強化核心能力歐洲某汽車集團在南歐建造了(le)變速箱廠,並將傳(chuán)動軸(zhóu)磨削(xuē)工藝設計委托(tuō)給了(le)勇克公司。勇克人也不負重望,為其量身定做了一套可擴展“Plug&Play”柔性製(zhì)造工序。
對於機床製造商來說,汽車行(háng)業是最具挑戰性的領域。汽車工業在生(shēng)產質(zhì)量、節拍時間、單件成本、年產量、程(chéng)序及設備可用性等方麵都提出了極高(gāo)的要求。在(zài)遵守認證規定、企業標準以及供應商章程的前提下,最(zuì)大投資總(zǒng)額與售後服務也麵臨著持續增加的挑戰和壓力。新車型日益縮短的市場投放周期對於機床產品的不斷精調起到直(zhí)接影響,該影響體現在工藝設計和機床配置雙(shuāng)方(fāng)麵。倘若成功入市,國際聲譽和大(dà)量項目訂單(dān)便會接踵而來。而想要與汽車製造商做生意,必須做到的一點就是靈活,而且要非常靈活。
任(rèn)意操作分支工序,生產(chǎn)多種類型傳動軸
盡管有如此繁多的框架條件,位於諾德拉赫的磨削設備製造商勇克集團卻成功地成為汽車製造商多年來的技術合作夥伴。潛在技術(shù)合作夥(huǒ)伴的生產要求包括,對兩種表麵硬化(huà)鋼質的傳動軸整體磨削(驅動軸和輸出軸)。磨削方式包(bāo)括切入式磨削、端麵磨削及所有外圓磨(mó)削。也就是說(shuō),對整個外形輪廓進行磨削。
當配合公差約為10μm時,機器能力指數(cmk)應在1.67至2.0之間。勇克機床擁有完整的一體化過程測量(liàng)係統以及(jí)閉環控製回路,因此上述要求對於勇克來(lái)說並不成問題,因為這是勇克機床的(de)標準。此外,機械製(zhì)造商必須適應委托(tuō)商提供的配有單一工件托架和RFID識別工件芯片的工件(jiàn)物流(liú)傳送帶,以(yǐ)保證在機床內和工件(jiàn)托架之間的自動工件上下料。“HMIpro”軟件由控製裝置製造(zào)商(shāng)西門子(zǐ)設置,客戶也為生產人員(yuán)建立了統一的操作界麵。
機床使用商進行變速箱生產所追尋的目標是,基於中央傳送帶對每(měi)道分支工序(車削、銑(xǐ)、磨削等)以任意(yì)順序進行靈活操作,從(cóng)而使小批量或者單件產品實現必(bì)要的磨削操作及磨削參(cān)數更改。理論上來說,最小批量值為1。
優質高效磨削:在EJ50設備上使用電鍍砂輪組進行的直切入磨削
優質高效磨(mó)削(xuē):在EJ50設備上使用陶瓷結合劑CBN砂輪組進行的無痕成型磨削
係列生產
勝過成套加工
勇克專家必須把進一步的基本條件計算在內:根據原計劃年產量(liàng)、實際應用的生產班次以及機床可利用率統計,計算(suàn)出包括上下料時間在內的磨削工序的目標(biāo)節拍時間。勇克(kè)集團汽(qì)車分部項目(mù)負責人在提到上次成(chéng)功的方案時評價說:“憑借在CBN磨削技術(shù)高效磨削領域的(de)豐富經驗,勇克曾提出整體加工的解決方案。但(dàn)是這套方案並不能幫助我們實(shí)現目標,因為隨(suí)之而來的是設備投資總額的大幅增(zēng)加。相比較而言(yán),將切入式磨削與端麵磨削(xuē)分開,而後再進行全部外形輪廓磨削會節省更多(duō)的費用。通過對驅動軸進行一係列測試,我們確定該方案可以保證產(chǎn)品(pǐn)質量,生產過程也相(xiàng)當(dāng)穩定(dìng)。”
針(zhēn)對(duì)年產能為400,000根的傳動軸第一擴產階段,客戶(hù)采(cǎi)用了勇克兩(liǎng)條(tiáo)獨立生產線(xiàn)方案:一條生產兩種驅動軸的加工線(手動變速器和自動變速箱(xiāng))由(yóu)兩台“Jumat5000/50s”CBN外圓磨床進(jìn)行切入磨(mó)削(xuē),三台“Quickpoint3000/60”HSG外圓(yuán)磨床(參見圖三(sān))進行外形輪廓磨削。另一條生產兩種輸出軸的加(jiā)工線由三台“EJ50”直切入外圓磨床構成,其中一台磨床進行切入加工,另外兩台磨(mó)床進行無痕外形輪廓磨削。
諾德拉赫勇克生產車間:某傳動軸項目(mù)正在安裝的部分(fèn)磨床(chuáng),包括(kuò)工件物(wù)流傳送帶
該項目證明,在現有合作夥伴關係和成本控製原則的框架內(nèi),可以(yǐ)把原始設備供應商(OEM)轉變為(wéi)技術供應(yīng)商。勇克某項目負責人曾說:“為了使(shǐ)隻有一個砂輪(lún)頭架的(de)EJ50磨床能夠(gòu)加工兩種不同長度的輸出軸,勇克在進行產品設計時,已按照該項目的兩種主(zhǔ)軸類(lèi)型對切削方式進行了相應的設計調整,這(zhè)樣就可以用同(tóng)一砂輪組進行加工,而借助集成的軸向定位裝置可以將該砂輪(lún)組調節(jiē)至正(zhèng)確位置。Jumat和Quickpoint磨床因為擁(yōng)有B軸,則可以借助旋轉工件一周對兩(liǎng)組(zǔ)不(bú)同的砂輪進行方便快速的定位。”
借(jiè)助芯片進行快速工件上下料和物流控製
為了實現(xiàn)較(jiào)短的節拍時(shí)間,一方(fāng)麵必須借助高效磨削工藝得以實(shí)現。切削工藝由無須修整(zhěng)的電鍍砂輪進行,輪廓加工則借助在機床內修整過後的(de)陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪完成。另一方麵,工件換裝時間必須包(bāo)含在節拍時間之內,勇克內置(zhì)上料機械手方案的優勢在這裏就彰顯出(chū)來了。當外置上料機械手必須等待磨削過程結束,直至上料窗(chuāng)可以(yǐ)打開時,內置上下料機械手已經使用W型夾爪將下一個(gè)工件(jiàn)送至主軸附近。由於機床具有極高的剛性,上下料機械(xiè)手(shǒu)並不會對磨(mó)削(xuē)過程產生任何影響。而(ér)內置在線測量可以保證產品(pǐn)質量並提高工(gōng)藝安(ān)全。
除了機床的使用(yòng)率,機床換裝頻率和所需時間也是影響年產量的因素(sù)之一。在切入式磨削情況下,砂輪使用壽命接近於20000根傳動軸,這樣的話一年隻要更換(huàn)兩至三次砂輪組(zǔ),借(jiè)助機床上的換裝輔助裝置可以使換裝所需時間縮減至30-60分鍾。為了盡量排除對最大柔性生產理念的(de)幹擾,機(jī)床還特意安裝了(le)配有RFID芯片的(de)工件托架。在工件被送入機床前,傳動軸類型和加(jiā)工(gōng)狀態信息將被確認,如有需要並對尾架的(de)頂尖位置、所使(shǐ)用的磨削砂輪組(zǔ)等機器配置以及數控程序進行修改。在程序開啟之前,將對傳動軸幾何參數的額定值與實際值再次進行合理(lǐ)性檢驗。一旦出現(xiàn)偏差,將對傳動軸進行分類整理(lǐ)。加工完畢後,需對工件托架芯片內的儲存(cún)數據進行更新。
試生產,生產,生產升級
首批八台機床在諾德拉赫進行驗收後,已經發貨。客戶對勇克設備給出了完全(quán)滿意的評價:
“2005年(nián)給合資夥伴Tata安裝生(shēng)產線時,我就已經對勇克機(jī)床有所了(le)解。就我們目前的(de)項目來(lái)說,勇克為我們提供了頗(pō)具說服力的(de)總體方案(àn)。與其它供應商相比,勇克方案(àn)能為我們節約更多的設備投資(zī)。此外,在同台磨床上,多種型號(hào)傳(chuán)動軸的(de)高柔性加工無需人工操作也可實現,因此(cǐ)也能(néng)更快地適(shì)應市場需求。在試生(shēng)產和生(shēng)產階段,勇克還為我們提供了高水平工作人員予以協助。至於(yú)售後(hòu)服(fú)務,在Maglione先生的領導下,勇克及其合作夥伴Tecmi為我們(men)提(tí)供了包括備件供應在內的及時支持。”
持續的質量保證
2008年春季開始,勇克質量檢測中心引(yǐn)進了(le)Zeiss公司基於多傳感器(qì)技術的龍(lóng)門式三坐標測(cè)量機(參見下圖)。在諾德拉赫,9台測量(liàng)設備可以對所有的工件幾何(hé)參數進行測量,以滿足磨(mó)床的高質量標準(zhǔn)。在勇克質量檢測中心,無(wú)論(lùn)是圓度測量儀、光學測量(liàng)機、表麵測量儀還是2008年引(yǐn)進的三坐標測(cè)量機(jī)都是頂級品牌廠家(jiā)Hommel,Adcole,Mahr,Zoller和(hé)Zeiss提供的設備,他們的(de)設備質量(liàng)以及(jí)他們對測(cè)量技術的專注在整個金屬加工界都是出類拔(bá)萃(cuì)的(de)。而其在客戶項(xiàng)目的每個階段都能展現出決定性的優勢,特別在高端的汽車領域。
不允許出現(xiàn)任(rèn)何質量(liàng)問題:在新的質量(liàng)檢測中心裏(lǐ),勇克擁有與其磨床品質和高要求的客戶項目相配的歐洲最先(xiān)進的質量(liàng)檢(jiǎn)測設備。
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