有一种系统，能自动地在工件和夹具之间替换，使得由机器人装载的立式加工中心能快速地重新配置，以投入新的运作或修改的运作。在这个系统，机器人还可以无人值守运行的情况下更换工件。由于有了无人值守的额外产能，开发此系统的摩托车零件制造商终于改变了在最繁忙的时候不能及时发货的状况。

图1 该系统中的机器人不仅加载和卸载工件，还更换软爪工具，在货架顶部可见到各种台钳爪套件

爱达荷州售后越野摩托离合器组件制造商Rekluse，其大部分订单主要都出在冬季的几个月。每年二月份，订单量一般是刚过去的八月份的两倍。为什么呢?因为在冬季，越野摩托车爱好者都在想着进行改装。因此，Rekluse必须应对这种每年对产品需求的大幅度起落。

解决高峰需求问题似乎是显而易见的。那为什么不把全年的零部件都做出来，存在库房里应付过冬的需求呢?公司的老板兼创始人Albert Youngwerth解释说，这解决方案是行不通的，因为有太多不同的零件号，公司不可能预测到哪些产品可能会有更高需求。有一款特殊的离合器出现在名人摩托车越野赛车手的杂志简介上，那是一种促销活动。此外，每年都会推出新型的摩托车，这意味着Rekluse必须设计和引进新的零件编号，以适应新的车型。所以，根本无法做到“未雨绸缪”。

多年来，公司对需求变化的反应很不理想，以至于举步维艰。一个是临时工问题。每年中有几个月要雇6~8名临时工来加盟有10~12名全职员工的制造团队。由于这些临时工缺乏加工技术经验，对公司的业务和流程又了解不深，通常不能做好全职员工所能做的事情，Youngwerth先生说。但更成问题的是公司应对订货高峰的其他问题：总是不能及时做出反应。每年，Rekluse都会因为推迟发货而让一些客户失望。

Youngwerth先生说，他知道答案就是自动化。如果他的工厂可以用自动化设备而不是额外的工作人员来满足需求高峰，那么或许有能力在低谷的月份中少用或不用这些设备。这样做显然可以降低人工成本，他说。然而，当他联系一家制造系统集成商为公司的一种零件家族策划机器人装载加工工艺时，他觉得价码太高了，公司不可能为所有其他零件实施相同类型的解决方案。另外，当该工艺的策划完成时，该工艺却已经过时。由于产品改进以及摩托车新车型的修改，该家族零件的设计已经大大改变，以至于不可能再应用到自动化系统上而无需昂贵的策划。对于Rekluse来说，机械加工机器人自动化的问题，是典型的机器人解决方案所固有的和专有的特性。

他和公司其他团队的成员寻找解决这个问题的方法。他们问自己是否有不同的方法，一种用于机械加工的机器人的更加柔性的方法，是否能像在加工中心上更换虎钳爪那样容易地更换机器人工艺装备?事实上，可不可以让机器人用台钳爪来抓取?

寻求答案

用机器人为加工中心装载和卸载工件和夹具这一想法现在已经成为Rekluse转换工艺的“种子”。如今，厂里七台不同的加工中心都用机器人装载工件和夹具。在许多情况下，机器人在无人值守运行中更换任务，作为此运行计划中的一部分，只需切换到不同的夹具。

Youngwerth先生现兼任VersaBuilt的总裁。这个公司是他建立的，旨在把这种柔性机器人系统推广到其他机械加工厂。Pro Moto Billet是VersaBuilt的第一个客户，该公司为立式加工中心购置了机器人系统，而不是新型的卧式加工中心。该公司正在考虑逐步淘汰卧式加工，因为在Rekluse的生产率结果表明，在立式加工中心上由机器人更换夹具实现的周期时间约为90%，这比Pro Moto使用更换托盘的卧式加工中心上通常所实现的还要好些。

但是，比生产率更显著的是对生产率的影响。今年，Rekluse只雇了2名临时工，而不是6~8名。Youngwerth先生说，今年公司实现了令人欣慰的生产里程碑。两个冬天前，当公司只有一台由机器人装载的立式加工中心时，它的发货仍然推迟了8周。现在，有了7台机器人进给的机器。他说，在这个刚过去的冬天， Rekluse顺利度过了旺季，没有落后。

软爪

当Youngwerth谈到机器人看护机床系统往往十分“专业”时，说了不少使它做到“专业”的东西，就是“臂端工装”。机床需要特定的夹具固定某些特定工件，机器人也需要抓手来夹住这些工件，要求是相同的。在由Rekluse开发、现由VersaBuilt销售的机器人系统里，其灵活性来自一个事实，即工件的夹具和抓手是一样的。“软爪”——也就是说，把台钳爪加工成能与工件匹配——是用气动或液压的方式固定工件进入到机床工作区域的，而这些相同的“爪”也用气动或液压的方式固定在机器人的臂端。机器人每次拉出成品件时，实际上是拉出软爪，因为机器人用这些爪来搬运成品，并从附近的货架拿起下一件。当该系统转换到另一个不同的零件号时，它可以把这些软爪留在同一货架内，并到货架上的另一个点取另一组爪，执行下一个作业。