當今，電火花加工和高速銑削是制造模具的關鍵工藝，這兩種工藝既相互競爭，又相互補充。近十年來，隨著超硬刀具、驅動技術、機床和控制技術的不斷發(fā)展，高速銑削已在部分場合替代了電火花加工。高速銑削工藝在加工自由曲面及體積較大的型腔時，有著無可比擬的高效率，并由于加工精度高和表面質量好，從而可免去后續(xù)的補充加工，大大簡化了生產(chǎn)工藝流程。然而，電火花成形加工工藝，在諸如加工較深、較窄或有著極小的內圓角半徑的型腔和加工復雜幾何形狀的零件，以及在加工硬度超過60 HRC的模具零件時，則有著比高速銑削更好的技術經(jīng)濟優(yōu)勢。
由此可見，通過高速銑削和電火花加工兩種工藝的相互結合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，也就是通過工業(yè)機器人和工件儲存庫把電火花加工機床和高速銑床連接成一個單元，或一個系統(tǒng)， 實現(xiàn)自動化加工，由此來提高生產(chǎn)效率、降低單件成本、提高加工精度和縮短生產(chǎn)流程時間及供貨時間，從而增強企業(yè)的競爭力。
近5～6年來，在歐洲生產(chǎn)電火花加工機床又同時制造高速銑床的諸如像德國的歐普斯-英格索爾（OPS-Ingersoll）、瑞士的GF阿奇夏米爾（GF Agie Charmilles）和德國的艾克?。‥xeron）等公司紛紛推出集成電火花加工和高速銑削加工的加工單元或模具中心等自動化綜合加工設備。
GF阿奇夏米爾公司為在模具制造領域里展示自己在電火花加工和高速銑削加工方面的相關技術，在其舍恩多夫（Schorndorf）的應用和服務中心里陳列了一個集成銑削加工和電火花加工的線型加工單元，用于制造注塑模型芯的鑲件。高效加工中心（Mikron UCP 600 Vario）和電火花加工機床（Form 2000）通過沿軌道行走的機器人（Workmaster Linear-System 3R）操作搬運電極和工件托盤。該單元系模塊化結構，可根據(jù)需要進行擴充。據(jù)報道，采用該設備可降低46%的制造費用。
該加工單元在接受作為訂單的加工任務后，就可從CAD/CAM開始，從編程、機床控制、工件托盤夾緊、電極和銑刀的選取，機床的加工啟動和已加工完的工件成品取下以及在框架式儲存庫上工件的存取均可自動進行，而工人只需在裝卸料工位把工件托盤裝到加工單元的框架式儲存庫上。通過自動化解決方案把兩種不同加工方式的機床集成在一起，實現(xiàn)工件的綜合高效加工。客戶可以拿著他們的加工任務來到應用中心，利用GF阿奇夏米爾公司的專有技術幫助找到合適的解決方案。
德國Ruhla模具制造公司是一家制造注塑模、沖模和彎曲模的小型企業(yè)，有職工45人。前幾年，由于公司業(yè)務的開拓和發(fā)展，現(xiàn)有兩臺機床的電火花加工能力，一年只能達到5000個小時，而實際需要8000個小時。而外購的電極和外面的電火花加工往往不能符合廠里的質量要求。當時Ruhla公司的領導在Schorndorf的GF阿奇夏米爾公司的應用和服務中心里看到了電火花成形加工的自動化解決方案，因此決定和GF阿奇夏米爾公司進行合作。在2008年初，在公司里安裝了一個全自動、集成電火花成形加工和高速銑削石墨電極的加工單元（圖1），在當時，這一套設備是歐洲的首臺設備，通過投資于高度現(xiàn)代化的加工單元，在技術上大大提升了公司的競爭能力。
圖1 集成電火花成形加工和高速銑削的全自動化加工單元
(資料來源：Ruhla模具制造公司)
這一套加工單元主要由下列設備組成：
◇ 兩臺電火花成形加工機床（Agietron Impact 2和AT Hyperspark 2 HS）；
◇ 高速加工中心（Mikron HSM 300 Graphite Master）；
◇ 三坐標測量機（Zeiss公司的Vista）；
◇ 關節(jié)型工業(yè)機器人（Handling Tech公司）；
◇ 識別系統(tǒng)（Zwicker系統(tǒng)公司的Flashident）；
◇ 系統(tǒng)管理軟件（Zwicker系統(tǒng)公司）；
◇ 裝卸料工位和（加工單元的）上料工位。
加工單元的運行方式：設計石墨電極、電極的高速銑削，然后由機器人（圖2）將電極存放到框架式中間儲存庫里。工人在外面從框架式倉庫上取下電極，在三坐標測量機上進行測量，然后把電極放回料庫任何一個位置上，由識別系統(tǒng)將位置信息傳給管理系統(tǒng)。在裝卸料工位工件夾緊在工件托盤上，通過上料工位傳輸給加工單元。在加工單元內，由關節(jié)型工業(yè)機器人來操作工件托盤，在進行加工工序期間，機器人把工件托盤存放在框架式料庫上，由識別系統(tǒng)確認這個存放位置。在后續(xù)加工結束后，機器人又把托盤送回到卸料位置。
圖2 目前，加工單元有300個電極托盤儲存位置和24個工件托盤儲存位置。
在一臺空架軌道上行走的關節(jié)型機器人為一臺加工中心和兩臺電火花成形加工機床供給電極坯料和電火花加工用的電極。（資料來源：GF阿奇夏米爾）
總共有四名職工分別為加工單元擬訂加工規(guī)劃、設計電極和在裝卸料工位、測量工位以及加工單元上從事一些輔助服務工作。加工單元也可以在無人看管的情況下運行。
加工單元投入使用以來，其主要使用效果表現(xiàn)在電火花成形加工的能力提高約3000個小時，電極的制造時間縮短約70%和提高了設備的柔性。
歐普斯—英格索爾公司為Beckmann模具制造廠提供了一套由一臺電火花成形加工機床Gantry 500、一臺高速銑床OPS 650、一個料庫和一臺機器人組成的模具中心。由任務管理系統(tǒng)協(xié)調加工過程，根據(jù)任務優(yōu)先原則對加工進行排序。料庫有裝有發(fā)訊芯片的8個工件托盤和180個電極夾頭，機器人和機床由此能可靠識別任何一種工件。模具中心可24小時可靠運行。工件能在一次裝夾后完成綜合加工，大大提高了加工質量，成倍提高了加工速度和產(chǎn)量，從而縮短了供貨時間。
在這里，對艾克?。‥xeron）公司和它的自動化加工系統(tǒng)Cxo-Cell作一簡單介紹，艾克隆公司是一家有著30年制造電火花加工機床歷史的著名企業(yè)。該公司為了提升自己在模具加工設備領域里的競爭力，幾年前，它收購了Chiron公司高速加工中心的Digma品牌。目前，該公司推出的自動化加工系統(tǒng)是由一臺電火花加工中心exeron 312、一臺銑削中心exeron HSC 300 、一臺6軸工業(yè)機器人和一個回轉式料庫（exeron AWEX 150/10）組成。
從上述介紹的情況可以看出，高速銑削和電火花加工的結合，體現(xiàn)了模具加工工藝朝著高效低成本發(fā)展的趨勢。同時還可以看出，模具生產(chǎn)企業(yè)顯然是特別注重這種自動化集成的解決方案應由既生產(chǎn)電火花加工機床，又制造高速銑床的一家公司來供應，同掌握這兩種工藝的廠家進行合作，無疑可獲得工藝上不偏不倚的建議和投資決策的幫助，這種一攬子解決方案同時也方便于設備的維護和檢修。
目前，通過系統(tǒng)自動化技術，集成不同加工工藝已是模具制造技術的發(fā)展趨勢。電火花成形加工和高速銑削集成到了一個加工單元或加工系統(tǒng)中，充分發(fā)揮各自的工藝優(yōu)勢，明顯提高了設備生產(chǎn)效率、縮短制造和供貨時間，提高加工精度以及降低單件成本，從而提高了企業(yè)的競爭力，而這些成果對于采用單獨運行的設備是難于取得的。
