通过FPD锻造、加工和组装的钛航空航天部件。这些零件由Grob G550通用五轴加工中心加工

FPD成立于1980年，是一家通过ISO 9001/ AS9100认证的航空航天钛部件和组件制造商。位于宾夕法尼亚州麦克默里的80,000平方英尺（7,400 平方米）工厂生产高度复杂的部件和组件，为航空航天OEM及其供应商提供支持。

钛是FPD的DNA。20世纪60年代，FPD的母公司Dynamet Inc.将钛锭转化为棒材、线材和型材。早期FPD 购买了一台锻压机，并最终开始加工系列钛医疗零件，例如髋关节和膝关节植入物。加工首先通过三轴技术完成，随后在20 世纪90年代采用四轴系统。1997年，Carpenter Technology Corp. 收购了 Dynamet，FPD 被引入航空航天加工零件领域。到2008年，航空航天零件的比例超过了医疗零件。如今，航空航天领域约占 FPD 工作的 90%，包括商用飞机、公务机、直升机和国防飞机的各种结构部件。

严苛的零件要求

FPD生产的绝大多数钛零件都具有极其严格的公差和光洁度要求，并且需要满足严格的航空航天和医疗规格。

Speicher和他的团队本着“无论做什么都要做到最好”的理念，寻求最先进的生产技术。主要目标是延长切削刀具寿命、降低劳动力成本和消除离线去毛刺等操作，从而使大多数零件能够在一次操作中生产。2014 年，FPD意识到利用五轴加工可以释放公司规模扩张的潜力，并通过以更低的成本生产优质零件来支持 OEM 客户。

五轴自动化

FPD在IMTS 2014上开始研究五轴机床和自动化。尽管公司的30台CNC机床全部实现了自动化，但Speicher和他的团队想要最好的五轴机床和自动化功能。

Grob提供了其他公司没有的独特解决方案 - 他们在设计机器时融入了自动化功能，而其他公司则先设计机器，然后再实施自动化，这对FPD很有好处，因为FPD进行 24/7 全天候生产。Grob为这种环境提供了一流的、精心构建的、高度工程化的解决方案。

Grob为医疗、航空航天和模具应用制造五轴加工中心。这家家族企业总部位于德国，其北美总部和生产设施位于俄亥俄州布拉夫顿。

2016 年，FPD 购买了第一台 Grob 机床，即配备旋转Erowa 48托盘系统的 G350通用加工中心。G350机床配备Heidenhain iTNC 530、16,000转/分钟主轴、117把刀容量和HSK-A63刀具接口。

据该公司介绍，Grob 独特的机床布局包括水平主轴位置，可实现最长的 Z 行程路径和最佳的切屑落落。三个线性轴的布置通过最小化导轨和加工点之间的距离来提供稳定性。隧道概念允许大型部件在工作区域内旋转和加工而不会发生碰撞——即使使用极长的刀具也是如此。三个线性轴和两个旋转轴可实现五面加工以及五轴同步插补，A 轴旋转范围为 230°，B 轴旋转范围为 360°。

卧式加工中心有其固有的优势，FPD 公司深知这一点。当 FPD希望增加五轴功能时，水平主轴是必须的。通过与Grob合作，他们能够利用FPD独特的刚性水平主轴运动学，以及将工作台倒置以获得最佳排屑效果的额外优势。

FPD 首先实施了用于医疗零件生产的 G350 自动化系统。在此之前，用于膝盖植入物的具有高度抛光表面的钴铬铸件在具有传统托盘系统的四轴机器上运行，每班需要一名操作员。

Grob解决方案不仅速度更快，缩短了周期时间，而且其生产的零件质量也非常出色。

争取更大的市场份额

G350只是FPD自动化转型的开始。到2018年，安装了六台配备9,000rpm HSK主轴的Grob G550 5轴通用加工中心中的第一台，这是为波音和湾流飞机生产零件的自动化多机器生产线的开始。六台G550机器通过共享托盘系统和刀库连接。

配备高扭矩HSK-100主轴的G550是FPD的完美机器尺寸。630毫米托盘和 900毫米工作缸补充了FPD的大部分零件尺寸和材料。拥有五轴功能使FPD能够将作业从现有的四轴机器转移到Grob单元并减少零件操作。

Grob和FPD合作设计了该生产线以及支持软件程序，使FPD能够立即对计划外的作业做出反应。事实上，我们可以直接通过手机改变工作优先顺序，现在，每台G550都有一个刀库，因此两到三台机器可以使用相同的刀具运行相同的零件和相同的程序......我们完全有能力在任何时间在任何机器上运行任何零件，只需单击一下一个按钮的。Grob 系列为我们提供了实现这一目标的自由和生产力，这是我们以前所没有的。

托盘系统包含一个机器人，用于将材料和完整零件往返于操作员装载站之间。第二个高架龙门机器人将切削刀具从中央刀具存储库或“刀具蜂巢”转移到每台机器。在执行加工过程期间，刀具机器人还会根据需要在机器之间传输切削刀具。在采用自动化Grob设置之前，每台四轴机床都需要一个单独的刀库，这可能会显着增加运营成本。

我们的四轴加工中心的刀库每台机器可容纳300个刀具，这意味着我们需要 1,800 个工具来完全装配六个四轴机器托盘系统。然而，许多工具闲置，不经常使用。

自从在其设施中添加五轴机床以来，FPD 的周期时间缩短了62%，并提高了标称零件几何形状的加工精度。通过使用通用工具包以及工具配置和自动化，工具可以在多台机器之间无缝共享，正因为如此，我们看到了效率、质量和成本方面的巨大优势。

通过支持取得成功

将六台Grob机器与托盘系统和刀库一起安装在交钥匙自动化生产线上，使 FPD有机会竞标并赢得约900万美元的额外年销售额，相当于每年增加23%的收入，Grob 五轴系统的直接劳动力成本比我们的四轴系统低 43%，这使我们更具竞争力。

取得这种成功的关键是完善的售后服务。当我们推出这个系统时，Grob进行了非常实际的培训，以确保我们的机器操作员、工头和管理层对自动化生产线感到满意，一开始，我们需要从维护的角度给予额外的关注，Grob 技术人员教我们的内部维护团队如何执行工作。

不仅FPD的加工100%在Grob系统中完成，该生产线还通过利用自动化的新机会不断为团队带来“顿悟时刻”。Grob在FPD的发展中发挥了重要作用，使车间能够以极高的效率和可重复大批量加工关键零件，同时消除许多二次加工操作。