“注意，現(xiàn)在車(chē)開(kāi)進(jìn)來(lái)了”震耳欲聾的轟鳴聲在空氣中傳來(lái)，F(xiàn)1賽車(chē)手將賽車(chē)制動(dòng)到規(guī)定的80km/h的進(jìn)站速度駛進(jìn)維修站。17名維修人員在那里等待著這個(gè)擁有900馬力功率的賽車(chē)。他們的任務(wù)是：在大約7s內(nèi)，給賽車(chē)更換輪胎和加油。當(dāng)賽車(chē)停在維修站的一刻，所發(fā)生的一切就像是有一只魔手在工作：毫無(wú)一絲的忙亂，維修人員以閃電般的速度完成自己的工作。僅在 6.8 s之后，車(chē)手就已經(jīng)駕駛著他的座駕離開(kāi)了維修站，向終點(diǎn)駛?cè)ァＶ阅軌蜻_(dá)到如此高的效率，就是因?yàn)槊恳粋€(gè)動(dòng)作都是完美的，每個(gè)人都非常熟悉他自己的任務(wù)，而且所有工作就像鐘表的齒輪那樣，互相之間配合得準(zhǔn)確無(wú)誤。只有這樣，才能在維修停車(chē)時(shí)達(dá)到如此高的工作速度，這也是決定勝敗的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
生產(chǎn)加工世界也與此十分相似。在這里也是以ms計(jì)算的，總和在一起就極大地影響了生產(chǎn)的節(jié)拍時(shí)間。全面的工業(yè)自動(dòng)化為此提供了極大的潛力，不僅是在諸如汽車(chē)或者重型機(jī)器等高級(jí)產(chǎn)品的加工中，而且也在所有工業(yè)范圍。自動(dòng)化的傳輸設(shè)備在很多工業(yè)中扮演著關(guān)鍵的角色。特別是在要對(duì)金屬零件進(jìn)行很多不同的切削加工時(shí)更是如此。
例如，汽車(chē)工業(yè)的供應(yīng)商采用智能型傳輸機(jī)械來(lái)加工噴油嘴、泵噴嘴和排氣噴嘴、柴油噴嘴架、氣門(mén)搖臂、ABS制動(dòng)器的活塞、膨脹閥和節(jié)流閥柄等產(chǎn)品都更加具有經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)檫@種機(jī)器將零件裝夾在夾具上，并自動(dòng)化地將它們運(yùn)送到各個(gè)加工工位上。在這些工位上對(duì)零件進(jìn)行鉆孔、銑削、車(chē)削、倒角和去毛刺等加工，還可以加工出螺紋或滾上花紋。即使是外圍流程，如裝配工作或檢驗(yàn)工作也能夠集成在這種傳輸系統(tǒng)之內(nèi)。采用這種傳輸方案，可以同時(shí)對(duì)很多的零件進(jìn)行加工，這就形成了極高的加工能力。
新的里程碑
瑞士的 Mikron Machining Technology 公司以其 Multistep XT-200 設(shè)備在傳輸系統(tǒng)領(lǐng)域樹(shù)立了新的里程碑，特別是在控制的速度，以及具體應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)技術(shù)中的不同的功能方面更具有優(yōu)越性。這種設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)停車(chē)的精密加工。實(shí)際中，各加工工位互相攜手工作，就像一級(jí)方程式賽中的維修隊(duì)員們一樣。
圖1 液壓動(dòng)力站設(shè)在一個(gè)獨(dú)立的供給模塊中
極短的切削間隔時(shí)間幾乎使無(wú)間歇的切削成為可能，甚至是高速切削也能實(shí)現(xiàn)，因此，大大提高了生產(chǎn)能力。這種設(shè)備的核心優(yōu)點(diǎn)是：Multistep將一個(gè)直線傳輸機(jī)的產(chǎn)能與一個(gè)加工中心的靈活換工裝性組合在一起。這種方案以單個(gè)的、互相連接的兩軸模塊為基礎(chǔ)。它們既可以作為“單機(jī)”使用，也可以最多將四個(gè)模塊組合在一起使用。每五個(gè)內(nèi)插式CNC軸和直至144把刀具為一組，能夠?qū)π∠盗泻椭械认盗械膹?fù)雜零件在不換裝夾的條件下，完成在五個(gè)半面上的加工，而且是裝配完畢的組件。如果零件在流程中自動(dòng)換裝夾的話，甚至可以完成在六個(gè)面上的加工。在一套傳輸系統(tǒng)中，根據(jù)需要，能夠最多連接四個(gè)這樣的模塊。這樣一來(lái)，Multistep就能隨時(shí)與產(chǎn)量需求進(jìn)行匹配。作為補(bǔ)充，由一個(gè)上下料工位來(lái)完成零件的輸入。
無(wú)間歇
德國(guó)Mikron公司產(chǎn)品經(jīng)理約克.派勃先生對(duì)設(shè)備產(chǎn)能明顯提高做出如下解釋?zhuān)骸癕ultistep XT-200 的優(yōu)點(diǎn)就是幾乎無(wú)間歇的精密加工。另外的優(yōu)點(diǎn)是小于1s的極短切屑間隔時(shí)間與高動(dòng)態(tài)性能的組合。
力士樂(lè)線性系統(tǒng) CKK的加速度最高為1.4g，最高速度可達(dá)52m/min，高性能主軸的轉(zhuǎn)速可達(dá)40000r/min，這就實(shí)現(xiàn)了極短的加工循環(huán)。在這里采用了力士樂(lè)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)：所采用的產(chǎn)品是直徑50mm，行程400mm的系列 BRP Rexmover 無(wú)活塞桿氣動(dòng)缸，以及行程至1100mm的線性軸，其型號(hào)為CKK20-145。這根軸在推移方向上的最大力可達(dá)72kN。這個(gè)力量和快速性保證了決定性的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：最終起決定作用的是我們?cè)诓煌恢盟@得的毫秒時(shí)間的總和”，設(shè)計(jì)主管羅爾夫.海爾德說(shuō)道。這些毫秒的贏取依靠的是力士樂(lè)的控制和傳動(dòng)設(shè)備。
圖2 在上下料工位中的C軸卡盤(pán)采用氣動(dòng)操作
Multistep在標(biāo)準(zhǔn)款式中配備有一個(gè)高速CNC，即力士樂(lè)的 IndraMotion MTX。它允許在12個(gè)不相關(guān)的CNC通道中驅(qū)動(dòng)最多64根軸。在Multistep的最大擴(kuò)展級(jí)中，最多時(shí)必須有54根軸同時(shí)工作。“如果采用其他的解決方案，我們必須使用兩個(gè)控制器，而還必須將它們組合在一起”海爾德解釋說(shuō)。CNC與力士樂(lè)PLC最佳地匹配在一起：例如，PLC僅在60μs內(nèi)即可處理1000條指令，一微秒是一秒鐘的百萬(wàn)分之一。同時(shí)，CNC在八根軸的控制中，能提供一個(gè)最大僅為1ms的內(nèi)插循環(huán)時(shí)間，亦即 0.001 s。
作為軸驅(qū)動(dòng)器，力士樂(lè)的
伺服驅(qū)動(dòng)器IndraDrive已經(jīng)在Multistep的上一個(gè)型號(hào)中經(jīng)受了考驗(yàn)。它配備有用于安全停車(chē)和安全運(yùn)動(dòng)的集成式安全功能。“特別有意義的還有其能量回收特性，在剎車(chē)運(yùn)動(dòng)中，將電機(jī)所發(fā)出的電能再輸回給網(wǎng)路”海爾德說(shuō)。另外，Mikron還利用液壓部件的力來(lái)夾緊被直接驅(qū)動(dòng)的B/C 軸。此外，在電機(jī)軸中用彈簧組關(guān)閉的刀具夾緊裝置也用液壓方式打開(kāi)。在這里，用于所有主軸款式的閥塊都是一樣的。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)化的模塊基本上是采用系列化生產(chǎn)的，所以，Mikron可以在以后的裝配時(shí)間點(diǎn)上，根據(jù)用戶(hù)的愿望做出反應(yīng)。
在上下料工位中的工件搬運(yùn)，以及工件的傳輸中，氣動(dòng)部件保障了速度和安全性。Mikron還采用了一系列久經(jīng)考驗(yàn)的特別輕巧和緊湊的HF系列氣閥，例如“輕型”HF03-LG。它的特點(diǎn)是能以其極窄的閥寬度提供最大700L的流量。與 HF03 標(biāo)準(zhǔn)款式相比，它通過(guò)塑料板的使用，進(jìn)一步減輕了重量。氣動(dòng)接口和電接口都朝著一個(gè)向前的方向，提供了擴(kuò)展的可能性。相對(duì)于常規(guī)的多極接口，在這里使用了現(xiàn)場(chǎng)總線接口。
來(lái)自一家
在空氣壓縮處理過(guò)程中，系列AS2的保養(yǎng)單元滿(mǎn)足了極高的要求。在保養(yǎng)單元中，壓縮空氣制備的各個(gè)流程都采用模塊化的方式，匯集在采用高級(jí)塑料制成的保養(yǎng)單元中。過(guò)濾、閉環(huán)控制、潤(rùn)滑和排水，所有配置都完全面向用戶(hù)的要求。借助于用于注油的專(zhuān)利系統(tǒng)將油從油箱中直接用軟管吸出。這樣就保護(hù)了保養(yǎng)單元免受油的污染。氣動(dòng)中的保養(yǎng)單元如同液壓動(dòng)力站和控制器一樣，都安裝在一個(gè)單獨(dú)的電氣柜內(nèi)。柜內(nèi)還裝有中央潤(rùn)滑系統(tǒng)、電接口和滅火設(shè)備。這相應(yīng)于Multistep的模塊化組裝原則，并且保證了保養(yǎng)方便性和能快速地接近核心部件。
液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)、線性技術(shù)，
力士樂(lè)將不同技術(shù)領(lǐng)域的服務(wù)和產(chǎn)品有機(jī)地組合在一起，形成一種量身定做的工程方案。“力士樂(lè)作為統(tǒng)一的供應(yīng)商，提供從氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)到高速控制所有相互匹配的部件，這讓我們可以為各個(gè)功能選擇最合適的特性”，Mikron的設(shè)計(jì)主管羅爾夫.海爾德解釋道。用于傳動(dòng)與控制的解決方案。用于真正從毫秒中產(chǎn)生附加值的解決方案。這最終決定了機(jī)器的成功，就如同在一級(jí)方程式車(chē)賽中一樣。
