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高邁特集團是一家領先的全系列精密刀具供應商，90多年來一直是行業創新的引領者之一。這家成功的國際性企業集團的總部位于德國巴登-符騰堡州的貝西格海姆市，該集團不只是將自己視為一家刀具制造商，更是一家創新方案的提供者。高邁特集團目前擁有員工1600多人，在大約50個國家擁有22家子公司。

由不同批量生產多種類型的刀片，這種情況十分常見

高邁特大量生產各種幾何形狀、規格尺寸的硬質合金可轉位刀片，這些刀片廣泛用于幾乎所有的材料加工行業，如鑄鐵、鋁、鋼鐵和不銹鋼等，經濟實用。切削刃的主要幾何特征，如切削角、倒棱和后角，或者切削刃圓弧決定了機加工的質量。經過精密調整的幾何特征使得該設備能夠精確地監控切屑流以減少毛刺的形成，改善了加工部件的表面質量，并優化了機加工過程的可靠性。

1、高效集成：五軸數控全自動化刀片磨床的設計著眼于將生產效率和靈活性完美結合。(圖片：康拉德·穆克)

這就是高邁特能夠大量生產不同類型可轉位刀片的原因。對于標準刀片和非標專用刀片，在快速運轉和批量差別很大時必須進行單獨設計。來自貝西格海姆的工具制造商多數只有通過柔性加工才能滿足這些要求。然而，為了能在像德國這樣的高成本國家具有競爭力，制造同樣必須富有成效并且經濟劃算。

舉例來說，刃長為5到30mm的可轉位刀片必須先進行磨削才能用作刀具。為了將固定成本降到最低，可以在每個訂單為5-3000片的批量需求的基礎上來實現。

如果要磨削幾何形狀的周邊和斷屑槽，高邁特以前依靠經過改造的專用磨床。但是，在當產品轉產時，需要用大量時間和工作量進行拆裝重置。此外，操作人員還必須對工作流程進行持續監控。由于這個原因，原來所用的這些磨床已經無法滿足如今現代化、集約以及高生產率制造中對于高靈活性的要求。

2、通過快速更換碗形砂輪和成形的砂輪組合，數控刀片磨床可在很短周期內完成可轉位刀片的周邊和斷屑槽的磨削。(圖片：康拉德·穆克)

周邊斷屑槽一體機

來自貝西格海姆的刀具專家同時認識到，瑞士伊瓦格公司的數控五軸刀片磨床Compact Line可以實現一次裝夾完成刀片的周邊和斷屑槽加工，與傳統磨床相比，工藝流程有了很大改進。為此，貝西格海姆的研磨制造負責人Timo Maier報告稱：“我們已經擁有了瑞士伊瓦格公司研磨機床的多年的豐富經驗。當然，我們也很高興能夠接受由伊瓦格對整個磨削工藝進行設計，在保證可轉位刀片的靈活性的同時還能保證高生產率。

來自伊瓦格公司的專家已經意識到在一臺數控刀片磨床上用一個加工循環即完成刀片周邊和斷屑槽的組合加工具有多重優勢。這樣的話，整個工藝加工時間就能大大縮短。省去了磨周邊和斷屑槽之間的拆裝時間。 一次裝夾完成兩種幾何形狀研磨也能提高工件的精確性和質量。“對于今天的優質數控磨床來說，只能磨削一種幾何形狀，比如只能磨斷屑槽，實在是太不經濟了。”Bruno Brechbühl在解釋采用一種夾具進行整體研磨理念的其他原因時這樣說道。他是伊瓦格的技術銷售經理。他和他的同事數月前向高邁特介紹了伊瓦格最新的刀片磨削理念。

3、加工尺寸相差5倍：磨床的自動化系統和卡緊裝置能夠靈活地進行轉換，以適應各種規格可轉位刀片系列的需要。(圖片：康拉德·穆克)

刀具制造商的專家們以及生產技術專家Mattias Moissl等表示完全同意。“產品系列在過去數年內已經發生了徹底改變，”Moissl解釋道。“過去我們只能研磨少數幾種不同的工件，今天，已經越來越傾向于磨各種不同的類型。為了經濟劃算地應對這種情況，必須使用先進技術，盡管乍一看，舊有的研磨理念在工件成本上好像更便宜。”

目前有多達500種各類的刀片(內徑為3.9mm到10.5mm)必須進行磨削。為了達到所需數量，高邁特產品中心對切割材料的加工生產是三班倒。除了各種標準可轉位刀片外，也要經常生產用戶特殊定制的專用刀片。這些刀片不僅具有特殊的幾何形狀、也有不同的規格大小，且還要求在最短的時間內完成每個訂單僅有5-10件的批量生產。

4、為無人值守生產備好庫存：若干個存放坯料和已經加工好的可轉位刀片的料盤被安放于料盤系統內。(圖片：康拉德·穆克)

帶有機器人和料盤系統的完全自動化

這就是為什么公司在貝西格海姆投資了兩臺伊瓦格五軸數控刀片磨床。一臺發那科(Fanuc)機器人負責裝卸坯料和磨削好的工件。所附的料盤系統在無人監管的條件下進行數個小時的操作。

可轉位刀片通過中心孔用一個拉桿定位在料盤上。放置毛坯和成品料盤的兩個支架固定在料盤緩沖墊上。當刀片磨床上下料時，所需備用料盤向前移動至機械手工作區內的料盤更換轉臺上。機器人有三個抓手，具有可快速調換的抓手或磁性抓手。這樣，上料時，機械手可將坯料定位在正確的進料角度，在可轉位刀片進行磨削的同時，在工作區對測量臺上已經磨削好的工件進行檢查。另外，在一個中間站上，它能從已加工好的刀片的中心孔拿出拉桿再將其插進坯料的孔。通過這個拉桿，數控磨床可緊緊地又靈活地將可轉位刀片通過一個緊固桿-類似于一個HST夾具系統-固定在卡盤中。

5、通過三個機械抓手，內置機器手能夠實現對坯料和已加工好的工件的抓取、運輸、定位、轉向、測量/檢查，并且能夠轉換鎖緊拉桿。(圖片：康拉德·穆克)

極其靈活的設置

為了在盡可能短的時間內以完全可操控的方式進行刀片產品轉型生產，Matthias Moissl周邊的生產技術專家提供了全部的工裝套件。這些在生產各種刀片時需要的工裝套件分放在一個塑料盒內。它們包括不同產品，機械手需要換裝的抓手、磁性抓手、裝夾用的不同規格的拉桿、夾座，以及在上下料時抓手測量站需要用的導向塊和定位塊。

采用HST系統有利于縮短更換砂輪的輔助時間。在砂輪主軸中，高邁特的五軸數控刀片磨床主軸可以安裝根據需要由各種規格的大直徑碗形砂輪和小直徑成型砂輪組成的砂輪單元。大直徑碗形砂輪磨削刀片周邊，小直徑成形砂輪則磨削刀片斷屑槽。只需要按一下按鈕即可更換磨削主軸上的砂輪組單元。各種砂輪可以簡便快速地組成不同的砂輪單元。由于可轉位刀片采用拉桿裝夾系統，刀片的周邊和頂部是全部開放的，磨削刀片的周邊形面時可以從各個方向上切入，不受限制。這使得五軸數控刀片磨床Compact Line通過五個數控軸的直線或旋轉運動快速磨削刀片的周邊和斷屑槽。

6、實現了靈活性和生產效率之間的平衡(從左到右)：Matthias Moissl(高邁特技術專家)、Bruno Brechbühl(伊瓦格銷售經理)、G?khan Palabiyik(操作員)和Timo Maier(高邁特磨削生產負責人)(圖片：康拉德·穆克)

運用由伊瓦格開發的這種磨床理念，貝西格海姆的生產磨工在保證較高的生產效率的同時還保證了經濟性，但另一方面，它還極其靈活。Matthias Moissl確認：五軸數控刀片磨床可以在極短的時間內恢復生產曾經編程生產過的可轉位刀片。Bruno Brechbühl指出，“在伊瓦格的自動化系統中，機械手的控制器已完全集成到五軸數控刀片磨床的數控系統中。因此，程序員或操作者只需輸入加工工件的參數，即可實現系統重置，即機械手用于該產品上下料所需相應的空間移動路線會自動生成。”這將極大簡化磨床因為轉產不同類型刀片而進行的重新設置。

從對于可靈活轉換的、自動化數控磨床的設想到實現試運行再到員工培訓，在伊瓦格只需和一名項目專家合作即可達成。正像Timo Maier所確認的那樣，這簡化了溝通，加速了工件自動化生產的實現。Maier總結道，“廠家的專家已經為我們設計出來了最適宜的理念。把我們縮短設置和加工時間的需求以及相關規范都考慮到了。磨削工藝在最高品質、經濟性和工藝可靠性方面都做到了最優化。這款完全自動化的數控磨床可每周7天，每天24小時連續可靠運轉。因此，我們獲得了非常高的生產能力，比之前用經過驗證的機器可能實現的產能都要高得多，而同時還能最大限度地減少工作人員并實現三班倒。”