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力士乐传输系统：毫秒时间的附加值 |
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作者：Bosch Rexroth公司 |
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“注意，现在车开进来了”震耳欲聋的轰鸣声在空气中传来，F1赛车手将赛车制动到规定的80km/h的进站速度驶进维修站。17名维修人员在那里等待着这个拥有900马力功率的赛车。他们的任务是：在大约7s内，给赛车更换轮胎和加油。当赛车停在维修站的一刻，所发生的一切就像是有一只魔手在工作：毫无一丝的忙乱，维修人员以闪电般的速度完成自己的工作。仅在 6.8 s之后，车手就已经驾驶着他的座驾离开了维修站，向终点驶去。之所以能够达到如此高的效率，就是因为每一个动作都是完美的，每个人都非常熟悉他自己的任务，而且所有工作就像钟表的齿轮那样，互相之间配合得准确无误。只有这样，才能在维修停车时达到如此高的工作速度，这也是决定胜败的一个关键环节。
生产加工世界也与此十分相似。在这里也是以ms计算的，总和在一起就极大地影响了生产的节拍时间。全面的工业自动化为此提供了极大的潜力，不仅是在诸如汽车或者重型机器等高级产品的加工中，而且也在所有工业范围。自动化的传输设备在很多工业中扮演着关键的角色。特别是在要对金属零件进行很多不同的切削加工时更是如此。
例如，汽车工业的供应商采用智能型传输机械来加工喷油嘴、泵喷嘴和排气喷嘴、柴油喷嘴架、气门摇臂、ABS制动器的活塞、膨胀阀和节流阀柄等产品都更加具有经济效益。因为这种机器将零件装夹在夹具上，并自动化地将它们运送到各个加工工位上。在这些工位上对零件进行钻孔、铣削、车削、倒角和去毛刺等加工，还可以加工出螺纹或滚上花纹。即使是外围流程，如装配工作或检验工作也能够集成在这种传输系统之内。采用这种传输方案，可以同时对很多的零件进行加工，这就形成了极高的加工能力。
新的里程碑
瑞士的 Mikron Machining Technology 公司以其 Multistep XT-200 设备在传输系统领域树立了新的里程碑，特别是在控制的速度，以及具体应用的驱动技术中的不同的功能方面更具有优越性。这种设备能够实现无停车的精密加工。实际中，各加工工位互相携手工作，就像一级方程式赛中的维修队员们一样。
图1 液压动力站设在一个独立的供给模块中
极短的切削间隔时间几乎使无间歇的切削成为可能，甚至是高速切削也能实现，因此，大大提高了生产能力。这种设备的核心优点是：Multistep将一个直线传输机的产能与一个加工中心的灵活换工装性组合在一起。这种方案以单个的、互相连接的两轴模块为基础。它们既可以作为“单机”使用，也可以最多将四个模块组合在一起使用。每五个内插式CNC轴和直至144把刀具为一组，能够对小系列和中等系列的复杂零件在不换装夹的条件下，完成在五个半面上的加工，而且是装配完毕的组件。如果零件在流程中自动换装夹的话，甚至可以完成在六个面上的加工。在一套传输系统中，根据需要，能够最多连接四个这样的模块。这样一来，Multistep就能随时与产量需求进行匹配。作为补充，由一个上下料工位来完成零件的输入。
无间歇
德国Mikron公司产品经理约克.派勃先生对设备产能明显提高做出如下解释：“Multistep XT-200 的优点就是几乎无间歇的精密加工。另外的优点是小于1s的极短切屑间隔时间与高动态性能的组合。力士乐线性系统 CKK的加速度最高为1.4g，最高速度可达52m/min，高性能主轴的转速可达40000r/min，这就实现了极短的加工循环。在这里采用了力士乐的驱动技术：所采用的产品是直径50mm，行程400mm的系列 BRP Rexmover 无活塞杆气动缸，以及行程至1100mm的线性轴，其型号为CKK20-145。这根轴在推移方向上的最大力可达72kN。这个力量和快速性保证了决定性的竞争优势：最终起决定作用的是我们在不同位置所获得的毫秒时间的总和”，设计主管罗尔夫.海尔德说道。这些毫秒的赢取依靠的是力士乐的控制和传动设备。
图2 在上下料工位中的C轴卡盘采用气动操作
Multistep在标准款式中配备有一个高速CNC，即力士乐的 IndraMotion MTX。它允许在12个不相关的CNC通道中驱动最多64根轴。在Multistep的最大扩展级中，最多时必须有54根轴同时工作。“如果采用其他的解决方案，我们必须使用两个控制器，而还必须将它们组合在一起”海尔德解释说。CNC与力士乐PLC最佳地匹配在一起：例如，PLC仅在60μs内即可处理1000条指令，一微秒是一秒钟的百万分之一。同时，CNC在八根轴的控制中，能提供一个最大仅为1ms的内插循环时间，亦即 0.001 s。
作为轴驱动器，力士乐的伺服驱动器IndraDrive已经在Multistep的上一个型号中经受了考验。它配备有用于安全停车和安全运动的集成式安全功能。“特别有意义的还有其能量回收特性，在刹车运动中，将电机所发出的电能再输回给网路”海尔德说。另外，Mikron还利用液压部件的力来夹紧被直接驱动的B/C 轴。此外，在电机轴中用弹簧组关闭的刀具夹紧装置也用液压方式打开。在这里，用于所有主轴款式的阀块都是一样的。因为标准化的模块基本上是采用系列化生产的，所以，Mikron可以在以后的装配时间点上，根据用户的愿望做出反应。
在上下料工位中的工件搬运，以及工件的传输中，气动部件保障了速度和安全性。Mikron还采用了一系列久经考验的特别轻巧和紧凑的HF系列气阀，例如“轻型”HF03-LG。它的特点是能以其极窄的阀宽度提供最大700L的流量。与 HF03 标准款式相比，它通过塑料板的使用，进一步减轻了重量。气动接口和电接口都朝着一个向前的方向，提供了扩展的可能性。相对于常规的多极接口，在这里使用了现场总线接口。
来自一家
在空气压缩处理过程中，系列AS2的保养单元满足了极高的要求。在保养单元中，压缩空气制备的各个流程都采用模块化的方式，汇集在采用高级塑料制成的保养单元中。过滤、闭环控制、润滑和排水，所有配置都完全面向用户的要求。借助于用于注油的专利系统将油从油箱中直接用软管吸出。这样就保护了保养单元免受油的污染。气动中的保养单元如同液压动力站和控制器一样，都安装在一个单独的电气柜内。柜内还装有中央润滑系统、电接口和灭火设备。这相应于Multistep的模块化组装原则，并且保证了保养方便性和能快速地接近核心部件。
液压、气动、电动、线性技术，力士乐将不同技术领域的服务和产品有机地组合在一起，形成一种量身定做的工程方案。“力士乐作为统一的供应商，提供从气动、液压、电动驱动技术到高速控制所有相互匹配的部件，这让我们可以为各个功能选择最合适的特性”，Mikron的设计主管罗尔夫.海尔德解释道。用于传动与控制的解决方案。用于真正从毫秒中产生附加值的解决方案。这最终决定了机器的成功，就如同在一级方程式车赛中一样。(end)
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(11/23/2008) |
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