從復(fù)合機(jī)床到柔性生產(chǎn)線(xiàn)
- 2008-5-20 11:12:32
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關(guān) 鍵 詞：柔性生產(chǎn)線(xiàn),板金制作
文獻(xiàn)摘要：把已證實(shí)有效的技術(shù)與經(jīng)過(guò)改良的工件傳送方式結(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)出最低成本下具有最高技術(shù)質(zhì)量的生產(chǎn)系統(tǒng)。公司的工程人員開(kāi)發(fā)研制出一種以最低生產(chǎn)成本造價(jià)滿(mǎn)足最高技術(shù)要求的生產(chǎn)方案——XS211加工中心。其設(shè)計(jì)是以愛(ài)克賽羅公司模塊式機(jī)床的設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)的，每臺(tái)機(jī)床都可以根據(jù)用戶(hù)的需要專(zhuān)門(mén)配置。
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愛(ài)克賽羅(EX-CELL-O)XS211加工中心從概念、設(shè)備和自動(dòng)化這三個(gè)方面無(wú)不體現(xiàn)著以精益制造為目的的設(shè)計(jì)理念，這無(wú)疑為“精益生產(chǎn)”帶來(lái)了新的標(biāo)準(zhǔn)。 通用汽車(chē)公司購(gòu)買(mǎi)了愛(ài)克賽羅58臺(tái)XS211加工中心用于加工變速箱外罩和殼體、變速箱頂置氣門(mén)和下置氣門(mén)零件。在這個(gè)項(xiàng)目中，愛(ài)克賽羅工程師們要面對(duì)的挑戰(zhàn)是：把已證實(shí)有效的技術(shù)與經(jīng)過(guò)改良的工件傳送方式結(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)出最低成本下具有最高技術(shù)質(zhì)量的生產(chǎn)系統(tǒng)。 生產(chǎn)基礎(chǔ) XS211加工中心是生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它采用了最新的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，并且這些設(shè)備都是根據(jù)用戶(hù)要求定做的。愛(ài)克賽羅公司憑借XS211加工中心的方案為“低廉生產(chǎn)成本”提出了新的標(biāo)準(zhǔn)。該公司的工程人員開(kāi)發(fā)研制出一種以最低生產(chǎn)成本造價(jià)滿(mǎn)足最高技術(shù)要求的生產(chǎn)方案——XS211加工中心。其設(shè)計(jì)是以愛(ài)克賽羅公司模塊式機(jī)床的設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)的，每臺(tái)機(jī)床都可以根據(jù)用戶(hù)的需要專(zhuān)門(mén)配置。不論是鋁件、鋼件還是灰口鑄鐵的加工，XS211加工中心都可以從容勝任。針對(duì)于中批量和大批量生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的XS211系列的顯著特點(diǎn)是系統(tǒng)的統(tǒng)一性，它可以借助于不同的自動(dòng)控制接口，輕易地與現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)連接起來(lái)。 XS211的生產(chǎn)周期非常短，從單件到組件預(yù)裝配的結(jié)合極大地縮短了裝配工時(shí)。從這個(gè)理論出發(fā)，機(jī)床整個(gè)裝配的生產(chǎn)過(guò)程就形成了一種流水線(xiàn)裝配，其優(yōu)勢(shì)是零件的靈活供給和裝配周期短。只需10天，整個(gè)中心就可以裝配完成，投產(chǎn)使用。標(biāo)準(zhǔn)部件的應(yīng)用，裝配組件的劃分，也降低了裝配成本。例如：機(jī)床工作空間防護(hù)是以三個(gè)裝配組件來(lái)完成安裝的，為了達(dá)到最高的質(zhì)量要求，裝配組件的安裝由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行，并在操作過(guò)程中進(jìn)行檢測(cè)，最后防護(hù)配件被作為一個(gè)單元安裝在XS211上。 系統(tǒng)特點(diǎn)由于成本的降低也要轉(zhuǎn)化到過(guò)程中來(lái)，所以過(guò)程設(shè)計(jì)的每一環(huán)節(jié)都要進(jìn)行分析。帶有傳送帶的落地式自動(dòng)化系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)為XS211開(kāi)發(fā)的，該自動(dòng)化方式的核心是上料設(shè)備，XS211工作臺(tái)可沿Z軸移動(dòng)(任選)。 安裝在機(jī)床底座、立柱和十字滑臺(tái)上的滾珠軸承導(dǎo)軌保證了極高的精度。直接位移檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)X軸、Y軸和Z軸的定位進(jìn)行檢測(cè)。數(shù)控轉(zhuǎn)盤(pán)(B)軸安裝在Z軸上，角度分度為360.000×0.000°，通過(guò)直接檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)角度進(jìn)行測(cè)量，并且B軸轉(zhuǎn)盤(pán)可以在任何位置進(jìn)行液壓夾緊。盤(pán)式刀庫(kù)的設(shè)計(jì)容量為40把配HSK－A63刀柄的刀具，由主驅(qū)動(dòng)軸完成刀具到刀庫(kù)的裝載。主軸配有傳感器用于溫度監(jiān)測(cè)，因?yàn)樗撬屑庸さ暮诵摹?IMG src=http://www.jd37.com/upfiles/2007-5/20070510140148466.gif align=right> 利用自動(dòng)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)將加工件卸車(chē)。通過(guò)將自動(dòng)化單元旋轉(zhuǎn)180°，設(shè)備在同一次操作中可由傳送帶立即再上料。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可以最大限度地縮短上下料時(shí)間。所有加工中心都從設(shè)備前方上料，因此在生產(chǎn)過(guò)程中的任意時(shí)間都可方便地介入其他操作。 愛(ài)克賽羅負(fù)責(zé)從過(guò)程設(shè)計(jì)和刀具到自動(dòng)化系統(tǒng)的全部機(jī)械生產(chǎn)和方案的實(shí)施，用戶(hù)從中的收益是顯而易見(jiàn)的：由于交貨范圍包括所有生產(chǎn)設(shè)備，各種不同部件之間可以精確和諧動(dòng)作，這就保證了系統(tǒng)利用和生產(chǎn)結(jié)果的最優(yōu)化。為了使加工中心在價(jià)格上更吸引人，公司將設(shè)備零部件減至最少，只保留了那些根據(jù)用戶(hù)要求在技術(shù)上是絕對(duì)必需的零件。所以，愛(ài)克賽羅工程師在保持愛(ài)克賽羅生產(chǎn)線(xiàn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和成本控制上是相當(dāng)成功的。 系列化生產(chǎn)通用這個(gè)項(xiàng)目始于2004年5月，目標(biāo)是要求愛(ài)克賽羅于2005年6月交付最后一批XS211設(shè)備。因?yàn)闀r(shí)間緊迫，整個(gè)項(xiàng)目還包括所有零部件的完工和運(yùn)輸，愛(ài)克賽羅為此擬訂了新的安裝方案以確保按期完成。將零件裝配改為預(yù)裝配模塊的方法大大縮短了安裝時(shí)間。在這種模塊化安裝方式基礎(chǔ)上，整線(xiàn)裝配的概念也逐步成型，這就意味著在用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)裝配、調(diào)試并安裝XS211設(shè)備在現(xiàn)在僅需要10天時(shí)間。 XS211組成的生產(chǎn)線(xiàn)具有多種可供選擇的柔性上料方式： 安裝在地面上的自動(dòng)裝置 上料裝置配有可以在XS211的Z軸上進(jìn)行移動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)，它是這種自動(dòng)控制方法的核心。一個(gè)自動(dòng)擺動(dòng)夾具把加工好的工件放到自動(dòng)裝置并整體旋轉(zhuǎn)180°，然后再裝夾毛坯件，所有工作都在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)完成。工件上料到自動(dòng)擺動(dòng)夾具動(dòng)作由輸送裝置完成。本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是將上下料時(shí)間縮至最短。因?yàn)榧庸ぶ行脑谇安可狭�，操作人員隨時(shí)都可以在工作循環(huán)中干涉生產(chǎn)工序。配有軌道式安裝機(jī)器人的柔性上料單元 機(jī)器人上料優(yōu)點(diǎn)：使用工件緩沖支架實(shí)現(xiàn)較短的上料循環(huán)；機(jī)器人作為標(biāo)準(zhǔn)組件造價(jià)低廉；工件在夾具的定位靈活；設(shè)置不同的機(jī)床可以安裝同樣的機(jī)器人(加工中心、清洗機(jī)、裝配機(jī)床等)；工件轉(zhuǎn)換時(shí)間快；緩沖裝置為生產(chǎn)系統(tǒng)提供工件。在XS211的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，愛(ài)克賽羅的工程師已經(jīng)充分考慮了不同接口用于各種自動(dòng)控制的柔性配置，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活與精確調(diào)整，滿(mǎn)足客戶(hù)的要求。這樣，在復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)中，工程師可以獨(dú)自對(duì)各個(gè)加工單元進(jìn)行調(diào)試，因此可以在最短時(shí)間內(nèi)在安裝廠(chǎng)家對(duì)總體設(shè)備進(jìn)行安裝和調(diào)試。另外，工件在空中傳送到各自的加工單元也避免了空間的干擾。
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