在手動變(biàn)速器或雙離合變速器中,變速齒輪必不可少:它們通過耦(ǒu)合器(同(tóng)步件)和換檔套管將(jiāng)發動機扭矩傳輸(shū)到驅動軸上。每一個檔位都有一個(gè)傳動(dòng)齒輪,這就是說,7 速變速箱需要 7 + 1 個傳動齒輪。 變速器(qì)一般采用齒輪搭(dā)配同步件的結構,這兩(liǎng)個零件被相互接合並焊接在一起,這是一項非常成功的設計(jì)。埃馬(mǎ)克 ELC 160 HP 機床是埃馬克公司專為齒輪和(hé)同步環的連接而設計(jì)的生產解決方案。
在生產線中,如果需要,ELC 160 HP 可以(yǐ)集成裝配(壓裝)、預熱以及之後的激光焊接。為盡可能縮短節拍時(shí)間(jiān),各工(gōng)序會同時進行(háng)。ELC 160 HP 是一(yī)種回轉式工作台(tái)機床(chuáng),因而特別適於高效生產加工。這一特性也體現在機床的名稱中:縮寫“HP”代表“High Performance”(高性能)或(huò)者“高效率(lǜ)”。轎車變速箱中典型齒輪的生產(chǎn)節拍時間大約為 10 秒 (!)。
對於回轉式工作台機床的原理,已沒有什麽新穎之處。相反,更靈活的機床設(shè)計在許多領域內已悄然取代了回轉(zhuǎn)式(shì)機床。
在這個方麵,ELC 160 HP 真正展示出它的創新性:ELC 160 HP 機(jī)床配備埃馬克已獲專利的自動換裝工件夾(jiá)緊技術,因此可以靈活地加工各種不同的(de)工件、進行批量加工。
四道工序同時進行——工序節拍更智能化(huà),性能更高
機床結構可以用“集成”來形容:機床配備一個中央立柱,所有部件都安裝(zhuāng)在這個中央立柱上。中央立柱周(zhōu)圍安置有回轉工作台(tái),用於將(jiāng)工件傳輸到 4 個加工工位。通過一係(xì)列特殊的(de)結構(gòu)設計(jì),即使在回轉工作台高速切換的情(qíng)況下,也能確保工件在加工工位中達到所需的定位精度。ELC 160 HP 可裝備埃馬克自行研(yán)發的夾緊技術,因此能達到極高的機床精度,也適合用於要求極高、極其狹窄的焊縫。
加(jiā)工過(guò)程從(cóng)上(shàng)下料工位開(kāi)始。兩個配備氣動(dòng)式夾爪的機械手單元負責在輸(shū)送料道和回轉式工作台之間來回運輸工件(jiàn)。工件從這裏被送往壓裝工位。壓裝工位上可以裝(zhuāng)備多達三個(不同的)壓(yā)裝(zhuāng)工裝,通過數(shù)控指令可選擇換裝其中一個(gè)壓裝工裝,完全沒有時間損失(shī)。因此,在例如需要加工一個變速(sù)箱的整套齒輪時,也能保障完全的(de)靈活性以及換(huàn)裝自由度。
壓裝本身可以由伺服壓機精確(què)快速地完成,過程(chéng)監控任務則由(yóu)集成(chéng)的力值/行程監控裝置完成。
在節拍的下一步中,工件被送達(dá)第三個(gè)加工工位,即感應預熱工位。在這裏也為用戶提供帶最多 2 個感應線圈的滑軌單元,並且也可以自動換(huàn)裝。之後,回轉工作台稍微旋轉,工件最後到達設備的核(hé)心部分,即激(jī)光焊接工(gōng)位。此工位也獨具(jù)特色:根據埃馬克的設計,工件在焊接時大多采用軸向夾緊(jǐn)的方式,這不僅能避免變形,同時也(yě)能保護工件,防止被(bèi)焊接飛濺(jiàn)物損壞非焊接麵。針對不同的工件的幾何形狀(zhuàng),可以按機床的加工節拍自(zì)動調整夾具和夾具係統。機床提供多達三種不同的夾具供選用(yòng),一般情況下(xià)已足以滿足加工的需要。因此,在這個工位上(shàng)也能保證最大的靈活性和換裝(zhuāng)自由度。
自動換裝原理(埃馬(mǎ)克專利)能確(què)保 ELC 160 HP 機床達到最高的效率,這不(bú)僅可(kě)以避免手動換裝過程,而且(qiě)能免除(chú)對手動換裝後焊接的第一個工件進行檢查的等待時間——這項檢查是對工件進行破壞性測試,但卻必不可少。
由於可以同時進行(háng)上下料、壓裝、預熱和激光焊接工序,因此(cǐ), ELC 160 HP 可達(dá)到最高的生產效率:一般來說,轎車變速箱中齒輪的生(shēng)產節(jiē)拍時間大約隻有 10 秒。通過自(zì)動換裝(zhuāng)可以抵消回轉式機床靈活性較低的不足之(zhī)處,使整個工藝流程(chéng)更為順(shùn)暢(chàng)。
與之前兩個工位一樣,這個工位也裝備有一個滑台單元,上麵可(kě)安裝多達 3 個反軸承工裝,從而能夠保證自動換裝。焊接(jiē)頭配備有一條(tiáo)用於調整焊縫位置的 X 軸以及一條用於調整(zhěng)焦點位置的 Z 軸。此外,該工位還(hái)可以選裝一個精準定位十字線相機。
上(shàng)述 4 道工序全部可同時進行,創紀(jì)錄地(dì)將節拍時間縮短到絕無僅有的 10 秒。
緊(jǐn)湊型結構——完(wán)美符合人體(tǐ)工學原理
盡管機床結構複雜,但在(zài)人體工學和維護保(bǎo)養的可達性方麵(miàn)卻非常優異。各(gè)個加(jiā)工(gōng)工位呈 90 度角布置,每一(yī)個加工區都是獨立的,可(kě)達性極佳。理(lǐ)論上來說(shuō),可以同時對所有 4 個加工區進行維護保養。設備(bèi)運行必不可少的所有技術裝置也緊湊的安裝在機床單(dān)元旁的一(yī)個控製櫃中,非常方便操(cāo)作。所有電氣裝置、氣動係統以及感應電源、傳感器、焊接煙霧排放裝置(zhì)和過濾器(qì)以及 CO2 滅火器都集中安(ān)裝在一個中心位置。進行維護保養時,固定安裝的光(guāng)束輸(shū)送和焊接光學器件也同樣重要。這不(bú)僅(jǐn)能確保運行時(shí)的安全性,同時也能(néng)使調整和維護保養非常易於執行。此外,固定安裝的(de)焊接光學器件還能保證激光總是射入機床內部,從而進一步提高工作(zuò)安全(quán)性。機床布(bù)局不僅符合人體工學原理,而且對於操作人員(yuán)來說非(fēi)常安全。
激光技術——僅使用固體激光器
ELC 160 HP 機床上僅使用固體激光器,例如 TRUMPF 公司提供的配有光纖的固體激光器 TruDisk(采用碟片式原理(lǐ)),或者 IPG 公司的直接二(èr)極管(guǎn)激光係統。埃馬克是率先(xiān)使用固(gù)體激光器進行動力總成(chéng)元(yuán)件(jiàn)焊接的先驅之一(yī),並確信其具有極大的優勢。“二極管泵(bèng)浦的(de)固體激光器效率(lǜ)高達 30%。這意味著,滿(mǎn)負荷運行的(de)4 kW 機組(包括製冷機組在內)僅消耗大約 25 kW 能量。對於(yú)客戶來說,這代表可以節省大量成(chéng)本,就是說與傳統的激光係(xì)統相比,可以顯著降低設備運(yùn)營(yíng)成(chéng)本,”埃馬(mǎ)克自動(dòng)化公司的銷售經理(lǐ) Nikolas Meyer 解釋說。
此外(wài),使用固體激(jī)光器焊接無需保護氣(qì)體,從而進一步降低了成本。在(zài)許多應用場合(hé)中,固體激光器還能夠明顯加快焊接過程。對工件質量來說,每單位長度的熱量輸(shū)入減少了,,由此進(jìn)一步降低了焊接變形的可能(néng)性——再也不需要費(fèi)時(shí)費力的後續返工(gōng)。
顯而易見,ELC 160 HP 是當之無(wú)愧的“高性能”焊接設備。整(zhěng)個(gè)設計(jì),無論是工序流程(chéng)、所使用(yòng)的技術,還是符(fú)合人體工學的(de)緊湊型結構,ELC 160 HP 機床的整個(gè)設計方案在性(xìng)能(néng)和生產率方麵都無與倫比。
埃馬克提供的激光焊接係統(tǒng)節拍(pāi)時間極短,非常適合(hé)生產動力總成元(yuán)件,具有極大的吸引力,絕(jué)對會(huì)在市場上引起重大的反響。
圖片資料
圖:D155
埃馬克 ELC 160 HP 機床,適用於生產動力總成元件的高性能機床
圖:D533 110
通過回轉(zhuǎn)工作台可在(zài)各(gè)個加(jiā)工工位之間快速(sù)輸送工件。這是預熱工位。
圖:D532
固定的激光光束輸送,確保最高的運行安全性
圖:D529
自動上料、結構緊湊和流程快速——ELC 160 HP 是當之無愧的高性能機床(chuáng)。
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