位于芝加哥地区的制造商将来自Kitagawa公司的快速更换卡盘应用于Mazak车铣床上，为其增加了很多优势，只需一次性装卡调试即可完成零件的全部加工生产，不需要在多台机床上转移和进行多次装卡调试。

位于芝加哥地区的制造商——Midwest Pressure Systems公司（简称MPS公司）将加工工件逐步地从多台铣床和车床上转移到多功能复合的车铣床上生产，带来了人们所期望的各种优点。按照该公司的说法，零件的过度加工处理已成为历史，现在的零件加工要求减少工件的调试设置次数，以便减少相关的累积误差，同时可减少停机时间并提高产量。然而，即使是一台通过一次性装卡调试就能够生产出零件的机床，通常从一个工件更换到另一个工件也需要手工操作。为了确保这些变换过程尽可能有效地执行，MPS公司依赖于另外一种解决方案：采用从Kitagawa Northtech公司（位于伊利诺伊州的Schaumburg市）引进的快速更换卡盘。

新的开始

事实上在2008年之前，该公司几乎是没有任何机床的，所以对于MPS公司来说，增加多功能机床是其走出的重要一步。在那一年的8月，该公司的老板兼创始人Bob Vogt先生决定要使其内部的生产适应该公司核心产品系列“空气和煤气升压系统”业务的迅速发展。

他选择的时机是正确的：经常与MPS公司签订合同的当地一家机加工车间的老板，刚好最近决定要出售他的公司，于是Vogt先生就买下了这家车间，并将MPS公司及其新收购的机床全部迁移到现在这个位于Bensenville镇的23000ft2（1ft2=0.0929030m2）的厂房，该地离芝加哥俄亥俄国际机场仅几英里的路程。开始该公司有三名全职操作员和一名质检员，在10000ft2的机加工车间和毗邻的质量控制室工作。工厂的其余部分专用于办公室、升压器组装车间和试验室。

在压力之下

从机加工车间收购的老式加工中心和车床足以满足近两年生产的要求。然而，该公司在2010年年底开始努力奋斗，因为其业务量在前一年的急剧下降后开始回升。对于MPS公司而言，秋季的需求高峰期主要来自于石油和天然气行业的客户。车间经理Mark Traxler先生这样说：“整个行业处于回升状态之中，被搁置的订单又重新回到了在线网站上。我们必须规划一下，如何使这些零件的生产速度提高3倍，以达到及时交货目标。一个典型的零件需要通过车床的两次加工操作和4次铣削加工操作，对我们来说，整个加工周期太漫长了，无法满足任何交货截止日期。”

除了造成多个小时的停机时间以外，材料的传送以及工件从一台机床转移到另一台机床所需的多次装卡调试也会给调度工作造成困难。这是因为在一个工位上的延误将会对生产线的下游产生连锁反应，多机生产工艺中也会增加累计误差的风险并造成相关的零件缺陷。

提高生产能力

为了提高加工操作水平，使生产的零件早日出厂，Vogt先生根据当地Mazak公司的经销商——Machinery System公司高级销售助理John Coudal先生的建议，购置了一台Mazak Integrex 200型车铣床。实践证明，该机床是非常合适的，完全能够满足该车间的生产要求。对于大部分零件来说，这意味着它可以使选定材料的加工精度至少保持在0.001in（1in=25.4mm）的公差范围之内，例如像通常使用的6061铝材或316不锈钢。经过一年有价值的稳步改进以后，在减少调试时间、停机时间、提高产量和降低产品废品率等方面都有了很大的提高。此后，该公司又购置了一台Integrex 200型车铣床，不过这台机床除主轴以外，还配置了一套副轴。

现在，这两台机床一起生产的零件超过MPS公司零件产量的50%。然而，Traxler先生指出，并非新改造的生产工艺的所有优点都可追溯到机床本身。如果没有Kitagawa Northtech公司提供的QJR系列快速更换卡盘，那么操作员每年将要多花费数百个小时在材料的搬运和工件的装卡调试上，因为从一个工件到另一个工件的生产转换需要经过多次的装卡调试。

在MPS公司加工的每一个零件，都有其自己专用的一套柔性夹爪，它可以存储和重复使用，其孔径无需再次加工

发扬光大的优点

在Coudal先生提出建议后，MPS公司随同其第一台Integrex车铣床购置了其第一套QJR08快速更换卡盘，这种卡盘将帮助该机床发挥出其最大的优点。Traxler先生说，该车间使用这套卡盘的经验证明Coudal先生的建议是正确的，当该公司购置其第二台Integrex车铣床时，选择在该机床上同时配置主轴和副轴，而且又增加了两套8in的卡盘。

传统的卡盘夹爪通常是使用多个螺丝连接固定的，而QJR系统的夹爪则是在卡盘表面的插槽上内外滑动，只需用一个六角扳手键旋转四分之一转，将其固定或松开。按照Kitagawa公司的说法，这种卡盘的夹爪可以在2min的时间内完成变换，而传统的卡盘则需要10min以上的时间。对于MPS公司而言，卡盘的这种功能是非常有用的，尤其是当客户要求紧急订货的时候，这类零件一般都没有库存，而且发生这样的情况也是比较常见的。在这种情况下，采用快速更换卡盘可以很容易地中断原先的生产进度，以适应新加工件生产的需要，不会因重新安排其中一台车铣床加工新的零件而失去大量时间。“凡是必须用卡盘夹紧的每一个零件，我们通常采用不同的直径进行加工，”Traxler先生解释说，“在没有任何麻烦的情况下，卡盘具有迅速来回切换的能力，这无疑是一个很大的优点。”

这些升压器系统使用的成品零件是由316不锈钢加工而成的，在MPS公司加工这样的材料是很普通的事情

尽管如此，但发生这样的情况仍然是比较少的，通常需要更换夹爪的次数平均每星期一次。因此，Traxler先生指出，更换夹爪的过程实际上也不是卡盘最节省时间的特点。他解释说，该公司使用其独特的柔性夹爪，因为在加工时，它们可以与每一种工件相匹配，达到精确夹紧工件的目的。每一套专用夹爪永久性地安装在其自己的一套夹爪基座上；反之，它又通过精密磨削加工的锯齿与卡盘表面配合，其重复精度可达0.0002in。有了这么高级别的精度，柔性夹爪的孔径从来也不需要再次加工，否则，采用这种工艺加工可能会花费长达20min的时间。因此，夹爪可以无限期储存，当下一次计划需要加工特定零件时，可不失时机地再一次使用。Traxler先生说：“我们只是将它们存放在一个架子上，当我们需要时，将它们拿下来使用就可以了。”他还补充说，以前遗留下来的无用夹爪往往可以重新加工，以适应新加工件的需要。

他说，每个零件都有一套易于更换、不需要再次加工孔径的专用夹爪，这对他们的车间来说是特别有利的，因为他们车间的两台车铣床都使用同一型号的卡盘。其唯一的不同是：第二台机床的副主轴上使用的是环形夹爪，更容易夹紧工件，因为该工件的圆面部分需要在主轴上铣削加工。不管发生什么情况，根据当天的生产计划，任何特定的零件都可以在任何一台车铣床上加工，只需简单地将卡盘夹爪从一台车铣床转移到另一台车铣床上即可。“我们可以用同一套夹爪在第一台机床上加工零件的一个侧面或在第二台机床上加工零件的全部，”Traxler先生解释说，“我们只需将夹爪搬移安装到我们所需的那个卡盘上就可以了。”

MPS公司还加工大量的铝材，其中大部分为图中所示的圆柱形棒材。凡是在可能的情况下，都尽可能使用棒材，即使是不需要采用车削加工工艺的零件，这有助于进一步发挥多功能复合机床在生产整个产品系列中的优越性

节省时间 节约资金

Traxler先生说：“快速更换夹爪而无需重新加工孔径的能力，可使每一次工件的装卡调试时间节约30～45min。考虑到MPS公司一次典型的装卡调试无论如何需要3～5h，因此在这方面的节约是‘非常可观的’。”此外，使用快速更换卡盘所获得的额外节约时间，首先要超过从多台机床转移到多功能复合车铣床生产所节约的时间。避免冗长的装卡调试和附加的材料搬运，也为其提供了额外的好处。例如，工作人员可以将精力集中到其他重要的业务领域，例如开发新的升压器设计，扩大产品系列。

Traxler先生将该新工艺的全部优点总结如下：“以前，我们一次只能加工约20个或30个零件。现在安装了Integrex车铣床和快换更换卡盘，我们一次可以加工50～75个零件。尽管我们现在加工的生产批量仍然相对较低，但我们的加工速度提高了3倍，加工最关键的零件时也无需增加技术工人。随着时间的流逝，当将一台具有多种能力的新机床成本与技术熟练的工人成本相比较时，其所能节约的资金就十分清楚了。