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将生产能力提高四倍

来源:国际金属加工商情 发布时间:2020-11-24 640
工业金属加工金属加工金属切削机床金属成型机床模具及冲模焊接设备及工具其他金属材料表面处理测量及控制系统 金属表面处理
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变速箱生产厂商需要及时地向汽车制造商提供数量不断变化的各种各样的变速箱,而汽车制造商不仅希望这些变速箱重量要轻,还希望它们具有很高的性能,而且坚固耐用。这对变速箱的生产加工设备、工艺和物流都提出了很高的要求。

变速箱生产厂商需要及时地向汽车制造商提供数量不断变化的各种各样的变速箱,而汽车制造商不仅希望这些变速箱重量要轻,还希望它们具有很高的性能,而且坚固耐用。这对变速箱的生产加工设备、工艺和物流都提出了很高的要求。


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2台HeckertT45型五轴加工中心和机器人自动化工作站为Voith公司提供了符合用户要求的自动化解决方案。


2018年时,变速箱生产厂Voith公司宣布新建一条行星齿轮减速器的自动化生产线。该生产线的设计任务书要求:每年应能够生产数千不同型号的变速器零件,仅在两个装夹位置上完成零件装夹,同时有很高的装夹精度要求。“乍一看起来这似乎很难,利用常规的工艺技术是很难实现的。但凭借我们工程师的丰富智慧、研发人员的创新精神,以及与Voith公司的密切合作,我们成功地完成了这一艰巨的工程项目。”位于德国开姆尼茨市Starrag公司的首席项目工程师MatthiasGündel先生回忆道。


设备和专业技术知识


可以采用不同的方式方法来落实设计任务书中规定的技术规范,但到头来不是所有的方式方法都是可行的、或者说是有效的。这里,工程师的专业技术知识、数十年来积累的专业技术和机械加工经验都起到了关键性的作用:Starrag公司在铣削、车削和钻削加工方面的悠久历史和Heckert品牌在立体工件的加工方面的领先地位,特别是在运输行业、风能和精密加工设备的生产制造中。


满腔热情的Starrag工程师和SAV公司的自动化技术专家合作,联手开发独具特性的生产设备。“我们成熟的HeckertT45型加工中心能够完成包括车、铣和钻孔在内的综合性切削加工任务。然而,这一生产加工设备的最大挑战则是要利用上下料装置,设计出一个自动化的,节约生产辅助时间、设备调整时间的成套解决方案。”Gündel先生解释说。


实际上这一项目的设计和施工是所有项目参与者的一个教学项目。“不同切削加工的集成结合全自动化,使得这一切削加工设备成为独特的切削加工设备。这样一个项目只有在从方案设计到设备安装调试的所有人员的密切合作下才能实现。”Voith公司生产技术总监FriedrichOberländer先生说。自动化的上下料、零件传输和切削加工解决方案的核心是两台结构紧凑的HeckertT45卧式五轴加工中心和一台机器人。这台机器人就是电脑系统中的主机,负责协调2台五轴加工中心的整个自动化加工过程:它负责检查输入机床设备中的零件、控制着2台加工中心的切削过程。这2台五轴加工中心既可以加工相同的零件也可以加工不同的零件。机器人的工作速度很快,工作时间很短,完全可以在五轴加工中心加工的同时完成零部件的抓取和运输托盘的更换。当设备操作者通过HMI人机接口发出加工新产品的指令后,机器人能够在8秒内完成所有工艺装备的更换、调整。在机器人单元的存储系统中已经存储了所需的夹具、机械手和托盘。


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输送机能够可靠地、精确地将 5 种不同零件毛坯运送到位。


“通过这种创新性的生产加工方案,我们将整个切削加工工时缩短了一半!当五轴加工中心在不到10分钟的时间里完成第一次、第二次装夹零件的加工时,机器人就可同步完成下一个待加工零件的所有准备工作了。”应用技术工程师NicoLämmel先生自豪地说道。


最佳的零件运动过程


新的切削加工解决方案为被加工零件提供了最佳的零件运动过程,也降低了在制品的库存量(简称为WIP)。这样一来,就不需要临时存放零件毛坯、半成品和产品的存储场地了。“我们从经验中得知:直到零件能够装配使用之前,其生产加工的时间一般都比较长。这主要取决于生产过程的组织和企业的内部物流。有了这一全新的切削加工系统之后我们可以证明,我们能够更加快捷地完成切削加工任务。”Lämmel先生总结道。


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可以旋转-回转的卡盘结合HSKT100主轴构成了HeckertT45五轴加工中心的核心部件。即使是在最高转速每分钟900转时,卡盘的夹紧力也是可以无级调节的。


通过比较Starrag公司集成式切削加工解决方案与传统切削加工方案,可以清楚地知道用户能够获得的经济效益:“按年产量50,000件计算,我们不仅将零件的切削加工工时缩短了一半,而且还根据不同的实际应用情况将临时存放零件的场地占用减少了两倍半,刀具费用减少了大约四分之一,工装夹具的成本费用减少了50%。并不是所有的产品都有这么多的独特卖点!”Starrag公司市场销售经理ChristianQueens先生说道。


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在一个批次的产品生产过程中,机器人定期抽检合格的零件都放在 这些周转箱中,以确保产品质量。


创新性的切削加工


仔细考察一下实际的切削加工过程就可以知道为什么Voith公司选择HeckertT45型五轴加工中心切削加工解决方案:一旦牢牢地夹紧了零件毛坯,这款加工中心就开始了高动态性能的主轴旋转、粗加工、精加工、车削、铣削和钻孔加工。加工中心的刀具库中共有60种刀具,其中一些刀具可以在1秒钟内完成换刀,有些多功能车削刀具甚至不用换刀就能完成不同的切削加工任务。


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机器人可以自主更换机械手,并能快速地更换夹具。


在第一次展示型切削加工中,新型五轴加工中心的高效率、高性能和高速度就给Voith公司留下了深刻的印象。这一解决方案也证明了:典型的车削零件不一定必须在车床上加工。“我们研发生产的五轴加工中心的最大特点就是在切削加工的时间内,同时完成了非生产性的辅助工作,因此大大减少了整个加工所需的工时。利用这种优化的和灵活的切削加工解决方案使我们能够生产制造出多种多样的生产设备,满足不同用户的差异化需要。”Oberländer先生说道。总之:这是一个不仅仅引起汽车制造工业感兴趣的机械加工解决方案。



本文译自德国WerkstattundBetrieb杂志


作者:WolfgangZosel


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