2023年2月，New Dimensions Precision Machining公司正在寻找一种可简化液压控制阀制造的解决方案。该公司每年生产数千个大批量阀门，并计划集成FANUC机器人来装载和卸载铸铁阀门。

生产需求

New Dimensions Precision Machining公司为液压行业的客户提供服务，并于2022年开始增加全机器人装载设备，以应对劳动力短缺和成本困境。New Dimensions Precision Machining公司业务总监Martin Halwix表示，在检查和物料搬运的工作上，公司的目标是保持全天候持续运行的单元，尽量减少人工参与。

该公司寻求一种液压解决方案来保持一致性和可重复性。与Arrow工件夹具产品线合作的All World Machinery Supply工程师团队设计了一种解决方案。通常，Arrow工件夹持装置与All World的ClampMax液压动力系统相连。据All World项目经理Scott Tilton介绍，动力装置配备了带逆变器控制的高效Daikin泵，可确保最佳性能。

All World工程师设计了一款Arrow工件夹具，可与FANUC机器人集成，用于装载和卸载加工夹具

对机器人协作的需求

New Dimensions Precision Machining公司的单元结合了机器人技术和液压解决方案，被视为自动化需求的典型应用。

FANUC机器人系统10DER TS-X集成80%预编程独立解决方案和20%可定制性，可满足New Dimensions Precision Machining等制造商的需求。这些制造商只需更换少量工具即可加工尺寸相似的零件，并且零件号多种多样。操作员只需更换架子上的零件切口插件并调整夹持器，即可在几分钟内轻松切换到不同的零件号。

加工操作完成后，机器人将零件移至雕刻机进行产品信息压印，然后将其送回原始位置。装满后，操作员将成品零件从位置中取出并重新装入原材料。

为了使大部分自动化流程顺利运行，工件夹持解决方案必须在加工过程中牢固夹持并准确定位零件。夹具必须允许轻松插入零件而不会卡住，同时还要确保夹具旋转时零件保持在原位。

与人工操作不同，机器人被编程为移动到可重复的位置，但它们缺乏操纵零件所需的灵活性。传统夹具依靠人工操作员正确放置、定心或推动零件，而New Dimensions Precision Machining的项目只需要一种工件夹具，就能够通过加工过程中的夹紧控制将零件移动到不同的基准点。

胜任任务

All World的工程师在2023年底就开始一种多功能工件夹具，用于固定New Dimensions Precision Machining的Makino A51NX 4轴卧式加工中心的液压泵块。该设计可以在两种不同的操作中分别加工四个零件。

Scott Tilton表示，“通过夹具间隙窗口进行加工是一种高产量和高效率的解决方案。该方案减少了产品处理，从而提高了公差控制和尺寸精度。”

在操作（op）10中，对零件的正面进行加工，同时也通过另一侧的窗口进行加工。在操作20期间，零件通过先前在操作10中加工的特征进行定位。然后在90°和270°B轴位置铣削额外的面。在循环结束时，机器人会移除完整的零件，将op 10个零件转移到顶部的op 20工位，并将四个原始毛坯装入op 10空间。机器人负责在装载站旋转夹具并以90度为增量进行转动。

完善计划

在审查过程中，工程师还必须考虑工具范围、夹具重量、机器人访问和其他空间要求。

All World工程经理Steve Hagedorn表示：“在相互矛盾的约束条件下，将四个部件抬起来，并且让所有部件都保持在机器的重量限制和行程限制之内，这是一个挑战。”

工程师在设计该装置时，所有液压通道均采用内部设计，没有外部管道，因此外观整洁，刀架间隙充足，不会堆积切屑。此外，该夹具包括实时液压系统，并结合了气隙零件座检测，可实现准确的零件装载。

在op 20流程中，工件夹具检查气隙是否在适当的公差范围内，以确保正确就位，且没有任何碎片或错误放置。如果夹具检测到任何差异，将会立即标记并进行纠正。

全天候自动化

业务总监Martin Halwix表示，自动化的好处是可以全天候运行，并且能够解决轮班困难。

在轮班开始时，一个工人通常花一个小时准备机器人，然后装载其他机器。有了自动化以后，可以将花费在机器身上的10小时劳动力缩短到2小时。Martin Halwix称，“在一个星期内，公司节省了近90个小时的劳动力。”

目前，New Dimensions Precision Machining计划在伊利诺伊州绍姆堡和阿肯色州格林伍德的工厂实施自动化。