生产转向 CNC

华盛顿萨姆纳的 Automatic Products 最初是 1990 年代初期的一家配备凸轮自动装置的加工车间。它现在拥有50多台CNC机器。该商店于 2017 年开始用 Lico LNTS 机器替换凸轮自动装置。店主 Joel Gregory 说，这是一个艰难的决定，因为他已经学会了凸轮自动装置的贸易，但劳工问题迫使他动手。新的 CNC 设备的性能比凸轮自动装置高出 37%。此外，对于许多工作，车间的机器熄灯运行，并消除了成型工具（和成型工具磨削）以及对第二次操作机器的需求——所有这些都只需要更少的员工。图片来源：绝对机床

在 1800 年代中后期，工业对更高加工生产的需求导致了带凸轮驱动的手动转塔车床的自动化。使用带有旋转鼓或平面凸轮的轴，转塔车床能够以最少的人工干预生产零件。这些机器的各种迭代随后统治了生产车削世界 100 多年。在此期间，单轴和多轴丝杠机器进行了升级，提高了生产力、能力和安全性，而基本机械装置保持不变——旋转凸轮驱动机械联动装置，同时需要高技能的劳动力和特殊工具设置和操作机器。

1960 年代 CNC 技术的出现为行业带来了大型 CNC 车削中心，这些车削中心虽然准确且用途广泛，但速度相对较慢。这些在整个 1970 年代不断发展，最终成为今天的 CNC 车床。这些机器现在能够使用副主轴完成复杂零件的下落，但可能还没有完全满足生产车削车间运行中到大批量零件的需求。

1970 年代，瑞士式滑动主轴箱车床行业率先将 CNC 技术应用于生产车削（大约在同一时间引入了 CNC 单主轴机床）。瑞士型最初在欧洲流行，但在北美被广泛采用需要一段时间。一般来说，它们具有竞争力的价格、强大的能力并在小型工作区提供丰富的现场工具。

工具的使用也是过去 100 年来凸轮操作螺丝机的独特品质。也就是说，能够同时在切割中获得多个工具。虽然多轴机床以外的某些设备在切削过程中只能接合两个刀具，但新的 CNC 单轴机床（例如 Lico 提供的以及 Absolute Machine Tools 在美国提供的那些）可以同时接合三个刀具，因此提高生产力并缩短周期时间。

向 CNC 发展趋势

商店远离凸轮驱动机器的主要原因包括设备年龄和状况，以及可用的熟练劳动力有限。此外，客户要求更严格的公差和更好的光洁度，零件变得越来越复杂，批量越来越小。从机器方面来看，CNC 设备提供了更低的每个零件的人力和更高的主轴利用率。而且，从监管方面来看，CNC 机器比旧凸轮自动装置更可能遵守 OSHA 标准。

多年来，凸轮驱动自动装置的熟练劳动力严重短缺一直存在，但现在变得越来越严重。 10 年前进行的一项研究发现，这些机器的安装人员的平均年龄为 55 岁。如今，其中许多人已接近退休。而且，在此期间，很少有公司培训新员工，这通常是因为难以找到想要从事这一工作的人。培养一个训练有素的凸轮自动装置设置人员需要数年时间。

Global Precision Parts 在其三个地点拥有 Lico LNTS 和 LNDD 模型机器。工艺工程师 Mike Naticchia 在之前在凸轮自动装置甚至其他 CNC 平台上运行的短期、中期和长期工作中率先取得了成功。公司总裁 Randy Mueller 表示，CNC 机器有助于减少每个零件的劳动力，同时将产量提高 200% 到 300%。

与此同时，许多凸轮自动装置已陷入次要状态。备件变得越来越稀缺和昂贵。另外，拥有维修知识的人可能比零件本身还少。翻新单主轴的成本可能在 10,000 美元到 40,000 美元之间，而多主轴的成本可能在 40,000 美元到 250,000 美元之间，具体取决于维修需求。

生产车削车间看到了更严格的公差要求，在传统凸轮机床上运行时需要二次操作的更多功能，以及对更好光洁度的需求，有时可以通过使用剃须工具或抛光工具来解决这些情况。但其中一些仅限于凸轮自动装置上的直线部分。 CNC 机器可以保持更严格的公差，并且可以通过适当的工具选择将零件车削或钻孔至 32 微英寸 Ra 光洁度或更好。需要对凸轮自动装置进行持续调整的公差可以在 CNC 螺丝机上以最小的人为干扰来保持。此外，大多数数控螺丝机都配有活的轴向和径向刀具，当与C轴结合时，可以进行铣削、十字钻攻丝和轴向钻铣。有的数控螺丝机有B轴和Y轴可供选择，即使是非常复杂的零件也能完整地落下。

过渡到 CNC 的另一个常见原因是设置时间。单轴凸轮机可能需要 2 到 6 个小时来设置；多轴凸轮机可能需要 6 到 16 个小时。这意味着不仅机器在那段时间里没有为商店赚钱，而且商店最昂贵的员工之一一直站在机器前。相反，一旦在 CNC 单主轴机床上完成作业，通常可以在不到一个小时的时间内完成设置，甚至在重复作业时甚至更快。

进一步有助于降低 CNC 设备的每个零件成本的另一个优势是能够在无人照管或熄灯的情况下运行机器。杂志棒进料器还使 CNC 设备能够获得更高的主轴利用率，并且需要大大减少人力来保持机器的材料库存。一些商店装满棒材进料器并运行机器，直到用完为止。有些人在轮班后工作，然后在第一次轮班时开始新工作。其他人可以减少第二班或第三班的人员需求，因为机器在没有太多注意力的情况下运行。这使他们能够在第一班或第二班进行设置并全天候运行作业。

明尼苏达州圣弗朗西斯的 Northland Screw Products 已将许多工作从凸轮驱动的多主轴转移到 LNTS 平台。高级机械师 Alex Martinson 领导了这些工作，以最少的人机界面运行经济批量的零件。

另一个考虑因素是清洁和安全。 CNC 自动装置是全封闭的，通常在外壳门上带有安全联锁装置。这通过将油和冷却液保持在机器中并远离地板来减少滑倒和跌倒的机会。它们通常很容易连接到薄雾疏散系统，从而改善工人的空气质量。 CNC上门和PLC之间的有效联锁确保员工在机器运行时可以自由离开切割区域，从而减少操作设备受伤的机会。

传统的凸轮自动装置具有沉重的滑动门（或没有门），没有安全联锁装置，并且通常在防护方面存在大量间隙，流体甚至切屑可以通过这些间隙离开机器并造成湿滑、危险的车间条件。旧式凸轮自动装置上可能存在的大量夹点也难以保护，制造全金属外壳以保护工人、降低操作时的噪音水平和容纳流体的缺点是它们使机器设置更困难且完成时间更长.

购物体验

由于上述原因，许多商店已经从凸轮驱动机器过渡到 Lico CNC 单主轴设备。例如，俄亥俄州德尔福斯的 Vanamatic 于 2008 年开始运行 Lico 机器。多年来，他们增加了几台，现在运行九台 LNTS 型号的机器。他们通过将一些航空零件系列从八轴机床和二次加工机床转移到 LNTS 模型上的完整加工，提高了生产率并提高了零件质量。根据 Vanamatic 工程师 Jared Wiltsie 的说法，该车间切割了许多难加工的不锈钢​​材料，而一名操作员需要持续维护一台 8 轴机器，而一名操作员现在可以操作三台或更多台生产完整零件的 LNTS 机器。

位于密歇根州 Olivet 的 Air-Way Manufacturing 是 OEM 使用的液压配件的制造商和分销商。该公司目前在两个不同的工厂使用四台 Lico LNDD 机器。根据制造技术经理 Troy Newman 的说法，它使用这些机器将中短期零件从凸轮驱动的多主轴上卸下，从而使 CNC 机器能够进行一些下班工作。

同样，俄亥俄州牛顿福尔斯的 Quality Switch 从外部供应商处购买螺纹加工零件，同时在多功能 CNC 车床上生产一些较大直径的零件。副总裁 Jeremy Sewell 表示，该公司在其 LNDD 机器上运行内部较小的部件节省了资金。此外，该公司为自己的产品加工这些零件，因此现在在制造调度方面也得到了更好的控制。

这个故事中的照片突出了其他例子。一些商店走在了采用曲线的前面，而另一些商店则因必要而放弃了凸轮机。紧张的劳动力资源、更严格的公差和光洁度、更短的设置时间和更安全的工作环境是转向 CNC 生产车削的强大动力。商店还发现，现代 CNC 螺丝机是其财务成功的重要因素。