对于模具制造企业，零件品种多、生产批量变化频繁，是影响机床自动化效率的重要因素。同一台车铣复合加工中心可能需要加工不同直径、长度及外形的金属零件。如果自动上下料机器人只能使用一种固定夹爪，当工件规格发生较大变化时，就需要人工更换末端夹持装置，影响设备连续运行。
瑞士Otto Hofstetter公司在模具及冲压工具制造过程中面临类似问题。该企业位于瑞士Uznach，主要生产注塑模具和冲压模具。随着订单品种增加，原有生产设备需要频繁处理不同规格的工件，企业希望通过自动化改造，使机床能够按照生产任务顺序完成连续加工，并减少人工干预。
2026年10月，德国SCHUNK公布了Otto Hofstetter的自动化改造案例。该项目由瑞士自动化设备制造商R. WICK负责设计集成，采用Nakamura-Tome JX-250五轴车铣复合加工中心、FANUC M-710iC/70工业机器人以及SCHUNK CPB自动换枪盘，组成多规格零件加工单元。
这套系统可以处理小型零件以及直径最大约210毫米的工件。需要注意，这一尺寸是官方案例所描述的加工零件范围，并不是CPB换枪盘本身的最大允许工件直径。
项目于2025年底完成设备交付，并自2026年2月起投入运行。根据SCHUNK公布的信息，新加工单元替代了此前使用的三台设备，能够按照预先安排的任务顺序自动完成不同工件的上下料与换型。
在这套自动化系统中，换枪盘是连接机器人与不同夹爪的关键机械接口。
CPB自动换枪盘由机器人侧的连接组件和工具侧适配组件构成。机器人侧安装在机械臂末端，工具侧则与不同夹爪连接。当生产任务需要更换夹爪时，机器人移动到指定存放位置，通过换枪盘的锁紧与释放动作完成切换。
这样，机器人无需在每次更换工件规格时等待操作人员拆卸夹爪，也不需要为每一种工件配置一台独立机器人。
Otto Hofstetter项目采用了配套的夹爪存放架。不同夹爪预先放置在指定位置，机器人根据当前工件类型选取相应夹爪，并在完成装卸任务后将其放回。
官方案例确认，系统使用了SCHUNK PGN-plus-P夹爪以及JGZ定心夹爪等产品，其中部分夹爪配置了根据工件外形设计的专用夹指。换枪盘本身并不决定工件如何被夹持，而是负责在机器人与不同末端夹持装置之间建立可靠的机械连接。
这种分工对于多品种、小批量生产具有实际意义。
当需要加工不同直径或形状的零件时，可以根据零件特点选择适当夹爪。夹爪负责接触和夹持工件，机器人负责将工件移动到指定位置，而换枪盘负责夹爪之间的自动切换。
如果零件外形、重量和夹持位置存在较大差异，仅通过调整机器人运动程序，未必能够使用同一套夹爪完成所有装卸任务。利用换枪盘组合不同末端工具，可以提高一套机器人系统处理多种工件的能力。
CPB采用气动驱动的机械锁定结构。SCHUNK在该系列中使用自锁式销钉机构，通过相应夹紧结构完成机器人侧与工具侧之间的机械连接。
制造商公开资料表明，CPB的锁定销采用经过真空硬化处理的不锈钢材料，设计重点包括连接稳定性、重复对接性能和长期机械使用寿命。
其锁定结构还具有在压缩空气压力意外下降时保持机械连接的能力。集成弹簧用于支持锁紧状态，降低连接部位产生间隙的可能性。
不过，自保持结构并不意味着机器人末端负载在任何情况下都不会脱落。实际允许载荷与换枪盘规格、工具重量、重心位置及机器人运动产生的力矩有关。整个系统仍需要按照设备风险评估和产品技术参数进行设计，不能将换枪盘的机械自锁功能直接等同于完整的机器人安全防护功能。
对于自动上下料设备，换枪盘的定位精度同样重要。
机器人每次进入夹爪存放架，都需要使连接组件与工具侧适配器保持正确的相对位置。如果工具存放架发生偏移，或者夹爪没有放置到位，就可能出现对接困难、锁紧不完整及机械干涉等问题。
CPB采用适形锁定结构，并能够在产品规定范围内适应一定的轴向和角度对接偏差。这有利于机械连接在实际自动换型过程中保持稳定，但并不意味着机器人可以在任意偏移条件下完成连接。
实际调试时，工程人员仍需对机器人换枪位置、工具存放架、锁定动作和取放轨迹进行验证。
换枪盘还需要考虑夹爪的能源供应问题。
部分气动夹爪通过压缩空气实现开合，电动夹爪或其他末端工具则可能需要电源和控制信号。如果机器人需要自动切换这些工具，机械连接完成后，还必须保证对应的气路或电气接口能够正常工作。
SCHUNK CPB系列提供附加气路通道及相应安装结构，便于为末端工具配置能源连接。
在Otto Hofstetter项目中，R. WICK根据自身设备标准对连接方式进行了调整。SCHUNK官方案例确认，部分电气触点采用系统集成商设计的弹簧触点结构，另一些使用SCHUNK组件，最终形成适应该项目的紧凑型连接方案。
因此，不能将该项目理解为全部电气信号和气路都通过某一种标准CPB接口自动完成传输。具体能源与信号连接方式需要根据实际工具配置设计。
新加工单元的工件供料采用托盘及存储架结构。
操作人员首先将待加工工件放入相应托盘，再将托盘送入存储系统。机器人根据生产任务，从对应位置取出工件，送往车铣复合加工中心的装卸位置，加工完成后再将工件放回指定存储位置。
对于适合棒料加工的标准零件，机床还可以通过棒料送料装置供料。这样，自动化系统能够根据不同工件类型采用相应供料方式，而不必要求所有零件都通过同一条物料路径进入机床。
在这套系统中，机器人承担的是工件搬运与上下料任务，CPB换枪盘切换的是机器人末端夹爪，而不是车铣复合加工中心主轴内的切削刀具。
这一区别十分重要。机器人换枪盘与机床自动换刀系统虽然都具有工具切换功能，但安装位置、机械结构、承载方式和工作任务并不相同，不能作为同一类产品处理。
根据SCHUNK公布的运行情况，Otto Hofstetter现在能够安排多个加工任务连续执行，并在前一任务完成后自动切换到下一任务。对于夜间或较长时间无人直接操作的加工时段，这种任务组织方式可以减少因工件规格变化造成的等待。
不过，自动换枪只是实现连续生产的一个环节。实际连续加工能力还取决于托盘供料、机床程序管理、夹具配置、机器人运动以及设备故障处理。不能将整套生产单元的效率改善全部归因于换枪盘。
在设备维护方面，换枪盘的锁定机构、定位表面和气动连接应作为定期检查对象。
如果机器人更换夹爪时出现对接异常，需要检查工具存放位置、连接组件是否受到异物影响，以及压缩空气压力是否满足所选型号的要求。
当换枪盘采用电气触点传递信号时，还需要关注触点状态和连接可靠性。若夹爪已经完成机械锁定，但相应的工具状态信号仍然异常，应分别检查机械锁定、气路、电气连接和控制程序，而不能简单认定夹爪已经损坏。
对于金属切削加工现场，还应考虑切屑、冷却液和粉尘对换枪机构的影响。设备设计需要避免大量切屑进入连接区域，并按照制造商要求检查锁定机构和相关密封结构。
R. WICK与SCHUNK在该项目中的合作，说明机器人换枪盘并不是一个独立发挥作用的自动化装置。它需要与工业机器人、末端夹爪、工具存放架及设备控制程序共同构成可重复执行的换型流程。
对于模具零件这类品种多、批量变化大的生产任务，机器人换枪盘能够减少人工更换夹爪所需的机械操作，使同一台机器人适应不同规格的工件装卸要求。
Otto Hofstetter车铣复合加工单元的实际应用表明，采用可靠的自动换枪机构，并合理设计夹爪存放、能源连接和任务切换方式，可以使机床上下料系统具有更高的生产适应性。具体应用仍需根据工件重量、机器人负载、换枪盘允许力矩及现场安全要求完成选型与验证。
