Sequoia自動化公司擁有一個CNC精密數控加工車間，為汽車工業提供二級和三級零件，他們亟需縮減生產成本、提高生產效率和保持在這一行業中的競爭優勢。為了很好地解決公司所面臨的這些問題，需要提高該公司生產車間中雙托盤立式加工中心的自動化水平，設計安裝小巧玲瓏的機器人，以滿足機床上大量工件的裝卸要求。該公司的管理人員注意到，應用機器人是充分發揮車間潛力的關鍵，它可以使車間的生產率提高5倍以上。

Sequoia 自動化公司從事汽車空調系統連接器的專業化生產，一般來說，這種連接件的體積較小，安裝于2~2.5 in的管子內。他們首先將采用擠出工藝生產的鋁棒鋸斷，然后在立式加工中心上加工生產。加工的工位主要包括孔徑和其他內部的一些部位，其外形通常還保持著原來擠出件的毛坯外形。

該車間擁有34臺立式加工中心，大部分機床配有分度工作臺。由于在長期的加工周期中，夾具中的零件處于滿負荷的狀態，因此一名操作員一般可以操作2臺立式加工中心。這樣做盡管節約了一定的勞力成本，但如果與Sequoia 自動化公司競爭對手所操作運行的旋轉式組合機床相比，加工中心的競爭能力就顯得相對不足了。

為了提高機床的生產效率，該加工車間開始以雙托盤立式加工中心替代老式機床。該公司的總經理Dennis J. Burke先生解釋說：“現在，老式機床被放置一邊而棄之不用，操作員從新機床的夾具上卸下加工后的成品，然后更換上新的毛坯件。為了減少待機停工時間，我們開始用雙托盤加工中心更換了老式機床，這樣，當一個托盤上裝卡的工件在加工的時候，操作員可以在另一個托盤的夾具上裝卸另外一些工件。在過去4年中，我們購置了7臺雙托盤立式加工中心，在這些機床上，我們只需幾秒鐘的時間就可完成兩個托盤的相互交換，從而大大縮短了停機時間。”

雙托盤機床的應用使該公司在正確的方向上邁進了一步，但仍然有許多工作有待于進一步改進。該公司的質量控制部主任Cheryl Schraut先生補充說：“由于全球性經濟問題，我們不但要與本地區同一街道上的車間進行競爭，而且還要與南美、印度、英國以及全世界的公司進行競爭。每臺機床所需雇傭的操作員費用越來越高，顯然，我們必須找到一些切實可行的辦法，提高加工工藝的自動化水平。問題是，我們只是一個加工車間，沒有長線生產業務。因此我們面臨的挑戰是加工工藝的自動化革命，而不是借助于它們本身的自動化。”

如何實現自動化？

根據Burke先生的預測，采用機器人技術是實現他們車間加工操作自動化革命的最佳解決方案，盡管他還不能肯定究竟采用哪一類機器人最適合于他們的工作。

Bruke先生對多種自動化方案進行了研究，希望能找到一種最適合于現有機床和現有加工工藝的最佳解決方案。隨著一系列選用方案的不斷考證，一種最理想的機器人方案終于開始浮出水面。這種機器人必須小巧玲瓏、重量輕、成本效益高。它應專為一臺立式加工中心提供服務，而不是同時為幾臺機床服務。當不需要機器人提供服務時，可讓機器人退出工作現場，使操作員以普通的工作方式操作機床，也就是說采用手工方式裝卸工件。

于是Burke先生向Fanuc機器人公司的地區銷售經理Gary Kowalsiki先生具體描述了他對所需機器人的一些想法。

Sequoia 自動化公司首先從Yamazen公司購買兩臺Fanuc CNC Mate 200i生產型機器人，同時還包括兩臺由NTC 美洲公司提供的NV4G CNC雙托盤立式數控加工中心，上面配有多功能工裝夾具，可加工承接該公司的大批量訂單。

Fanuc公司設計的Mate 200i型機器人，其結構小巧，可作為一個低成本的機床解決方案。這一裝置是按照成套設備的方式開發的，可直接與機床的接口連接，整套自容式系統裝置包括一個6軸的機器人，其臂長可延伸19 in。這種機器人可安裝到車床、銑床、加工中心和其他機床上，為裝卸工件提供服務，其裝卸高度離地面36~44 in。這種機器人的重量很輕（只有1050Ib），可以用于起重設備起吊，將其安裝到工廠內任何與之相匹配或允許其接近的機器上。

機器人可移動幾英尺的距離

Sequoia 自動化公司只需要機器人向旁邊移動幾英尺的距離，使其靠近機床。機器人的手臂安裝在一個左右滾動的平臺上，可以使其在機床工件的裝卸區來回移動。防護罩的右側可以與平臺一起移動，并向防護罩的左側伸縮。當平臺全面向右邊延伸時，機器人就處于工件裝卸區的正前方，防護罩約占3×7ft.的面積；當其向左邊伸縮時，其面積將縮減到3×4ft.。

要使機器人離開機床橫向移動，必須拆除兩個銷釘后才能使機器人向左移動。機器人在機床工件裝卸區正前方的重新定位需要由操作員將機器人推回到原來的位置上，并將銷釘重新安裝到防護罩的面板上，并將安裝墊塊用螺絲擰緊，固定在平臺的支架上，直到支架觸及到地面為止，這時，機器人準備就緒，可以開始工作了。

目前，Sequoia 自動化公司正在使用其新近安裝的機器人裝置，裝卸雙托盤立式加工中心上的工件，這個加工件就是汽車空調系統的連接件。立式加工中心采用并列的排列方式，每臺機床都用于零件的兩側加工。

加工順序

連接件在加工時，首先是機器人從工件庫的工件撿取工作站移動到一個擠出毛坯件上，并將這一毛坯件傳送到一個由液壓驅動控制的多功能工件夾具空穴內，該夾具安裝在立式加工中心空置的一個托盤上。當工件夾具上的12個空穴都裝上毛坯以后，將毛坯件精確定位并夾緊，然后送入機床開始加工。

立式加工中心的防護門打開，托盤開關定位，將裝滿工件的夾具放置到加工區域加工。當機床加工工件的第一面時，機器人開始將更多的毛坯件安裝到第二個空置的托盤夾具上。當毛坯件端部的第一面加工完成以后，托盤再一次更換位置。機器人從第一個托盤上卸除加工完第一面的工件，然后將其傳送到在機器人防護罩內的“翻板工作站”，然后從內側板將其安裝到工作站上，并通過這一工作站將工件有效地翻轉，使未加工面朝上，并再次安裝到夾具上夾緊。

將第一面經過加工的12個零件再次裝卡到夾具以后，托盤再一次改變位置，然后開始工件第二面的加工。現在托盤上的零件已經完全加工，但托盤需要重新改變位置，以便讓機器人從托盤上卸下零件。

然而在機器人卸下加工后的零件前，采用安裝在機器人夾鉗基座上的高速壓縮空氣噴嘴，吹除遺留在整個夾具上的切屑，因為在卸除零件等過程中，可能會有一些切屑掉落到一個或多個空穴內，影響下一批工件的正確就位。從毛坯件的安裝進行第一面加工到零件完成全部加工，直到將成品傳送到下一區域，大約需要30min的時間。