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【数控机床 技术】给双主轴机床加点“料”,让停机时间接近于零!
2017-09-01   悉恩悉机床网

摘要:Anger公司能通过西门子的“Mind-App Manage My Machines”,实现2Plus设备与Mindsphere的云内连接。有了这种自动化,只需一名工人即可操作或监测四到六台Anger机床。Anger公司已经开发了一项经过深思熟虑的机床概念,这一概念可使停机时间接近于,并且已为其配备了可靠的控制技术与驱动技术。



  Anger公司的设备以其极高的批量、极高的精度而著称,每年生产250000件以上。或者,通过配置,可以生产不同种类工件,批量为10000左右。通过其生产的2Plus’,Anger正在将一项新的机床概念推向市场,从而实现小批量的柔性生产,不仅如此,它甚至能满足人们期望的加工顺序,也可满足随机的工件加工顺序。


 在Anger的加工方案中,可将特殊处理工位用于实现特殊工艺,并且保留其最大优势。例如,可以使用大型铣刀头,以更高的精度铣削平面。


  高达80把刀具的双主轴系统


  该机床被设计为双重双主轴系统,在该系统中,能够以500mm的平行间距不间断地加工两个工件(图1)。这使得制造企业对这些机床非常感兴趣,这些制造企业通常是只能生产小批量或尚未定义取消数量,包括完全不同的组件的企业。


  首个客户即将实现的项目是:电机控制器的铝制部件。通常汽车行业中的汽缸盖、齿轮组件或油底壳制造商需要此类产品,但是两轮车辆的制造商有时也会需要这些产品。


图1 Anger公司的2Plus机床设有双重的双主轴系统


  有了2Plus,可以为每根主轴提供40把刀具,总计提供80把刀具,尤其可以实现高效生产,这是因为一旦设置无需额外的手动换刀。


  平行工件加工的高性能控制技术


  2Plus车床配备了西门子的高性能CNC Sinumerik 840D sl(图2)。虽然该控制系统并未受到这一机床概念的限制,但是Anger仍使其具27轴


  为了满足两个平行加工组件的精度要求,在夹持之后,利用微调对其进行校正。因此,对于每个单独的加工任务,对于相关夹持设备或相关组件而言,可以精确定位第二主轴。


图2 双重系统设计,可实现两个边缘长度为500 mm的工件进行连续平行加工


  加工期间,两个主轴可以自动补偿加工位置之间的差异。记录每个夹持设备与每个加工位置的数据并保存,然后根据需要,进行调用。在千分之一的范围之内,可以利用定位精度,调整整个单元。


 因此,后台的数据比较复杂,所以对于我们来说,所要实现的目标,不仅需要控制单元提供必要的额外精度,而且还需要其拥有极高的性能。这一控制单元的综合连接同样非常重要。


  高度自动化、数字化和透明化的加工


  最终,这些机床能够高度自动化地运行。为此,不仅仅是需要智能控制系统,还需要整个机床。也就是说,其配备了数字化并入工厂网络的所有必要接口。因此,Anger公司能通过西门子的“Mind-App Manage My Machines”,实现2Plus设备与Mindsphere的云内连接


  在EMO Hannover 2017上,Anger公司将首次提出此种形式。为此,关于这一过程的完整信息已经可用:


  通过QR码,提供工件的明确的标识;


  通过RFID(无线射频识别)芯片,提供适当夹持设备与刀具的明确标识;


  带有机器人的加工系统配备有标准化接口、“Smartfix”末端执行器及RFID标记;


  首先从夹持设备开始,然后是工件,最后将已经夹紧的工件交付给机床。通过与用户主机的交叉连接,用户可以随时了解正在加工哪两个组件、正在使用哪台夹持设备。由于我们的机床、机器人、产品及容器实现自动化和联网的可能性,这为运营商带来了巨大的成本收益和时间收益。



举个例子,如下列顺序所示:

↓↓↓↓


从型罩中取出毛坯,


将其传输至加工处,


然后读取位置,


利用QR码对其进行标记,


最后进入物流系统。


  机器人从架子上取下由主机命令定义的Smartfix,并利用RFID芯片确认Smartfix是否确实无误,并使用Smartfix捕捉工件,同时夹紧——Smartfix,可以代替机器人手;


  然后将其传输至传送机构,传送机构再将其传送至机床。加工之后,机器人再次使用末端执行器,从传送机构上,移除完成的工件,并使用QR码告知系统:工件已被完成,将工件传输至下一加工位置,或者进行下一步加工。


  然后,Smartfix可以获取下一步加工所需的资源。整个加工始终透明可见。甚至可以检测并显示同一工件在同一机床中变化的夹持位置。



图3 有了这种自动化,只需一名工人即可操作或监测四到六台Anger机床


  有了这种自动化,只需一名工人即可操作或监测四到六台Anger机床(图3)。可以将机器人本身完全并入Sinumerik 840D sl,因此可以操作机器人,并对其直接进行编程。


  较短的屑到屑的时间以及传送机构运行


  由于左右双换刀装置之间的传送机构运行,2Plus设备可以实现加工步骤之间,极短的屑到屑的时间,大约1s。对于这种特殊的机床概念,加工步骤之间无需换刀,只是从一把刀具移动至另一把刀具。


  只有当所有组件发挥各自的作用,并且彼此完美匹配时,才能实现创纪录。这适用于西门子Weiss ECS系列主轴,并配备了SMI 24传感器模块(图4)。


图4 2Plus设备配备有西门子Weiss ESC系列主轴,包括SMI 24主轴传感器模块;与Sinumerik 840D sl相结合,信号能够以数字化的形式到达驱动器,并且没有延迟


  与Sinumerik 840D sl结合,由于信号能够以数字化的形式到达驱动器,并且没有延迟,因此换刀次数可以减少多达25%


  西门子Weiss以最优性价比满足了Anger的要求。通过这些,可以利用一系列的冷却液压力,在机床中进行最小程度的润滑。并且对于安装团队,可以调用不同版本的机床与相同的机床,如框架合同所述,其中平均交货时间为六星期。


  凭借其新的理念,2Plus可以为需要生产一定数量、批量以及停产日期均不确定的不同组件的供应商提供特殊优势。为此,Anger公司已经开发了一项经过深思熟虑的机床概念,这一概念可使停机时间接近于,并且已为其配备了可靠的控制技术与驱动技术。


来源:MM现代金属加工