编者语:欢迎来到“技术诊断室”。在这个新栏目中,我们试图给您呈现一些优秀的供应商是如何满足客户需求、帮助他们解决技术难题的。除了这些已经成功的案例之外,我们也欢迎您通过电邮或传真等方式发送您的技术难题,我们将广发英雄贴,为您征询解决之道,并将追踪之后的进展。
技术难题一:
Loher有限公司是一家领先的现代传动装置制造商,已有百多年的历史。公司总部位于德国的Ruhstorf镇,是公认的0.1千瓦~1万千瓦客户定制电动传动技术专家,为电厂和陆上及海上行业供货。
“你接受什么样的培训,就会成为什么样的人——要么是铣削工程师,要么车削专家。”直到最近,Loher公司负责工业用发动机制造加工和技术的Rudolf Schwarzbauer还秉持这种陈旧的观点。但是现在他的想法改变了。他去了各大展览会,对新型车床进行评估,试图找到一种能替代老式单一功能车床的产品。Rudolf Schwarzbaue说:“我们希望找到一种新的生产方案,一次装夹即可实现车削和铣削两种功能”。
技术处方:
DMG公司的DMU/DMC FD系列铣车复合加工系统DMC 80 FD。
治疗效果:
Rudolf Schwarzbauer负责生产工艺,他说:“尽管FD装置相比立式车床贵得多,但它具有旋转式铣削工作台和NC控制的B轴,一台能同时实现最高1200rpm转速的精密车削和5轴铣削,不会互相影响。”
DMU 80 FD集铣削和车削功能于一体,精密程度也极高,总体上比其它任何型号的机床好处更多,“适合复杂工件,有很高的精度、极快的生产周期或高效的生产力要求。与标准作业相比,DMU 80 FD必须精确定位并保持平衡(它采用了自动平衡循环,速度很快),需要花更长时间来调整工件进行车铣。但完善的加工特征抵消了需要多花的时间。而且,80 FD duoBLOCK?的刀具交换装置及集成式装夹空间,可确保任何装夹时间都包含在基本加工时间之内,使机床在金属切削方面都能达到极高的利用率。”
DMU/DMC FD系列产品支持的组合套件也给Loher公司带来了一些优势。这家德国公司专注于定制开发和原型生产领域。批量小、数量大且各不相同的刀具,要求必须提供足够大的刀具库。DMC 80 FD刀具库提供的刀具数量标准配置为60件。而Loher公司选择了120件刀库。此外,DMU 80 FD加工区域达到800毫米,意味着正好能够满足Loher公司的要求,确保公司有充分的灵活度,可生产尺寸更大的部件,比如电机壳。
技术难题二:
长春美科是一家规模不大的汽车零部件企业,主要生产中、重、轻、轿等整车变速器上的零部件,比如换挡齿轮、法兰轴、拨叉等。2010年初,长春美科从众多的竞争对手中脱颖而出,拿到一汽大众MQ200变速箱项目中换挡齿轮热前加工的生产订单。
对小型企业而言,拿到这样的大订单无疑是公司发展中的一大转折点。然而高兴之余,美科公司却感到前所未有的压力。因为一汽大众对加工条件提出了非常严格的要求。按照大众的工艺,换挡齿轮的热前加工必须用干式切削,内孔的公差为0.025mm,外圆的公差为0.02mm,圆度要求小于0.006mm,且工件表面不能有划痕。此外,就公司现有能力而言,要想保证年产量45万套的生产,就必须购买大量的设备,建设更大的厂房,招聘更多的优秀操作工。
技术处方:
埃马克(EMAG)机床太仓有限公司组装的VL5倒立车进行干式加工。
原因:
倒立车有很多优势,比如:第一,排屑方便,铁屑的热量不会传递给工件,提高了加工精度,铁屑也不会缠绕工件,提高了工件的表面质量;第二,单台机床集成自动上下料,加工效率高。由于倒立车和普通卧车结构的不同,倒立车标配了送料系统,可适应大批量生产。主轴兼任了机械手,可以在上下料区域和加工区域之间穿梭,完成不同的任务;第三,倒立车占地面积小。
而且,埃马克倒立车还采用了封闭式龙门框架结构,刚性非常好,保证了加工质量的稳定性;埃马克倒立车的床身是矿物配料浇注而成的,吸振性能比铸铁好6-8倍,并且该材质的热灵敏性比铸铁低,这有助于提高工件的加工质量。在加工批量越大时,优势更加明显。客户可以用更少的设备、更少的占地、更少的操作工来完成相同的生产任务。nextpage
未接受此治疗:
然而考虑到自身的设备采购预算,美科公司婉言谢绝了埃马克。之后其技术人员开始了长达半年的在现有某进口品牌普通卧式数控车床上反复试切,但始终不能达到圆度0.006mm要求,且加工的稳定性也不好。实际上,美科公司以前加工齿轮都是湿式切削,从没有过干式软车换挡齿轮的经验。
而且如果按照现有普通卧车的加工方式,操作工人需要手动上料,定位找正,加工完工件后则要停机、取下工件,然后再上料。辅助时间太长,会严重影响加工节拍。而且如果想要满足一汽大众的生产要求,长春美科既要购买多台设备,还得配备较多的熟练操作工人。当前工人薪酬大幅上升、土地使用成本逐渐增加,扩建厂地和增加工作,成本支出太大。
最终结果:
2011年12月,美科公司先与埃马克公司签订了2台VL5的购买合同。2台VL5在长春美科公司完成终验收并投入使用,加工工件的所有技术指标均满足了一汽大众的要求。之后美科没有再迟疑,又与埃马克公司签订了10台设备的购买合同。如今,12台埃马克VL5倒立车已顺利投入生产,从而助力美科公司成为汽车零部件加工行业的佼佼者。
技术难题三:
江苏金方圆数控机床有限公司坐落于扬州,是国内最大的数控产品生产厂家,除了转塔冲床之外,其产品线还涵盖了数控折弯机、数控激光切割机及成套金属板材加工机械。其数控转塔冲床主要分为 ET、VT 和 DMT 三个系列,最大的区别就在于冲压头的不同,其它 CNC 轴控制和定位操作基本一致。ET 使用气动冲头,VT 使用传统的液压冲头,而 DMT 则使用最节能的伺服电机来带动冲头动作。
现在,金方圆希望通过使用纯软件CNC 控制解决方案提高冲床效率。
技术处方:
倍福(Beckhoff)中国的EtherCAT和TwinCAT CNC软件。
原因:
“倍福控制系统的开放性、易用性及可以根据我们的需要开发CNC内核,最终赢得了我们的信任,”金方圆DMT项目软件开发工程师杨慧宇说。
治疗效果:
“我们给 DMT 配备了TwinCAT CNC软件,它的加工速度超过了此前的任何一台金方圆的数控机床。”金方圆的DMT项目经理李强如此说道。目前DMT-200机型25mm步距的冲压速度达到 500次/分钟,冲压力达到 50吨。
DMT-200 CNC转塔冲床目前使用的CNC控制器也是首次完全基于TwinCAT CNC软件。DMT的加工步骤全部由CNC的G代码来描述。TwinCAT CNC包括 PLC、运动控制和 CNC控制,应用于冲激复合生产线以及上下料物流设备等。得益于PC的高性能,所有自动化功能都可以使用一台PC上实现。从而大大简化了主控部分的硬件配置,节约空间,降低系统成本。
“由于PC控制系统具有良好的开放性,使得我们的设备开发商能够把自己特有的工艺经验融入到控制系统中。因此,我们能够为设备打造个性化的软件和设备,提高市场竞争能力,”项目经理李强解释道。
TwinCAT TcHmiPro是倍福为人机操作界面提供的一个基于NET的开放式平台。操作界面由C#语言编写,非常完美地将ADS通讯、自动化功能、手动操作、配方管理和变量监控整合到一个平台中。金方圆还对其HMI界面进行了扩展,添加了加工图形模拟、刀具数据库和冲孔实时显示等功能。
杨慧宇说:“TwinCAT 系统支持所有的主流总线协议,如EtherCAT、SERCOS、CANopen 等等。这种开放的总线系统使得DMT能够非常方便地与整个生产线上的其它设备通讯,为客户在以后建立柔性生产线提供了非常方便的支持。”


