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    自动化驱动过程中的柔性

    放大字体  缩小字体 发布日期:2022-09-03 18:34:50    来源:本站    作者:标准件之家    浏览次数:725
    导读

    StarragHeckert公司生产的卧式加工中心“HEC 500 D XXL”具有很高的动态性能。 为了完成大功率边角涂胶机的加工,一家位于Lemgo的公司采用了两台StarragHeckert公司生产的加工中心。这两台加工

    StarragHeckert公司生产的卧式加工中心“HEC 500D XXL”具有较高的动态性能。位于莱姆戈的一家公司为了完成大功率转角涂布机的加工,采用了StarragHeckert生产的两台加工中心。这两个加工中心集成了利勃海尔公司提供的自动化系统,大大降低了成本。Brandt Trimming Technology有限公司,来自Lemgo,致力于为中小企业提供贴角机。已成为该领域的世界领导者,客户覆盖手工业和室内装饰行业。企业内部的伙伴关系结构,如依靠员工长期参与的模式,对公司的发展起到了积极的作用。Brandt公司技术经理Carsten Fuessel老师(图1)说:“产品的应用范围和极高的质量标准要求我们的机床具有相对经济和高质量的加工能力。”到2007年11月,公司已经为StarragHeckert公司的两台“CWK 400”加工中心配备了旋转刀库。Fuessel老师说,“到目前为止,这两个加工中心仍然可以满足精度的要求,但它们不能继续满足自动化的标准。”考虑到这两种加工中心在生产工艺的可操作性、生产效率、令人信服的加工精度、换刀时间短等方面的优势,Fuessel决定继续向StrarragHeckert订购两台“HEC 500 D XXL”(题图)机床。像它们的前辈一样,这两种机床可以加工钢焊接结构零件和铸铁零件(图2)。这两台机床可以满足一天三班倒,一周五天的生产安排。Fuessel老师说:“我们的目标是为生产安排一个额外的班次。此外,我们还配备了自动转盘系统,可以将夹紧的原材料输送到机床托盘上,并带走加工好的零件。”生产主管Manfred Kintzen老师(图1)补充道:“由于这种自动化解决方案可以减少辅助时间以降低整体成本,因此可以提高生产效率。”图1:成功实施自动化解决方案的团队成员(右一):技术总监Carsten Fuessel、生产主管Manfred Kintzen和负责生产计划的经济组织Kai Diekmann(图1)表示:“订单生产的目的是尽可能在加工中心直接加工和预装配包角机的零件。这种处理方法需要很高的灵活性,我们使用一种深度自动化处理技术来实现它。”Fuessel老师说,“也就是说,我们需要一种坚固的易于夹紧和操作的原材料。”只要原材料真的好夹好操作,就夹在夹具上,然后放在机床托盘上。这样准备好的机床托盘将被放置在由利勃海尔公司提供的“PHS”托盘处理系统中的准备站(图3)上进行提取。机床的自动托盘搬运系统包括一个托盘搬运小车(图4)。图2:安装在KDF-420角胶机上的切边机构。切边机构由StarragHeckert公司的HEC 500 D XXL加工中心加工。Fuessel老师声称:“我们之所以决定采用“PHS-1500”系统,是因为这个系统与我们原有系统的策略非常一致。利勃海尔在自动化技术方面有丰富的经验,他们提供开放式托盘处理系统。”主服务器将负责处理两个HEC 500 D XXL加工中心和加工站的利勃海尔托盘加工系统的物流控制。要求由Soflex生产控制有限公司提供。该公司负责安装一套名为Soflex-PCS(生产控制系统)的软件。Fuessel老师强调:“这个Soflex-PCS软件是模块化的。人们只需要根据自己的需求选择相应的模块,就可以组织出更优化、更经济的生产流程。So-PCS可以为生产过程的自动控制提供连续统一的解决方案。我们的系统将负责工件的运输,并根据当前夹紧的夹具、原材料和半成品来管理现有的机床托盘。

    系统的主服务器负责提供生产数据,组织工件或夹具,启动机床上的自动生产。进一步的功能包括订单管理、模拟和机床占用率的详细规划。图3:在准备站,托盘管理系统将完成拾取和放置机床托盘。Fuessel老师强调:“我们没有遇到任何接口问题,主要是开姆尼茨的StrarragHeckert公司在进行投资时考虑到了一般企业的实际情况,提供了加工中心、利勃海尔托盘管理系统等一揽子解决方案。在此,我想强调开姆尼茨专家优秀的项目执行能力。这个项目确实按计划进行了。安装过程也很流畅。事实上,我们只经历了一个短暂的初始阶段。到2007年11月,我们可以出售两台机床中的一台进行交换。2007年十一月

    19日完成了新购机床的接收。到3月底,我们已经在这台机床上完成了500多条加工控制程序。自4月份以来我们就开始利用这两台HEC 500 D XXL加工中心进行各种零件的加工生产。”nextpage 图4:刀库小车能够实现自动取放机床刀片。即使是存放在角落里的或者位置很低的刀片都能够被刀库小车找到。

                     高效率的生产工艺         自动化技术能够有效地提高加工流程的生产效率,能够确保加工过程的高质量,以及能够改善整个流程的透明度。自动化技术的应用还能够明显减少生产空间和流转流程的占用。Lemgo的人们通过利用两台HEC 500 D XXL加工中心以及Liebherr的转盘式刀库对加工单元进行改造,达到了以上这些经济性方面的成果。这台机床的托架长达18.15米,宽达3.20米,能够容纳30个工件。为了避免与现有的龙门式吊臂发生干涉,高达6.1米的、能够同时容纳3排刀具的刀架在底部的位置需要加深1.25米(图4)。两台加工中心的占地面积均不超过20平方米。                  这两台HEC 500 D XXL卧式加工中心具有较高的动态性能,抗弯直径达到了1000毫米,托盘最大负载为800公斤并能够实现快速进给。所有的驱动轴均配备了数字伺服电机,快速进给速度达到了100米/分,加速度达到了10米/秒平方。电机心轴的功率达到了37千瓦,且备有60千瓦可选。因此,这两台加工中心能够对轻质金属、铸件、钢结构以及难切削材料进行高精度加工。最高可达7微米的定位精度可以确保IT5级的精度要求。Diekmann先生强调说:“与老机型CWK400的300毫米的抗弯直径相比,更大的抗弯直径能够提高托盘的承载能力和夹紧能力,不仅能够加工更大的工件,还能够装夹更大的夹具,同时也能够一次装夹更多的工件。由此可以获得更长的托盘工作时间以及更短的辅助时间。我们的夹具一次性可以装夹多达20个工件。”

    图5:加工中心配备了4个刀库,每个刀库最多能够存放80把刀具。

            市场经理Kintzen先生说:“除了高精度加工以外,自动化机床运行方式的稳定性以及可靠性也非常重要。”HEC 500 D XXL加工中心的结构能够提供非常具有说服力的证据。例如,铸铁床身能够很好地吸收振动。两根丝杠用于驱动Z轴。同轴布置的断屑器以及垂直运行的切屑导槽确保了在湿式和干式切削过程中那个快速无障碍排出切屑。除了切削清理机构和冷却机构外,加工中心还配备了导轨、球循环螺轴以及位移编码器,并且用无需保养的硬质金属加以保护。加工中心内部的冷却管路能够承受80bar的压力,从而可以确保工件承受较高的切削负载,还可以在钻削和攻螺纹时及时排出切屑。         自动化运行中首要的是工件和刀具快速、可靠的搬运。液压转换器能够在9.5秒内完成托盘的转换。Fuessel先生说:“当托盘运行时间较长时,尤其是无人值守的生产班次,我们会在刀库中事先安排2倍甚至3倍的刀具。因此,我们的HEC 500 D XXL加工中心配备了4套链式刀库(图5),每个刀库能够容纳80把刀具及其HSK-A63型刀座。”其中3个链式刀库相邻布置。第四个刀库与其他3个刀库相对,布置在加工中心的右侧。如此的布置使其距离换刀器的路劲最短、最快。与其他链式刀库有所不同,该刀库可以根据加工工艺的要求提供所需的刀具。工具刀具的不同重量,两台加工中心的装夹时间可以达到2.2至3.5秒。         Fuessel先生总结道:“两台加工中心与Liebherr公司的托盘搬运系统PHS1500一道实现了我们预先制定的要求,即在实现计划的范围内工件成本降低,将来还能够实现无人值守的生产班次。”

     
    (文/标准件之家)
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