硬質(zhì)金屬專業(yè)廠家Ceratizit可以提供符合高要求的各類硬質(zhì)金屬技術(shù)方案。該公司總部位于盧森堡的Mamer地區(qū),擁有大約6000名員工,并在全球50多個國家開展業(yè)務(wù)。該公司主要向汽車工業(yè)、機(jī)床制造業(yè)、石油工業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、電子工業(yè)和工具模具行業(yè)中的用戶提供創(chuàng)新型硬質(zhì)材料的耐磨和切削產(chǎn)品。 Ceratizit Austria工廠位于緊鄰德國邊境的Tirol地區(qū)的Reutte山區(qū)。在廠房里看不到阿爾貝斯山區(qū)生活舒適的情景,因為這里的生產(chǎn)事關(guān)最高的精密要求。該公司是硬質(zhì)金屬半成品和成品的供應(yīng)廠商,產(chǎn)品可分為預(yù)制品、硬質(zhì)金屬棒材和轉(zhuǎn)位刀片。 預(yù)制品是指按照客戶要求預(yù)制而成或預(yù)先打磨好的硬質(zhì)金屬部件,此類部件將由客戶進(jìn)行繼續(xù)加工。硬質(zhì)金屬棒材為鏜刀或銑刀的半成品。轉(zhuǎn)位刀片則為一種應(yīng)用于車削、銑削、插削和鏜削刀具的成品。 Maxi-Mill-211是自2006年以來應(yīng)用成熟的角銑和槽銑刀具家族,其直徑范圍為10~160?mm。此類刀具可以很靈活地應(yīng)用于角銑、平面銑和內(nèi)插銑。這種適合于HSC的Maxi-Mill-211系列銑刀的一個特點便是切削柔軟,可以生成良好的加工表面,從而確保很高的制造品質(zhì)。此外,刀具操作簡便。在Maxi-Mill-211系統(tǒng)中,大約有100種不同材質(zhì)和涂層的刀具產(chǎn)品可供采用,以便使刀具與所切削材料相匹配。Maxi-Mill-211系列產(chǎn)品非常暢銷,每年僅用于這個刀具家族的轉(zhuǎn)位刀片的產(chǎn)量就很大。 要求:緊湊和快速 “不久以前,我們一直使用現(xiàn)有的一臺自動測量設(shè)備對很多刀片進(jìn)行測量。這臺設(shè)備在2011年就達(dá)到了其能力極限。”Ceratizit公司沖壓生產(chǎn)線質(zhì)量專員Daniel Scheiber報告說:“因此,我們尋找一種既可以達(dá)到很短的節(jié)奏時間、造型又非常緊湊的新的測量單元。”在斯圖加特質(zhì)量保證國際專業(yè)展會上,該公司第一次看到了Blum-Novotest公司的BMK靈活測量和自動化方案。此類集成了自動化和測量技術(shù)的緊湊型測量單元尚未出現(xiàn)在其他制造廠家里。 在那時,雖然已經(jīng)有多臺BMK 3型測量單元在若干家用戶那里得到了成功應(yīng)用,但在Ceratizit公司那里遇到了幾個挑戰(zhàn):所需的節(jié)奏時間、很高的測量精度、所需測量的幾何外形。由于在轉(zhuǎn)位刀片上不存在平整的表面,刀片呈現(xiàn)弧型狀態(tài),因此很難采取傳統(tǒng)的測量手段來進(jìn)行測量。尤其是達(dá)不到規(guī)程所要求的測量精度。由此,Blum公司的專家們很快意識到必須采用一種高分辨率的光學(xué)測量系統(tǒng)。迄今為止,他們僅在位置和外形識別上采用過攝像機(jī)系統(tǒng),而并非在微米范圍內(nèi)對誤差的測量。鑒于所需的節(jié)奏時間為3.5s,他們采用一種非常快速的三角機(jī)器人來取代傳統(tǒng)的通常用于包裝線上挑揀和擺放工位的機(jī)械手。
圖1 Ceratizit公司的轉(zhuǎn)位刀片在一個快速運(yùn)行的圓臺上被旋轉(zhuǎn)到圖像處理系統(tǒng)下方,刀片所有邊緣均受到高精度的測量
圖2 有了BMK 3型測量和自動化技術(shù)方案,硬質(zhì)金屬專業(yè)廠家即 Ceratizit公司即可對轉(zhuǎn)位刀片進(jìn)行高精和自動的測量 最終結(jié)果一目了然 “在第一次會議上,我們談?wù)摿思夹g(shù)規(guī)范,對技術(shù)要求做了詳細(xì)的定義。而在第二次會議上,Blum公司便提出了一個技術(shù)方案。”Ceratizit公司沖壓生產(chǎn)線經(jīng)理LotharSchmid回顧說,“我們根據(jù)自己的經(jīng)驗知道唯有采取這種方式,方可獲得最佳的設(shè)備,因為雙方都很清楚最后的測量結(jié)果應(yīng)該是怎樣的。”況且,這家公司在微米級誤差要求上是決不含糊的。 最初探討了帶有兩臺機(jī)器人的技術(shù)方案:一臺三角機(jī)器人用于對轉(zhuǎn)位刀片的搬運(yùn),而另一臺龍門式機(jī)器人則負(fù)責(zé)搬運(yùn)存放轉(zhuǎn)位刀片的箱子。機(jī)器人從傳送托盤上取下刀片,并把它放置于高速圓臺的一個裝置上。高速圓臺把轉(zhuǎn)位刀片旋轉(zhuǎn)到攝像機(jī)下方接受測量。然后機(jī)器人再把轉(zhuǎn)位刀片放入10號箱子里。為了確保工藝流程的穩(wěn)定性,Blum-Novotest公司開發(fā)出一種監(jiān)視系統(tǒng),確保箱子在碼垛時擺放整齊。
圖3 在轉(zhuǎn)位刀片的傳輸方面,采用了一臺帶有快速取樣真空抓爪的極速三角機(jī)器人
圖4 通過帶有第二個真空抓爪的交替抓爪系統(tǒng),包裝箱子可以從測量單元被傳送到最終工位上 兩臺機(jī)器人的技術(shù)方案耗費太大 早在方案探討階段Ceratizit公司發(fā)現(xiàn)兩臺機(jī)器人太過昂貴,且兩套系統(tǒng)的相互配合也過于復(fù)雜。一種交替式的抓爪系統(tǒng)取得了突破。現(xiàn)在有兩臺不同的快速取樣真空抓爪投入使用,以便通過三角機(jī)器人對轉(zhuǎn)位刀片和箱子進(jìn)行搬運(yùn)。 Blum-Novotest公司的測量單元向這家公司提供了明顯的好處,“在一半的位置上,與老的測量設(shè)備相比,這款BMK設(shè)備每小時就能多測量出40%,所達(dá)到的測量精度也是以往所無法比擬的。”Blum-Novotest公司測量與檢測技術(shù)業(yè)務(wù)銷售經(jīng)理Peter M?sle強(qiáng)調(diào)說,“即使是Ceratizit公司專家們在過去同樣已經(jīng)很快速了,現(xiàn)在才測量出他們真正想要的即轉(zhuǎn)位刀片的所有特征。此外,這臺設(shè)備還可以做到無人操作。”操作人員只需時不時地過來查看一下,補(bǔ)充一些空的包裝箱子即可。 有一些挑戰(zhàn)需要克服:轉(zhuǎn)位刀片就其較小的尺寸規(guī)格來說相對較重,在機(jī)器人快速運(yùn)行過程中,確保轉(zhuǎn)位刀片不從機(jī)器人上跌落下來并非易事。測量精度從技術(shù)角度上看也達(dá)到了其極限。此外,Ceratizit公司的使用場地非常受限,每個平米空間都很珍貴。因此,Blum公司向其提供了一種節(jié)省空間、可隨地擺設(shè)的緊湊型設(shè)備。測量設(shè)備帶有一些將來在生產(chǎn)中確實需要用到的附件選項,這也符合Ceratizit公司的想法。 工作在物理極限上 “Blum公司研發(fā)人員完成的很好,因為設(shè)備運(yùn)行絕對可靠。這項技術(shù)令人印象深刻,因為設(shè)備一直處于物理極限邊緣工作。”LotharSchmid總結(jié)說,“尤其是他們立刻理解我們的要求,并作了出色的實施。我們達(dá)到了所需的節(jié)奏,而測量精度非常高,工作流程也非常可靠。”同樣重要的是,Ceratizit公司獲得了很大的生產(chǎn)能力,它也看到其對生產(chǎn)中的測量工作的設(shè)想是符合現(xiàn)實情況的。 |
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