磨削）和二次加工机床需求——且员工更少。图片来源：Absolute Machine Tools

19世纪中后期，行业对更高加工产量需求推动用凸轮驱动自动化手动塔式车床。用带旋转鼓或平面凸轮的轴，塔式车床能以最少人工干预生产零件。此后百余年，这些机床各种迭代统治生产车削领域。期间单/多轴自动车床升级提升生产率、能力和安全，但基本机械原理未变——旋转凸轮驱动机械连杆，需高技能劳动力和特殊刀具装夹操作。

1960年代CNC技术出现带来大型CNC车削中心，虽精准多功能但相对较慢。70年代逐步演进成今日CNC车床。现能用副主轴完整加工复杂零件，但或许未完全解决中大批量生产车削车间需求。

瑞士型走心车床行业是1970年代首个将CNC技术应用于生产车削（CNC单轴机床同期推出）。瑞士型初在欧洲流行，北美广泛采用花费时间。总体具有竞争力价格、实质能力、小工作区内丰富动力刀具。

刀具使用也是过去百年凸轮驱动自动车床独特品质：即同时让多刀具参与切削。一些多轴外设备切削时仅能两刀具同时接触，但新CNC单轴机床（如Lico提供、Absolute Machine Tools美国供应）可三刀具同时接触，从而提升生产率缩短循环时间。

向CNC转型趋势

车间弃用凸轮驱动机床主要原因：设备老化状况、熟练劳动力严重短缺。此外客户要求更严公差和更好光洁度、零件更复杂、批量变小。机床端，CNC设备提供单件人工更低、主轴利用率更高。监管端，CNC机床比老旧凸轮自动车床更可能符合OSHA标准。

凸轮自动车床熟练劳动力严重短缺多年，现愈发严重。10年前研究发现那些机床调机人员平均年龄55岁。今日许多人近退休。期间极少公司培训新人，常因难找愿从事此工作者。培养合格凸轮自动车床调机人员需数年。

Global Precision Parts三个厂区部署Lico LNTS和LNDD机床。工艺工程师Mike Naticchia主导其在短中长周期工作成功应用，前者原跑凸轮自动车床甚至其他CNC平台。公司总裁Randy Mueller称CNC机床帮助降低单件人工含量，吞吐量提升200-300%。图片来源：Absolute Machine Tools

同时许多凸轮自动车床陷入不佳状况。备件日益稀缺昂贵。具备维修知识人员比备件更稀缺。单轴翻新成本$10,000-$40,000，多轴$40,000-$250,000，视维修需求。

生产车削车间面临更严公差要求、传统凸轮机床需二次操作的特征增多、更好光洁度需求，有时用刮削刀或烧结刀应对。但部分限于凸轮自动车床直线段。CNC机床能保持更严公差，配合适当刀具选择可车削镗削至32微英寸Ra或更好光洁度。凸轮自动车床需持续调整的公差，CNC自动车床可极少人工干预保持。此外大多数CNC自动车床有轴向径向动力刀具，结合C轴可铣削、横向钻攻、轴向钻铣。部分CNC自动车床有B和Y轴，甚至可完整加工极复杂零件。

另一转型CNC常见原因：装夹时间。单轴凸轮机床装夹2-6小时；多轴凸轮机床6-16小时。意味着机床不赚钱期间，车间最贵员工之一全程站在机床前。反之，CNC单轴机床工作合格后，装夹常<1小时，重复工作更快。

CNC设备再一优势助降低单件成本：轻度看护或无人值守运行。料仓送料器使CNC设备获更高主轴利用率，大幅减少备料人力。一些车间装满料仓运行至耗尽。一些下班跑完当前批次，早班启动新工作。其他可减少二三班人员，因机床无需过多看护。这使他们能一二班装夹、全天候运行工作。

明尼苏达州St. Francis的Northland Screw Products将许多工作从凸轮驱动多轴转移LNTS平台。高级机床操作员Alex Martinson主导这些工作，经济批量、最少人工界面运行零件。图片来源：Absolute Machine Tools

另一考量：清洁安全。CNC自动车床全封闭，通常防护门有安全联锁。将油冷却液留在机内不落地，减少滑倒跌落机会。常易连接油雾排除系统，改善工人空气质量。防护门与PLC有效联锁确保机床运行时员工远离切削区，降低操作设备受伤风险。

传统凸轮自动车床厚重滑动门（或无门）、无安全联锁、常有多护罩缝隙流体甚至切屑溢出造成湿滑危险车间环境。老旧凸轮自动车床大量潜在夹点难防护，制造全金属防护罩保护工人、降低运行噪音、容纳流体有缺点：使装夹更难更耗时。

车间经验

多家车间因上述原因从凸轮驱动机床转型Lico CNC单轴设备。例如俄亥俄Delphos的Vanamatic 2008年起跑Lico机床。陆续增购，现跑九台LNTS型机床。将一些航天零件族从八轴机床和二次操作机床转移至LNTS型机床完整加工，提高生产率改善零件质量。据Vanamatic工程师Jared Wiltsie，车间大量加工难加工不锈钢，过去一操作员需持续照看八轴机床，现一操作员可照看三台或更多LNTS机床生产完整零件。

密歇根Olivet的Air-Way Manufacturing是OEM用液压接头制造商分销商。目前两厂用四台Lico LNDD机床。据制造技术经理Troy Newman，用这些机床卸载凸轮驱动多轴短中周期工作，为CNC机床配刀跑部分倒班工作。

同样，俄亥俄Newton Falls的Quality Switch曾外购自动车床件，自产部分大直径零件于多功能CNC车床。副总裁Jeremy Sewell称公司在LNDD机床内制小零件省钱。且为自家产品加工那些零件，现对制造排程有更好掌控。

本文照片突显其他案例。一些车间走在采用曲线前沿，其他因必要性弃用凸轮机床。紧缩劳动力、更严公差光洁度、更短装夹、更安全工作环境是转型CNC生产车削强大动力。车间也发现现代CNC自动车床是财务成功大贡献者。