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埃馬克 VL 1 TWIN Line：高效生產(chǎn)行星齒輪和太陽輪、凸輪以及其他多種零部件

2018-9-18 來源：埃馬克作者：--

汽車制造行業(yè)中的挑戰(zhàn)不斷快速升級(jí)。以傳動(dòng)齒輪箱為例：AT變速箱與雙離合變速器等現(xiàn)有系統(tǒng)不斷增強(qiáng)。與此同時(shí)，還出現(xiàn)了新型的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及各類輔助系統(tǒng)，這進(jìn)一步增加了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜程度。在此背景下，對(duì)相關(guān)的質(zhì)量經(jīng)理來說，“零公差”比以往任何時(shí)候都更加重要。每一個(gè)工件必須完美無誤地完成生產(chǎn)，而且還要盡量降低單件成本。憑借10 新研發(fā)的 VL 1 TWIN 機(jī)床，埃馬克充分展示了一個(gè)高度專業(yè)化的機(jī)床制造商如何游刃有余地應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)。這款雙主軸上下料車床適合加工直徑不超過 75 mm 的工件，并且能在一個(gè)加工區(qū)內(nèi)同步加工兩個(gè)相同的工件。另外，創(chuàng)新型直線電機(jī)和X軸直接式行程測(cè)量系統(tǒng)等裝備，也能保證生產(chǎn)達(dá)到極高的精準(zhǔn)性和持續(xù)精度。這款機(jī)床能顯著提高行星齒輪和太陽輪等重要的傳動(dòng)齒輪箱部件的加工效率。不僅如此，凸輪件、法蘭、套筒或滾動(dòng)軸承環(huán)的生產(chǎn)相應(yīng)提高。

在傳動(dòng)齒輪箱的生產(chǎn)過程中，對(duì)于“數(shù)量和質(zhì)量”的要求在不斷提高：由于變速箱的齒輪數(shù)量不斷增加，所生產(chǎn)的齒輪和齒輪部件的數(shù)量也顯著上20 升。同時(shí)，為了達(dá)到現(xiàn)代化傳動(dòng)齒輪箱所需的功率密度，也必須提高工件的“質(zhì)量”。此外，當(dāng)然還必須繼續(xù)保持傳動(dòng)齒輪箱眾所周知的其他性能特點(diǎn)，例如在達(dá)到最佳動(dòng)態(tài)性能的情況下使用壽命也較長等。那么，是否能協(xié)調(diào)不斷提高的質(zhì)量和生產(chǎn)力要求與普遍上升的成本壓力之間的關(guān)系呢？“這正是我們的目標(biāo)，”模塊化解決方案銷售與市場(chǎng)營銷部門總監(jiān)Björn Svatek說，“我們研發(fā)出一款極具成本效益的機(jī)床。一方面它配備兩條上下料主軸，能在極短時(shí)間內(nèi)達(dá)到極高的產(chǎn)出量；另一方面，機(jī)床上的其他裝備，比如 X 軸中的直接式行程測(cè)量系統(tǒng)、規(guī)格 45 的閉環(huán)滾珠導(dǎo)軌和創(chuàng)新型直線電機(jī)，都能確保機(jī)床達(dá)到極高的動(dòng)態(tài)性能以及可重復(fù)性和新聞持續(xù)精度，并縮短交付周期。對(duì)于直徑不超過 75 mm（3英寸）的車削30 件，這的確是完美的解決方案。”

可達(dá)到最短的節(jié)拍時(shí)間

通過簡單描述整個(gè)加工過程，即可看出這款機(jī)床將帶來什么樣的可能性：在機(jī)床的同步加工過程中 (OP 10/OP 10)，會(huì)以極高的速度同步加工兩個(gè)相同的工件。由兩條上下料主軸（占空比為 40% 時(shí)可達(dá)到 9.9 kW/136Nm）負(fù)責(zé)從進(jìn)料帶上抓取兩個(gè)相同的工件、將工件運(yùn)送到加工區(qū)內(nèi)并在同一次裝夾中同步加工——兩個(gè)工件的直徑和長度（X/Z 方向）可獨(dú)立調(diào)節(jié)，因?yàn)橹鬏S可以完全自主移動(dòng)。在同步加工過程中，X 軸中的直線電機(jī)與直接式行程測(cè)量系統(tǒng)搭配使用，還可以進(jìn)一步提速。這些功能可以達(dá)到40 什么樣的節(jié)拍時(shí)間呢？“這顯然取決于所加工的工件和工藝，”BjörnSvatek 說，“一般來說，平均換裝時(shí)間只有不到 5 秒。”VL 1 TWIN Line為充分利用機(jī)床的生產(chǎn)率，埃馬克還采用高效的 TWIN 方法來提供更加先進(jìn)的解決方案。例如VL 1 TWIN Line，也就是使用 TrackMotion 工件輸送系統(tǒng)相互連接在一起的兩臺(tái) VL 1 TWIN 機(jī)床。這樣，便可以在 OP 10 和OP 20 中同步在兩個(gè)工件上從兩側(cè)進(jìn)行加工。通過這種方式，可以將整個(gè)OP 10/OP 10 和 OP 20/OP 20 加工過程的節(jié)拍時(shí)間降到低于 20 秒——這個(gè)節(jié)拍時(shí)間極短，在對(duì)行星齒輪等工件進(jìn)行軟加工時(shí)，可以顯著降低單件50 成本。這套系統(tǒng)還配備了適用于毛坯件和成品件的大型工件存儲(chǔ)器。所使用的堆垛機(jī)托盤已經(jīng)過優(yōu)化配置，因此可在極小的空間內(nèi)存放相對(duì)更多的工件。正如其名稱所述，這可以通過將工件上下疊放（即英語的Stacked，堆垛）來實(shí)現(xiàn)。

基于 TrackMotion 連接方法，埃馬克可提供多工藝技術(shù)生產(chǎn)線。以齒輪為例：在兩臺(tái) VL 1 TWIN 上完成毛坯件的兩側(cè)加工后，會(huì)由一臺(tái)埃馬克滾齒機(jī)對(duì)工件進(jìn)行滾齒加工。在最后的 OP 40 工序中，使用埃馬克工藝技術(shù)進(jìn)行去毛刺處理。在各道子工序之間，TrackMotion 系統(tǒng)的最大移動(dòng)速度可達(dá)到 150 m/min（5,905 in/min），因此能夠?qū)崿F(xiàn)極高的加工速度。

高質(zhì)量——低成本

研發(fā) VL 1 TWIN 時(shí)的另一個(gè)目標(biāo)是提高所生產(chǎn)部件的質(zhì)量。顯而易見，機(jī)床上各種配置細(xì)節(jié)說明了這一點(diǎn)。例如，在 X 軸中配備有一個(gè)直接式高精度行程測(cè)量系統(tǒng)，所使用的閉環(huán)滾珠導(dǎo)軌能確保達(dá)到極高的剛性和引導(dǎo)精度，采用聚合物混凝土 Mineralit® 制成的機(jī)床床身可以降低車削過程中的振動(dòng)。另外，在加工區(qū)和上下料工位之間還可以選裝一套測(cè)量系統(tǒng)，可以額外提高工藝可靠性。“這臺(tái)機(jī)床能提供極高的精準(zhǔn)性和持續(xù)精度，”Svatek 總結(jié)說。在達(dá)到高要求的同時(shí)降低用戶的投資成本，這可能就是這項(xiàng)技術(shù)最令人驚嘆之處。在整個(gè)研發(fā)過程中，埃馬克持續(xù)關(guān)注成本控制。并且還采用標(biāo)準(zhǔn)化的高性能組件。由此顯著降低了每一根主軸的價(jià)格。另70 外，機(jī)床床身占地面積僅 4.59 平方米（不含排屑器和工件輸送系統(tǒng)），在建立新的生產(chǎn)流程時(shí)，自然會(huì)進(jìn)一步降低成本。“在這臺(tái)車床中，我們真正將所有決定性的因素匯集在一起，”Björn Svatek 最后總結(jié)說，“ VL 1 TWIN 的節(jié)拍時(shí)間極短，可確保極高的工件質(zhì)量，并能將投資成本降到最低。此外，我們還可以針對(duì)子工序或整個(gè)過程配置出極度靈活的系統(tǒng)解決方案。最終，我們的客戶能從顯著降低的單件成本中獲益。”

圖下注釋：