“注意，現(xiàn)在車開進(jìn)來了”震耳欲聾的轟鳴聲在空氣中傳來，F(xiàn)1賽車手將賽車制動到規(guī)定的80km/h的進(jìn)站速度駛進(jìn)維修站。17名維修人員在那里等待著這個擁有900馬力功率的賽車。他們的任務(wù)是：在大約7s內(nèi)，給賽車更換輪胎和加油。當(dāng)賽車停在維修站的一刻，所發(fā)生的一切就像是有一只魔手在工作：毫無一絲的忙亂，維修人員以閃電般的速度完成自己的工作。僅在 6.8 s之后，車手就已經(jīng)駕駛著他的座駕離開了維修站，向終點(diǎn)駛?cè)ァＶ阅軌蜻_(dá)到如此高的效率，就是因?yàn)槊恳粋€動作都是完美的，每個人都非常熟悉他自己的任務(wù)，而且所有工作就像鐘表的齒輪那樣，互相之間配合得準(zhǔn)確無誤。只有這樣，才能在維修停車時達(dá)到如此高的工作速度，這也是決定勝敗的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
生產(chǎn)加工世界也與此十分相似。在這里也是以ms計(jì)算的，總和在一起就極大地影響了生產(chǎn)的節(jié)拍時間。全面的工業(yè)自動化為此提供了極大的潛力，不僅是在諸如汽車或者重型機(jī)器等高級產(chǎn)品的加工中，而且也在所有工業(yè)范圍。自動化的傳輸設(shè)備在很多工業(yè)中扮演著關(guān)鍵的角色。特別是在要對金屬零件進(jìn)行很多不同的切削加工時更是如此。
例如，汽車工業(yè)的供應(yīng)商采用智能型傳輸機(jī)械來加工噴油嘴、泵噴嘴和排氣噴嘴、柴油噴嘴架、氣門搖臂、ABS制動器的活塞、膨脹閥和節(jié)流閥柄等產(chǎn)品都更加具有經(jīng)濟(jì)效益。因?yàn)檫@種機(jī)器將零件裝夾在夾具上，并自動化地將它們運(yùn)送到各個加工工位上。在這些工位上對零件進(jìn)行鉆孔、銑削、車削、倒角和去毛刺等加工，還可以加工出螺紋或滾上花紋。即使是外圍流程，如裝配工作或檢驗(yàn)工作也能夠集成在這種傳輸系統(tǒng)之內(nèi)。采用這種傳輸方案，可以同時對很多的零件進(jìn)行加工，這就形成了極高的加工能力。
新的里程碑
瑞士的 Mikron Machining Technology 公司以其 Multistep XT-200 設(shè)備在傳輸系統(tǒng)領(lǐng)域樹立了新的里程碑，特別是在控制的速度，以及具體應(yīng)用的驅(qū)動技術(shù)中的不同的功能方面更具有優(yōu)越性。這種設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無停車的精密加工。實(shí)際中，各加工工位互相攜手工作，就像一級方程式賽中的維修隊(duì)員們一樣。
圖1 液壓動力站設(shè)在一個獨(dú)立的供給模塊中
極短的切削間隔時間幾乎使無間歇的切削成為可能，甚至是高速切削也能實(shí)現(xiàn)，因此，大大提高了生產(chǎn)能力。這種設(shè)備的核心優(yōu)點(diǎn)是：Multistep將一個直線傳輸機(jī)的產(chǎn)能與一個加工中心的靈活換工裝性組合在一起。這種方案以單個的、互相連接的兩軸模塊為基礎(chǔ)。它們既可以作為“單機(jī)”使用，也可以最多將四個模塊組合在一起使用。每五個內(nèi)插式CNC軸和直至144把刀具為一組，能夠?qū)π∠盗泻椭械认盗械膹?fù)雜零件在不換裝夾的條件下，完成在五個半面上的加工，而且是裝配完畢的組件。如果零件在流程中自動換裝夾的話，甚至可以完成在六個面上的加工。在一套傳輸系統(tǒng)中，根據(jù)需要，能夠最多連接四個這樣的模塊。這樣一來，Multistep就能隨時與產(chǎn)量需求進(jìn)行匹配。作為補(bǔ)充，由一個上下料工位來完成零件的輸入。
無間歇
德國Mikron公司產(chǎn)品經(jīng)理約克.派勃先生對設(shè)備產(chǎn)能明顯提高做出如下解釋：“Multistep XT-200 的優(yōu)點(diǎn)就是幾乎無間歇的精密加工。另外的優(yōu)點(diǎn)是小于1s的極短切屑間隔時間與高動態(tài)性能的組合。
力士樂線性系統(tǒng) CKK的加速度最高為1.4g，最高速度可達(dá)52m/min，高性能主軸的轉(zhuǎn)速可達(dá)40000r/min，這就實(shí)現(xiàn)了極短的加工循環(huán)。在這里采用了力士樂的驅(qū)動技術(shù)：所采用的產(chǎn)品是直徑50mm，行程400mm的系列 BRP Rexmover 無活塞桿氣動缸，以及行程至1100mm的線性軸，其型號為CKK20-145。這根軸在推移方向上的最大力可達(dá)72kN。這個力量和快速性保證了決定性的競爭優(yōu)勢：最終起決定作用的是我們在不同位置所獲得的毫秒時間的總和”，設(shè)計(jì)主管羅爾夫.海爾德說道。這些毫秒的贏取依靠的是力士樂的控制和傳動設(shè)備。
圖2 在上下料工位中的C軸卡盤采用氣動操作
Multistep在標(biāo)準(zhǔn)款式中配備有一個高速CNC，即力士樂的 IndraMotion MTX。它允許在12個不相關(guān)的CNC通道中驅(qū)動最多64根軸。在Multistep的最大擴(kuò)展級中，最多時必須有54根軸同時工作。“如果采用其他的解決方案，我們必須使用兩個控制器，而還必須將它們組合在一起”海爾德解釋說。CNC與力士樂PLC最佳地匹配在一起：例如，PLC僅在60μs內(nèi)即可處理1000條指令，一微秒是一秒鐘的百萬分之一。同時，CNC在八根軸的控制中，能提供一個最大僅為1ms的內(nèi)插循環(huán)時間，亦即 0.001 s。
作為軸驅(qū)動器，力士樂的
伺服驅(qū)動器IndraDrive已經(jīng)在Multistep的上一個型號中經(jīng)受了考驗(yàn)。它配備有用于安全停車和安全運(yùn)動的集成式安全功能。“特別有意義的還有其能量回收特性，在剎車運(yùn)動中，將電機(jī)所發(fā)出的電能再輸回給網(wǎng)路”海爾德說。另外，Mikron還利用液壓部件的力來夾緊被直接驅(qū)動的B/C 軸。此外，在電機(jī)軸中用彈簧組關(guān)閉的刀具夾緊裝置也用液壓方式打開。在這里，用于所有主軸款式的閥塊都是一樣的。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)化的模塊基本上是采用系列化生產(chǎn)的，所以，Mikron可以在以后的裝配時間點(diǎn)上，根據(jù)用戶的愿望做出反應(yīng)。
在上下料工位中的工件搬運(yùn)，以及工件的傳輸中，氣動部件保障了速度和安全性。Mikron還采用了一系列久經(jīng)考驗(yàn)的特別輕巧和緊湊的HF系列氣閥，例如“輕型”HF03-LG。它的特點(diǎn)是能以其極窄的閥寬度提供最大700L的流量。與 HF03 標(biāo)準(zhǔn)款式相比，它通過塑料板的使用，進(jìn)一步減輕了重量。氣動接口和電接口都朝著一個向前的方向，提供了擴(kuò)展的可能性。相對于常規(guī)的多極接口，在這里使用了現(xiàn)場總線接口。
來自一家
在空氣壓縮處理過程中，系列AS2的保養(yǎng)單元滿足了極高的要求。在保養(yǎng)單元中，壓縮空氣制備的各個流程都采用模塊化的方式，匯集在采用高級塑料制成的保養(yǎng)單元中。過濾、閉環(huán)控制、潤滑和排水，所有配置都完全面向用戶的要求。借助于用于注油的專利系統(tǒng)將油從油箱中直接用軟管吸出。這樣就保護(hù)了保養(yǎng)單元免受油的污染。氣動中的保養(yǎng)單元如同液壓動力站和控制器一樣，都安裝在一個單獨(dú)的電氣柜內(nèi)。柜內(nèi)還裝有中央潤滑系統(tǒng)、電接口和滅火設(shè)備。這相應(yīng)于Multistep的模塊化組裝原則，并且保證了保養(yǎng)方便性和能快速地接近核心部件。
液壓、氣動、電動、線性技術(shù)，
力士樂將不同技術(shù)領(lǐng)域的服務(wù)和產(chǎn)品有機(jī)地組合在一起，形成一種量身定做的工程方案。“力士樂作為統(tǒng)一的供應(yīng)商，提供從氣動、液壓、電動驅(qū)動技術(shù)到高速控制所有相互匹配的部件，這讓我們可以為各個功能選擇最合適的特性”，Mikron的設(shè)計(jì)主管羅爾夫.海爾德解釋道。用于傳動與控制的解決方案。用于真正從毫秒中產(chǎn)生附加值的解決方案。這最終決定了機(jī)器的成功，就如同在一級方程式車賽中一樣。
