自动化技术可以提升老旧设备的生产能力

国际金属加工网 2017年03月24日

在服务年限已经超过30年的老旧设备上进行合理化改造也可能是值得的。一款1975年出厂的圆磨磨床加装了一个自动化操作站,现在设备已经可以自动工作将近3h。机器人除了服务于装载和卸载作业之外,还可用于内置的测量系统

设备通过采用机器人进行装载和卸载作业,被视为是一种有效的合理化改造手段。但是,对一种于1975年出品的机床进行自动化改造是否值得?私营企业Lerchenmüller Systeme公司敢于进行这样的尝试并在FMB公司订购了一台配备完善的自动化工作站设备。该设备将被用于Lidk?ping 4B型外圆磨床上。合理化改造的效果令人折服,这是因为该企业在此期间还为其新型的Mikrosa Kronos L660机床设备配备了一个Unirobot自动化工作站,从而达到无人操作、三班作业的满负荷作业,由此可以明显加速对设备的大约700000欧元的投资回收。

拥有大量生产设备的Lerchenmüller Systeme家族公司关注于对100mm以下直径和660mm以下长度的无中心式的磨削和连贯性的磨削作业(4m长度以下)以及平磨和圆磨。除了金属工件之外,也可以精加工塑料、钛和玻璃工件。用户来自各个行业,如汽车制造医疗技术、制药、机器制造、精工制造、电气和驱动技术等,其年销售量可以达到大约500万件。

机器人延长机床设备有效运行时间

用户期待Lerchenmüller公司能够达到良好的问题解决质量、很高的灵活性、严格的供货期限、精细稳定的制造质量和较低的单件制造成本。因此,公司业务必须注重自身制造流程和成本结构的持续优化。深受人们喜爱的技术解决途径便是机床配备机器人,实现自动化。原来负责装载和卸载作业的人员可以脱身并投入到其他重要工作中去。机器人设有一个可储存毛坯件和成品的储库,可以显著提高机床设备的有效运行时间。成功的自动化方案应该对成本核算带来积极的影响。在正常的经济条件下,具有竞争力的工件成本可以吸引用户的订单。

在新型机床设备上使用工件搬运自动化技术已经属于正常事情,而且所有的供应商均可提供相应完整的技术方案,但是对于现有的机器设备来说,问题是向机器人工作站进行投资是否值得。FMB Maschinenbaugesellschaft公司的回答是,就自动化而言,并非是设备的新旧和设备的类型,而是其技术状况才是具有决定性影响的。

磨床自动存取100件偏心轴

FMB公司于2010年在Lerchenmüller公司把Unirobot自动化工作站与无心磨床进行联接。在该Lidk?ping 4B型磨床的铭牌上所标注的制造年份为1975年。根据迄今为止的工作经验,这种设备在得到良好保养的情况下似乎“不会坏”。但是没有自动化功能,厂家不再能满足客户对价格的期待,同时也无法实现足够的作业能力。通过所提供的Unirobot自动化工作站,生产成本连续得到改善。磨床有能力自行对100件偏心轴进行存取,由此,所投入的大约80000欧元可以得到偿还。在每个工件为105s循环加工时间的条件下,机床设备可以达到接近3h无人操作的作业状态。

长度为356mm、直径为60mm的偏心轴毛坯件通过Motoman机器人被引向10个堆垛托盘上。通过精心码放设计,在400mm×600mm规格的工件托架上,可以安全地存储10件偏心轴。除了对毛坯件进行堆垛之外,机器人还可以把成品件分门别类地放入到托盘上。毛坯件托盘码好后,机器人即把托盘送到存储垛上。这个过程反复进行,直至最底下托盘腾空为止。

然后,码有10个托盘的成品垛被送到取件闸门处,由工作人员取走。空的成品托盘再回到成品储放区,而带有新的毛坯件的托盘垛则进入到机器人取件区里。除了装载和卸载作业之外,机器人还可服务于位于Fuchstal的SMB公司所提供的内置的测量装置。在工作站里,接受加工的偏心轴的长度和直径可以通过动压技术原理,得到微米级的精确测量。

在此类集成技术细节上,众多机器人技术供应商各有千秋。虽然FMB公司在Unirobot机器人上开发出了一种模块化结构,但是各种应用场合在细节上仍存在着千差万别。这些细节的设计、实施和相互配合以及质量保证、清洁、标识等辅助外围仪器在控制和软件技术方面的集成,决定了一项自动化技术是否可靠和具有经济性。

带有两个托盘垛的小车作为毛坯件和成品件的缓存

Lerchenmüller公司首先自行对设备进行自动化改造。今天人们对FMB接过这项工作而感到高兴。整个项目从最初的会谈到设备的验收进行得非常顺利,合作卓有成效。因此,Lerchenmüller公司在新近所购置的Mikrosa Kronos L660磨床上也配备了完善的Unirobot自动化工作站,以实现无人操作的圆磨作业,这也就不足为怪了。该磨床三班作业,对注塑系统的590mm×60mm规格的偏心轴进行磨削。每个储存托盘可接受8个工件,储区一次可以存储10个托盘,两个地面工作点之间的传递时间为55s,该自动系统运行大约为74min。

第一套Unirobot工作站通过两个由工作区和闸门隔开的工作区间进行托盘垛的存取,而用于Mikrosa磨床上的自动工作站则被用作带有两个托盘垛、对毛坯件和成品件进行缓存的小车。由于有两辆车可供使用,托盘可以得到安全的装载或卸载。在工作站内,更换小车所需的时间不足1min。对于两个无中心式磨床的多班作业,虽然每班仍需要一名操作人员跟班,但是,该操作人员却有充足的时间去为下一个客户准备出所需加工的工件。


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