轻松实现自动化

 

 

Knoll机床设备有限责任公司是家喻户晓的机床外围设备制造商。该公司的主要产品是输送设备、过滤设备以及泵类产品。Knoll提供的解决方案可以用于切屑的运输和冷却液的过滤分离。同时，物流所需辅助系统的组装和运输也是公司的重要业务领域。“我们的企业正在稳步增长。”Knoll公司加工车间主任JohannesLautenschläger先生介绍说。

 

Knoll公司位于德国BadSaulgau工厂的生产面积大约5,7000m2，分为钣金加工车间、焊接车间、粉末喷涂车间、装配车间、质量检查和机加工车间等。其中，机械加工车间主要生产的是一些小型零件，例如轴、齿轮和链轮加工，设备利用率高达95%。

 

在Lautenschläger先生眼中，“自动化是我们的中心议题。一方面是为了提高生产效率，更重要的是要减轻员工的工作强度。当我们的员工能同时操作多台生产设备时，他们就能为完成更重要的任务，留出更多的宝贵时间。”

 

2018年10月，与万能车床配套的LoadAssistantS-230型装载机器人进场了。“我们为万能车床制定的自动化解决方案是，在不大的空间内配置一个操作简单的‘零件库’，能够顺利地完成毛坯工件的装夹。”Lautenschläger先生说。

 

 

Halter公司研发生产的LoadAssistantS-230型装载机器人由两大部分组成：一个是拐臂机器人，另一个是零件库。零件库的回转工作台上有12根用来堆叠放置中空形的零件毛坯的立杆；可以放置的零件毛坯最大直径不超过230mm、最大高度（厚度）为175mm。最大满负荷时可以在这个零件库中存放385个高度10mm的零件或者毛坯。零件毛坯是从LoadAssistant的后门处放入的。在向车床供料时，拐臂机器人会从零件库的特定位置抓取一个毛坯。在机器人不工作时，操作者可以打开LoadAssistant的前门，从前门的四个立杆中取出加工好的成品。

 

 

“利用Halter公司的自动化装夹机器人，我们生产了大量的链轮、直齿轮和法兰式轴承座以及铸铁链轮。为保证零件能够正确地装夹到机床设备中去，我们为零件库回转工作台的立杆配备了自己设计制造的毛坯定位工装。”加工车间主任WernerBlaser先生介绍道。

 

为了确保机器人精准地抓取到零件毛坯，LoadAssistant装夹机器人中有一个接近开关。“铸件毛坯和锯割下来的零件毛坯都有一定的高度公差。这些毛坯经立杆堆叠放置时其高度公差会积累起来。为避免这种情况，我们在堆叠立杆处通过螺杆逐渐地向上抬升零件毛坯，并利用激光光栅确定毛坯的最上部位置。这就保证了串在堆叠立杆上的零件毛坯始终有相同的最高位置尺寸，而且不受零件高度尺寸公差的影响了。”Blaser先生说。

 

 

 

当前，万能数控车床储存的加工程序大约有70个，主要加工的零件是正反两面都要切削加工的零件（大约占80%），生产批量在20个至500个之间，而且还有进一步上升的趋势。每一个零件的加工工时在一分钟至七分钟之间。

 

装夹机器人也提供了无人值守的夜班加工可能性：在被加工零件不太复杂的情况下可以由装夹机器人与数控车床一起实现自动化生产加工。这时，白班的操作者必须为夜班的无人值守生产加工做好准备工作。“例如我们在生产链轮时就充分利用了零件库的存储容量，在零件库中装满了毛坯。这就能够让Load-Assistant装夹机器人在无人值守的情况下连续不断地工作3个小时左右。”Lautenschläger先生说道。

 

面对每笔订单的产品数量越来越少的趋势，Lautenschläger先生说：“很可能零件库中的立杆都装不满毛坯。”即便是这样，自动化的技术改造仍然带来了丰厚的回报：“为了获得最高的装载机器人利用率，有时我们会将几个不同合同的相同零件合并在一起生产制造。”

 

当然，自动化解决方案也可以用来加工制造高精度的零件。“例如我们的法兰式轴承座就是这样的高精度产品。它实际上是一个有着法兰功能的轴承座，轴承座的尺寸公差非常小，介于10至20μm之间。”Lautenschläger先生说道，“因此我们在拐臂机器人旁边补装了一条带有测量台的短小输送带，并适当调整了机器人的控制程序。拐臂机器人从数控车床中取出的零件不是直接返回零件库，而是放到输送带上，经质量检查后再将合格零件放入零件库。其他产品，例如铸铁链轮在车削加工后也是利用输送带送出加工系统的。”

 

 

 

自动化的上下料系统明显地提高了现有数控车床的生产能力，也使生产环境发生了明显的变化；“我们将CNC数控机床的生产能力提高了大约30%，并且也优化了生产工艺流程。现在，我们有意识地缩短了的机加工时间，将其用于LoadAssistant装载机器人的工作时间里，以便让工人们有更多的时间完成更重要的工作。另外，我们也积累了自动化装夹系统的使用经验，知道了哪些类型的零件更适合用LoadAssistant装载机器人来装夹，知道了利用这种机器人可以实现哪些零件的无人值守生产加工。我们每天有大约五种新的零件、组件进厂，在生产前，我们也会分析这些新产品中有哪些适合于自动化生产。”Blaser先生说。

 

“作为简单高效的自动化解决方案，LoadAssistantS-230装载机器人的优点、好处是非常明显的。我们还将投资购置新的装载机器人。”Lautenschläger先生说。