“如果有人選擇在昂貴的火花機(jī)而非測(cè)量機(jī)上預(yù)調(diào)工件和電極，那他遲早會(huì)被市場(chǎng)淘汰。”
— Werner Schumacher

蔡司三坐標(biāo)模具和工具制造商面臨著需要通過(guò)縮短生產(chǎn)時(shí)間、降低單位成本來(lái)維持業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的壓力。零點(diǎn)定位系統(tǒng)和測(cè)量機(jī)能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來(lái)多大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)？WESCHU GmbH的首席執(zhí)行官算了一筆賬。

Werner Schurmacher站在位于演示中心中央的ZEISS CONTURA前，表示：“蔡司三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)給我?guī)?lái)了切實(shí)的效益。”雖然他的兩名工作人員以前就聽(tīng)到過(guò)多次這樣的評(píng)價(jià)，但依然不停地點(diǎn)頭表示贊同。作為WESGHU GmbH und Co. KG（總部位于德國(guó)紐倫堡）的首席執(zhí)行官，Schumacher經(jīng)常帶領(lǐng)潛在客戶參觀這座現(xiàn)代化的大型演示中心，該中心有兩個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)單元，配備多臺(tái)銑削機(jī)、蝕刻機(jī)和測(cè)量機(jī)。這位73歲的企業(yè)管理者說(shuō)：“在這里，客戶可以親眼見(jiàn)證這些設(shè)備怎樣高效地工作。” 這也正是他和他的女兒斥資300萬(wàn)歐元建造這座演示中心的原因所在。

Schumacher從事這一行已有40年。他一針見(jiàn)血地指出：“如果有人選擇在昂貴的火花機(jī)而非測(cè)量機(jī)上預(yù)調(diào)工件和電極，那他遲早會(huì)被市場(chǎng)所淘汰。” 對(duì)于淘汰的原因，Schumacher 解釋道，如果在昂貴的生產(chǎn)機(jī)器上進(jìn)行預(yù)調(diào)，每年的放電加工時(shí)間只能達(dá)到1,500小時(shí)。
 

Zimmer & Kreim 公司的自動(dòng)化解決方案Chameleon可自動(dòng)更換電機(jī)和組件

挑戰(zhàn)：盈利
公司的另一位首席執(zhí)行官和所有人Kathrin Schumacher知道，如果公司代表花時(shí)間驗(yàn)證 Schumacher的計(jì)算結(jié)果，把機(jī)器的實(shí)際放電加工或銑削時(shí)間相加，他們會(huì)“感到震驚”。以往的經(jīng)驗(yàn)表明，機(jī)器一天的生產(chǎn)時(shí)間超過(guò)6小時(shí)的情況非常少。Schumacher認(rèn)為，機(jī)器利用率如此之低會(huì)給公司帶來(lái)每小時(shí)60歐元以上的成本，而這些成本隨后會(huì)轉(zhuǎn)移給客戶。公司不但沒(méi)有盈利，反而會(huì)不斷累積虧損。根據(jù) Schumacher的假設(shè)，每臺(tái)機(jī)器每年的成本總計(jì)可達(dá)數(shù)千歐元。
在這一點(diǎn)上，Schumacher 父女的看法完全一致：“如果有人覺(jué)得這樣做完全沒(méi)問(wèn)題而一意孤行的話，那就無(wú)異于大把地向外撒錢。最終，企業(yè)會(huì)撐不下去，除了關(guān)門大吉?jiǎng)e無(wú)選擇。” 雖然Schumacher女士沒(méi)有公司倒閉的具體數(shù)據(jù)，但據(jù)她估計(jì)，在過(guò)去10年里，紐倫堡地區(qū)約有一半的模具和工具制造商已經(jīng)破產(chǎn)。

提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本
Schumacher女士強(qiáng)調(diào)：“但這些企業(yè)本不該有這樣的結(jié)局。” 她認(rèn)為，即使德國(guó)這種高薪資國(guó)家的企業(yè)，蔡司三坐標(biāo)也完全可以通過(guò)適度的投資來(lái)實(shí)現(xiàn)盈利。父女倆都建議小型模具和工具制造商優(yōu)化生產(chǎn)工藝，購(gòu)置一套約15,000歐元的零點(diǎn)夾緊系統(tǒng)作為基礎(chǔ)設(shè)備。

該系統(tǒng)允許員工將工件和電極固定在遠(yuǎn)離機(jī)床的位置，即使在制造機(jī)器上進(jìn)行預(yù)調(diào)，也能縮短設(shè)置時(shí)間。據(jù) Schumacher 計(jì)算，單是零點(diǎn)夾緊系統(tǒng)就能夠增加機(jī)器的總利用時(shí)間。其中一個(gè)原因是：?jiǎn)T工可以固定難以加工的工件，也可以同時(shí)夾住多個(gè)工件。員工在下班前將工件放入機(jī)器中調(diào)整設(shè)置好，就可以在夜間無(wú)人的情況下進(jìn)行加工。即使采用零點(diǎn)夾緊系統(tǒng)，在機(jī)器上進(jìn)行測(cè)量仍然要花費(fèi)大量的時(shí)間一而執(zhí)行工件定位的主要目的是在測(cè)量系統(tǒng)上進(jìn)行外部測(cè)量。之后測(cè)量機(jī)將偏移量數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)綑C(jī)床和作業(yè)管理器。然后員工或機(jī)器人只需從機(jī)床的測(cè)量系統(tǒng)中移動(dòng)裝有工件的托盤即可。

 
蔡司測(cè)量系統(tǒng)的監(jiān)視器告知操作人員工件是否滿足公差要求。
 

投資回報(bào)
根據(jù)Schumacher的說(shuō)法，該測(cè)量系統(tǒng)在僅僅6個(gè)月后就能收回成本。蔡司的調(diào)查還表明，增加一臺(tái)測(cè)量機(jī)幾乎可以將機(jī)床的生產(chǎn)時(shí)間增加一倍，而且生產(chǎn)成本和每個(gè)零部件的成本可降低40％。好處還不止于此。生產(chǎn)相同數(shù)最的零件所需使用的機(jī)床也更少。另一個(gè)有說(shuō)服力的理由是：使用測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量的精度更高。而且還可以提供質(zhì)量信息。WESCHU及其合同制造子公司IMT-Innovative Metall Technologien GmbH均采用蔡司測(cè)最機(jī)對(duì)工件進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)量，并根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)工序后的測(cè)最數(shù)據(jù)對(duì)工件進(jìn)行質(zhì)最控制。只有“合格”的零件才能進(jìn)入下一工序。Schumacher女士說(shuō)：”這樣就可以避免在報(bào)廢方面浪費(fèi)大量的時(shí)間和精力。”這是顯著提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的另一個(gè)因素。

客戶的誤解

盡管利遠(yuǎn)大于弊，但Schumacher先生估計(jì)仍有約80％的模具和工具制造商未使用測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行工件預(yù)調(diào)和在線質(zhì)量檢測(cè)。Schumacher女士說(shuō)：“其中許多公司只是擔(dān)心使用測(cè)量機(jī)會(huì)大大增加其工藝的復(fù)雜度，不利于簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程。”父女倆曾多次遇到同樣的誤解：客戶認(rèn)為，要使用一臺(tái)測(cè)量機(jī)，他們必須投資建設(shè)一個(gè)測(cè)量實(shí)驗(yàn)室，并聘請(qǐng)一名測(cè)量工程師。
兩位Schumacher很快就消除了客戶這種誤解。在演示中心，他們向潛在客戶展示了ZEISS CONTURA 和ZEISS DuraMax測(cè)量機(jī)如何在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行高精度測(cè)量。此外，來(lái)自合同制造公司的所有員工都在演示中心的機(jī)器上為WESCHU的客戶銑削或電火花加工成型嵌件、電極和機(jī)器零件。在那里，工作人員還可以借助用戶友好的智能軟件ZEISS CALYPSO preset，輕松地測(cè)量電極和工件的偏移量。

 
在演示中心向WESCHU的一位客戶展示，該工件經(jīng)過(guò)加工和蝕刻后達(dá)到了高精度。

測(cè)量機(jī)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便易用
Schumacher說(shuō)：”我們必須糾正更多人的這些誤解。” 她希望通過(guò)樹(shù)立口碑讓模具和工具制造商了解使用蔡司測(cè)量機(jī)及其配套軟件有多簡(jiǎn)單。在一次向客戶演示的活動(dòng)中，一名工作人員展示了ZEISS CALYPSO preset的操作簡(jiǎn)便性。
蔡司三坐標(biāo)操作員確定了夾緊系統(tǒng)上的零點(diǎn)后，為電極或工件選擇一個(gè)宏，然后使用測(cè)頭進(jìn)行測(cè)量。隨后就生成了一個(gè)包含偏移量數(shù)據(jù)的文件。該文件可以直接發(fā)送到火花機(jī)或作業(yè)管理器，后者將所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的機(jī)床。Schumacher女士說(shuō)：”經(jīng)過(guò)演示過(guò)后，該公司的代表頓時(shí)了解到即使是測(cè)量新手也能夠很快掌握這項(xiàng)技術(shù)
 

作業(yè)管理器是整個(gè)電火花加工單元的“大腦”，它負(fù)貴協(xié)調(diào)和控制電火花加工單元的整個(gè)工作流程。硬件與ZEISS CALYPSO preset等軟件模塊的集成以及自動(dòng)化零件處理的控制（如圖所示）都如此簡(jiǎn)單，同時(shí)可以確保整個(gè)單元的自動(dòng)化流程順暢運(yùn)行。

作為“幕后英雄”的ZEISS CONTURA能夠?qū)崿F(xiàn)安全、自動(dòng)化和無(wú)人值守的測(cè)量過(guò)程。WESCHU 在完全自動(dòng)化的電火花加工單元內(nèi)使用蔡司測(cè)量系統(tǒng)和ZEISS CALYPSO preset軟件。

著眼于自動(dòng)化
根據(jù)Schumacher的計(jì)算，客戶采用自動(dòng)化解決方案（如Zimmer&Kreim公司的Chameleon 自動(dòng)化系統(tǒng)或全自動(dòng)化生產(chǎn)單元）來(lái)強(qiáng)化零點(diǎn)夾緊系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)，可輕松將機(jī)器的總運(yùn)行時(shí)間增至超過(guò)4,000小時(shí)，每臺(tái)機(jī)器產(chǎn)生的利潤(rùn)超過(guò)110,000歐元。客戶甚至可以通過(guò)自動(dòng)化測(cè)量系統(tǒng)和機(jī)器裝載使生產(chǎn)時(shí)間達(dá)到6,000小時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)全天候零部件生產(chǎn)。