机器视觉与网络携手打造机床无人化作业

　　安装在机床上的摄像系统是整个系统的一部分，可以帮助加工车间的工作人员在车间内完成更多的工作，且节约了时间。公司经理可以从远距离监控机床的工作情况。为了对突发的刀具磨损或突然的刀具断裂等事故作出快速的反应，还研究和采取了一些策略，无需回到车间内解决这些问题。

　　Hard Milling Solution公司的创建，是Corey Greenwald先生的一次大胆创造。该公司致力于引导硬质材料加工的变革。硬质材料加工被认为是一种对设备的专业性和技术知识的精确性要求很高的加工过程。在当时，大部分加工车间本身对硬质材料的铣削加工还不太熟悉，在Corey Greenwald先生采用这一技术来实现模具生产的流水化作业，对淬火工具钢的细节进行精加工或生产复杂的医疗元件之前，还没有谁创建出这样一个加工车间。

　　这是一个非常大胆的冒险，因为在创建初期，Greenwald先生既不是一个专业的机加工专家，也不是一个经验丰富的工具和模具制作师；他只是一个普通的生产工程师，对采用硬铣削技术的诸多优点十分着迷。从前曾管理过硬铣削成形冲床的安装工作，对于硬铣削加工拥有非常丰富的经验。新机床安装以后，冲压生产的时间从原来的30天缩减为6天。他清楚地看到，如果员工们继续努力，也许有希望达到更高的产量。硬铣削加工所潜在的前景鼓舞他们全面认真地学习这一工艺。

　　Greenwald先生所学到的有关硬铣削技术的知识越多，他就越相信该技术所能创造的价值越大。因此，Hard Milling Solutions公司就应运而生。Greenwald先生的一个好友在其附近开设了一个EDM线切割加工车间，在这位朋友的帮助下，Greenwald先生开始在Detroit北郊工业园区的一个租赁厂房内创业，并从位于Ohio州Mason市的牧野公司购置了一台V56型VMC立式加工中心。

　　这是一项颇具开创性的工作，硬铣削技术的优点仍然有待于进一步开发。不同的车间采用不同的技术，但并不是总能获得满意的结果。然而，Greenwald先生通过对硬铣削技术的深入研究以及对于研究成果的可靠性和可预测性的不懈追求开始得到回报。他不但在实践中验证从当地机床代销商、刀具供货商和软件转销商等地方学到的经验，还从事着自己的研究。

　　当Greenwald先生确信他的公司已经解决了生存问题时，他开始寻找可进一步提高和优化其技术的工作，他对不同的速度和进给率进行了实验，使其工艺技术推向从未试验和证实过的新的高度。由于他已经拥有丰富的经验和深刻的洞察力，因而对其车间工作所具有的能力和信心不断增加。不久，他又添置了第二台机床，同时也扩大了车间的面积，不断地更新工具系统以及支持硬铣削技术的编程软件。

　　Hard Milling Solutions公司是一个非常成功的加工企业，其业务发展十分稳定。Greenwald先生似乎已经得到了一个有关硬铣削技术的秘决，可应用于注塑模、锻压模和铣削零件的加工，其材料的硬度可高达65 HRC。事实上，Greenwald先生已经成为一个硬铣削工艺的倡导者。他坚定地认为，模具加工车间、医疗零件生产厂以及小型生产车间都应该广泛地采用硬铣削技术。创立不久之后，Hard Milling Solutions公司又添加了第三台牧野公司的VMC立式加工中心，而且计划订购第四台机床。

　　无人化加工

　　Greenwald先生逐渐发现，掌握硬铣削技术需要花费很长的时间并付出艰巨的劳动，保证机床的满负荷工作并发挥刀具的最大效能要耗费其大量的精力，努力满足每一个客户的愿望几乎是他每天唯一的工作。

　　Greenwald先生采用硬铣削方法的另一目标是学习如何实现无人化加工操作——硬铣削加工所必需的科学和系统方法。事实上，按照Greenwald先生的说法，如果硬铣削技术想要更加实用、获得更多收益并可持续发展，那么在硬铣削技术中采用无人化加工作业将是一个必然的发展趋势。正如他所看到的那样，让机床24h运行，实际上是硬铣削工艺达到最高生产率的关键。

　　然而，无人化加工作业并不一定意味着机床在运行工作的时候，车间里就空无一人。这只是说，操作工可以离开机床做其他事情，如修理刀具，为刀具下一步的工作路径编程，这些工作都可以同时进行。无人化加工作业只是Hard Milling Solutions公司多功能任务中的一部分。

　　Greenwald先生解释说：“无人化加工作业意味着不必站在机床前观察每一个加工动作或每时每刻倾听刀具加工零件的声音，操作工可以离开机床去做其他事情。但在无人化操作的工作状态下，仍然需要定时检查机床的工作情况。”他回忆说：“我们预先对机床进行调试，使其能够整夜工作或整个周末工作，但我们还不得不安排人员，牺牲一夜的休息时间，不时地检查关键零部件的加工情况。即使采取轮流值班制，对每个值班人员也是负担。”

　　Greenwald先生以继承和创新相结合的思想，首先在硬质材料铣削技术方面获得了成功，他所创建和执行的这套系统使他能够远距离监控机床的加工生产情况。为了对突发的刀具磨损或突然的刀具断裂等事故作出快速的反应，他还研究并采取了一些策略，使工作人员无需回到车间内解决这些问题。

　　他采用在机床上和车间的加工区安装视频摄像头的方式，通过以网页为基础的网络软件，让家用PC机或笔记本电脑成为机床的控制板，从而充分地发挥其机床控制系统的自动化功能特点及其编程软件的灵活性，以便于更换所需要的新刀具，使机床的无人化操作得到切实的保证。

　　Greenwald先生说：“该系统让车间内的机床只需一个工作班次就能够运行将近24h，机床的有效工作时间高达96%。更重要的是，我与员工们都可以拥有更多的休闲时间。”

　　视频摄像系统监控无人化操作

　　构建无人化加工环境的第一步工作是安装视频摄像机，并将数字录像机（DVR）连接到Internet互联网上。由于硬铣削方法是基于经过实践证明的加工技术之上，因此定期检查一下“无人化”操作的机床，就足以管理因工艺变化或编程错误而造成的刀具偶尔断裂的现象。然而，在晚上或周末的时候，每隔几小时到车间巡视一下也是很有必要的。“安装摄像机的目的就是由它们承担这些日常不必要的检查工作，”Greenwald先生说，“显然这一部分的工作是非常容易的。”

　　安装是非常简单且直接的事情。Greenwald先生雇佣了当地一家供货商，将货架上现成的商用数字视频摄像机分别安装到三台机床的密封罩内，并将另一台摄像机安装在墙上，监控整个车间内机床的工作情况。机床内的摄像机首先安装在较小的安装板上，然后用螺栓将其固定在机床的钣金件上。视频传输电缆线由机床密封罩的顶部引出，然后通过车间的天花板吊顶接入到Greenwald先生办公室的监控站。每一台摄像机的15 V直流电源线通过机床密封罩上的一个圆孔与一个变压器连接，然后将其插入到附近墙壁的插座上。按照Greenwald先生的说法，摄像机系统的安装只花了一个晚上的时间。Greenwald先生办公室的数字录像机让其能够看到车间内三台VMC立式加工中心生产的情况以及整个车间的工作场面。

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