主轴自动上下料技术使埃马克高效制造解决方案更具竞争优势

根据VDMA(德国机械设备制造业联合会)的最新研究表明,中国的机械工程市场在接下来的几年内将经历一次快速变革,特别是中端市场的发展将尤为快速。根据VDMA的数据显示,在今后三至五年内,该细分部分在整个市场中的份额比例将由34%增至40%。机床制造商埃马克和其主轴自动上下料技术理念向中国的制造厂商展示了他们将会更需要怎样的先进技术。该技术是埃马克公司的专家为中国市场量身定制的机械加工理念的基础。其简单的自动化理念保证了灵活、稳定、高产量的零部件生产,它的出现将使那些采用人工上下料和复杂的加工系统设备退居生产二线。

机床可以实现怎样的经济效益?为了对这个问题给出一个满意的答案,很多公司都会对其机床的OEE(设备综合效率)进行计算。其结论往往都要考虑到机床的有效利用率、生产效率和其制造出的部件品质 ——这三点是确定所用技术附加值的重要因素。“这尤其适用于机床,”埃马克亚太区总监Christoph Hoene先生解释说,“埃马克认为OEE要素对开发新型制造解决方案具有重大意义,而我们的主轴自动上下料技术大获成功正是一个最佳例子。”

主轴自动上下料,成功的公式是什么? 
这家总部设在德国萨拉赫的公司早在上世纪90年代就开始开发主轴自动上下料这一创新技术理念。多年来,埃马克在该技术方面研究开辟了许多新的应用,并对其工序进行了不断完善。如今,埃马克已成为全球主轴自动上下料机床方面的领导者。主轴自动上下料系统的基本原理是通过工作主轴将工件传输到加工区,实现集成的自动化,随后进行高速的不同加工。整个过程的行程极短,而且只需一次设置。这一技术成功的核心是什么?“或许我们应该用简约和灵活这两个最流行的词语来形容,”Christoph Hoene先生说道,“尽管我们采用的自动化技术可能比较简单,但却能灵活地完成大量操作。”

自动化解决方案,比较才能更了解
我们采用前面所提到的OEE要素,即机床的有效利用率、生产效率和其制造出的部件品质,来将该自动化上下料原理与其它竞争技术加以比较,就可以更直接地看出这种主轴自动上下料原理所体现的真正技术优势。以多层制造系统为例,它们往往使用机械手或复杂的夹持系统来将单个机床连接起来。然而,很常见的是这类系统中的工件很不易操控,因此操作极易中断;而频繁的中断会极大地降低系统利用率。“我们则另辟蹊径,运用主轴自动上下料技术。该技术的应用让一部分常用的自动化系统变得多余,从而保证了整个生产过程的稳定性和准确性,即使对于多层制造系统也是如此。” Christoph Hoene先生说道。工件在机床之间的传输是通过加工区后方的传送带或往复式传输系统完成的。简单的自动化模块会将工件从传送带上拾取,并放入每台机床的棱形框中,其他工作则由主轴来完成。“如此,与其它解决方案相比,自动化量可降低15-30%,而定制机床设计更可确保生产过程的安全性,这就保证了很高的机床利用率。”Hoene先生补充道。在此情况下,再来看看另一项OEE要素,即生产效率,也很有意思。这些紧凑的上下料设备之间的行程非常短,这就确保了部件的输送时间达到最低,从而保证在给定时间内达到最高的产出率。Hoene先生确定地说:“我们认真地考察了市场上的其它相关技术。与我们配备有主轴上下料设备的专业化制造系统相比,那些复杂的连接技术解决方案的产出率就显得尤其的低。”

纯人工上料 ,还是部分自动化? 
无论是在多层生成线还是在单个机床的独立应用当中,埃马克自动化技术的优点显得非常明显,都可帮助其生产实现高度的灵活性。在人工上料的情况下,操作人员可将卡紧的部件手动插入棱形框,再由棱形框送入上下料工位,操作人员再从棱形框中取下加工完成的部件。为何生产厂商会依赖这种部分自动化的过程呢?难道使用卧式车床纯人工上料不是更简单吗?“如果仔细观察分析,你会发现相反的方法才是正确的,”Hoene先生解释说,“当我们从部件品质这一OEE要素观察时,这一点体现地尤为明显。纯手动上料会有很多风险,可能导致夹持错误。例如在汽车领域内,一微米的细微差异都会决定部件的品质。而在卧式机床的生产过程中,部件的优劣很大程度上要取决于操作人员的能力。”考虑到这一点,主轴自动上下料解决方案则是最好的选择。因为它可以做到工件的夹紧与加工都极为精确,甚至还可以根据需要装上测量系统进行品质监督,使错误的可能性降至最低。

集成响应未来的挑战
最后,但并非最不重要,技术发展在影响机床效率方面也起到了非常重要的作用。 以汽车制造业为例,这一点体现得尤为明显。近年来,很多传动装置和发动机部件都经历了巨大的变革,它们变得越来越小,形状构造也变得更复杂。尽管如此,所有相关生产过程必须要同时保持很高的生产效率。“满足未来需求的重要性往往会被低估。 如果新的机床在几年后生产效率下降,不再满足日益变化的生产需求,那么它就会对设备综合效益产生负面影响。” Hoene先生强调说。机床的灵活性对于埃马克的开发人员来说非常重要。他们采用一种模块化设计来配置每台机床,使其可以适应某项特定的任务,每个工序及其自动化都可以根据需求进行变换。 这就确保了可随时对系统进行调整,使其能应对日益增加的批量或是不同工件尺寸的生产。

面对诸多领域快速的技术变革,埃马克认为这是一个非常好的市场契机。“可以说我们是在中途遭遇了这些发展变革,”Hoene 先生表示,“我们有能力根据客户需求为其定制部件上下料解决方案。可以说这种系统的高效率性,是其它任何一种自动化技术都无法与之相媲美的。这是一种决定输赢的能力。”


图1:埃马克集团亚太区总监Christoph Hoene先生


 
 
图2:埃马克集团的立式上下料车床VL 2的目标客户是注重高品质和低成本的工厂和分包商:由于其占地面积小、性价比高以及主轴能自动上下料的特点受到市场的广泛认可。

图3:VL 2加工区域——可安装12把车刀或动力钻铣刀具,一次调整,即可加工多种不同工件。另外,该机器还可选配Y轴。

图4:O型自动化传输料道,主轴集成上下料功能。

图5:灵活的工件上料——工件可直接装载到运输菱形框中,也可装入位于菱形框内部的特殊料盘,然后传送到VL 2机床的加工区域。


图6:可选的测量工具——位于加工区域外的测量探头进行在线质量控制。在加工完成并传回传动带之前,机床会对工件进行自动测量,起到在线质量控制的作用。


图7:埃马克齿轮生产系统


是不是工件的要求越高,生产解决方案就越复杂呢?埃马克集团给出的回答是否定的。集团的专家们研发了新型生产系统,该系统在方便连线、工作速度及设计的灵活性方面都给人们留下了很深的印象。
车削、滚齿和去毛刺——模块化设计针对分配的操作任务,对每台机床进行精确配置。

关于埃马克

逆向思维的创新加工技术创立了埃马克公司的行业领先地位。1992年埃马克公司匠心独具,首次推出构思巧妙的倒置式车床,大获成功。此后,埃马克公司再接再厉,又研发出了新的倒置式多功能生产中心。如今,埃马克已名符其实成为世界上倒置式机床举足轻重的制造商。

埃马克集团总部设在德国萨拉赫市,传统悠久,机床制造经验丰富。其工艺技术全面而完善,能为用户提供加工盘类件、轴类件和箱体类零件的机床和生产系统。不管是车床,磨床、滚齿机、激光焊接机或是加工中心 – 埃马克集团几乎能为所有的应用提供最佳的生产方案。


 


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