德國上Franconia地區Lichtenfels鎮的機床制造商Hofmann公司正在不懈努力地推進標準化和自動化的發展。

圖1 在注塑模的生產和安裝過程中，為保持卓越的質量，
培訓技術有素的工作人員與實現工藝的自動化和標準化同樣重要

Hofmann Werkzeugbau工具制造公司是Hofmann Innovation集團公司的成員，坐落在德國的Lichtenfels鎮，共有員工240人，生產各種注塑模和各級水平的工具，為不同行業的客戶提供不同的生產技術。整個Hofmann集團的生產能力包括22臺3軸機床和18臺用于各種零件銑削加工的5軸加工中心、8臺石墨電極銑床、12臺EDM和4 臺EDM線切割機床，另外還有13臺測量機。

品種多樣的零件、不同的外觀和表面質量，這一切都要求采用一些專用機床來進行加工。該公司的老板Guenter Hofmann先生強調說：“在切實可行的基礎上，由一家制造商獨立地生產所有這些不同的機床和模具確實是一項巨大的挑戰。”對于Hofmann先生而言，征服這些挑戰的解決方案可以概括成一句話：實行標準化。“這意味著生產工藝必須明確和可靠。當整個工藝鏈全部實現標準化的時候，從項目計劃、管理和建立開始，一直到生產，您的面前再也不會存在通信聯絡的問題了。”

圖2  Guenter Hofmann先生說：“機床制造商如果想要在歐洲市場中保持競爭力，
只有不斷地推進標準化向前發展，當然培訓好職工和提高質量標準也同樣重要。”

該公司早已在報價的時候就開始實行了標準化，然后再落實到整個訂貨處理工作，一直到機床的交貨。當項目經理簽發報價單的時候，就已經被指派與客戶進行聯系，標準化的訂貨單格式已輸入到電腦之中以作為項目的管理之用。每一臺機床所經歷的標準化項目過程包括下列步驟：報價、訂貨、技術開發、設計、模具流分析、與客戶洽談、生產計劃、取樣再加修改和改造。Hofmann先生解釋說：“整個項目的數據、會議紀要和有關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據。”

一旦客戶接受報價之后，機床的設計就隨之開始，接著與客戶進行研討，考慮客戶提出的規格要求，注塑成形的零件和所使用注塑機類型等。機床的每一個零件以3D虛擬圖像形式被存入到Unigraphs圖像系統之中，并用彩色代碼標示出機床零件的各種功能。各種機床所使用的零件可通過數據庫隨時調取，因此提高了機床設計生產的效率。對于比較復雜的機床而言，如多元件注塑機，其每個零件的功能都可在計算機上模擬演示。模具流分析系統可以讓設計人員了解注塑機內部的注塑過程。而軟件工具可顯示機床的偏差情況，演示注塑機的運作過程。

圖3  模具插件正在一臺5軸銑床上進行硬銑削加工，
機床上所配置的高精密配套裝置具有極高的生產加工精度

當機床設計人員完成他們的設計之后，客戶再一次來到該公司商談，因為只有得到客戶的認可批準之后，才能夠進行項目的下一步工作。然后將材料列入到訂貨單之中，通過軟件自動地將采購清單傳送至供貨商手中。

同時，生產計劃人員開始工作，根據每一個機床零件及訂貨要求提出的電極加工等所需的CAD數據發布NC程序。此時，將訂貨單提交給外協供貨商，由他們負責模具板材和模具元件的加工生產，加工的公差尺寸為0.1 mm，只要達到這一要求，Hofmann先生就會感到滿意，他說：“對于機械生產，我們著重于復雜模具的加工，因為加工這種元件需要大量的專業知識。”元件和模具零件已經過3軸機床和5軸加工中心的粗銑加工，冷卻系統插入進行硬處理，然后再磨削加工基準區域。最后模具在5軸加工中心上進行硬銑削加工。當模具的銑削加工達到極限時，EDM線切割和EDM將發揮它們的功能。當問到EDM機床是否能夠滿足他的期望時，他說：“不能令我滿意。”他希望下一代機床能夠進一步提高材料的切削性能，降低電極的消耗水平。

圖4  當模具的銑削加工達到極限時，EDM線切割和EDM將
發揮獨特的功能。加工數據由芯片傳送給托盤控制系統

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

圖5  準備銑削加工的模具插件已安裝到零點夾緊系統的托盤上

大約有80%的石墨電極采用標準化毛坯件制作，在三種尺寸的自動化機床上加工成形：2臺Roeder RXP 500 HSC型銑床和1臺Hermal C 800 U型銑床，上下料通過一個刀庫控制和Fanuc 6軸機器人控制，最后將電極加工成形。電極的正常公差尺寸為0.01 mm。就這些機床的性能和加工精度而言，Hofmann先生沒有任何意見。該生產單元只需要幾名操作人員，三班工作。在電極生產加工期間，工作人員可以在現場監控，甚至也可以坐在家里通過互聯網和視頻系統監控干預電極的生產。

Hofmann公司在其所有的機床上都配置了零點夾緊系統。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裝夾系統的托盤上，以免發生碰撞，使五面加工更為容易。托盤通過三坐標測量機測量調試，固定在一個測量位置上，并可裝夾到加工中心和EDM機床的工作臺上，不需要費勁交換和裝夾。此時，托盤仍可以人工從一臺機床搬運到另一臺機床。零件的加工數據可通過零點夾緊托盤上的芯片傳送到機床上。電極上的X、Y、Z和C軸未對準數據也可自動傳送，因此可避免數據傳輸的錯誤。

圖6  大約有80%的電極都是由3個標準的毛坯件制造而成

Hofmann先生確信：“機床制造商在采用這類節約勞動力的生產裝備以后，競爭能力會顯著增加。”