從復合機床到柔性生產(chǎn)線
- 2008-5-20 11:12:32
- 來源：機電商情網(wǎng)
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關 鍵 詞：柔性生產(chǎn)線,板金制作
文獻摘要：把已證實有效的技術與經(jīng)過改良的工件傳送方式結(jié)合起來，開發(fā)出最低成本下具有最高技術質(zhì)量的生產(chǎn)系統(tǒng)。公司的工程人員開發(fā)研制出一種以最低生產(chǎn)成本造價滿足最高技術要求的生產(chǎn)方案——XS211加工中心。其設計是以愛克賽羅公司模塊式機床的設計方案為基礎的，每臺機床都可以根據(jù)用戶的需要專門配置。
愛克賽羅(EX-CELL-O)XS211加工中心從概念、設備和自動化這三個方面無不體現(xiàn)著以精益制造為目的的設計理念，這無疑為“精益生產(chǎn)”帶來了新的標準。 通用汽車公司購買了愛克賽羅58臺XS211加工中心用于加工變速箱外罩和殼體、變速箱頂置氣門和下置氣門零件。在這個項目中，愛克賽羅工程師們要面對的挑戰(zhàn)是：把已證實有效的技術與經(jīng)過改良的工件傳送方式結(jié)合起來，開發(fā)出最低成本下具有最高技術質(zhì)量的生產(chǎn)系統(tǒng)。 生產(chǎn)基礎 XS211加工中心是生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎，它采用了最新的自動化設計，并且這些設備都是根據(jù)用戶要求定做的。愛克賽羅公司憑借XS211加工中心的方案為“低廉生產(chǎn)成本”提出了新的標準。該公司的工程人員開發(fā)研制出一種以最低生產(chǎn)成本造價滿足最高技術要求的生產(chǎn)方案——XS211加工中心。其設計是以愛克賽羅公司模塊式機床的設計方案為基礎的，每臺機床都可以根據(jù)用戶的需要專門配置。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。針對于中批量和大批量生產(chǎn)而設計的XS211系列的顯著特點是系統(tǒng)的統(tǒng)一性，它可以借助于不同的自動控制接口，輕易地與現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)連接起來。 XS211的生產(chǎn)周期非常短，從單件到組件預裝配的結(jié)合極大地縮短了裝配工時。從這個理論出發(fā)，機床整個裝配的生產(chǎn)過程就形成了一種流水線裝配，其優(yōu)勢是零件的靈活供給和裝配周期短。只需10天，整個中心就可以裝配完成，投產(chǎn)使用。標準部件的應用，裝配組件的劃分，也降低了裝配成本。例如：機床工作空間防護是以三個裝配組件來完成安裝的，為了達到最高的質(zhì)量要求，裝配組件的安裝由專業(yè)人員進行，并在操作過程中進行檢測，最后防護配件被作為一個單元安裝在XS211上。 系統(tǒng)特點由于成本的降低也要轉(zhuǎn)化到過程中來，所以過程設計的每一環(huán)節(jié)都要進行分析。帶有傳送帶的落地式自動化系統(tǒng)是專門為XS211開發(fā)的，該自動化方式的核心是上料設備，XS211工作臺可沿Z軸移動(任選)。 安裝在機床底座、立柱和十字滑臺上的滾珠軸承導軌保證了極高的精度。直接位移檢測系統(tǒng)對X軸、Y軸和Z軸的定位進行檢測。數(shù)控轉(zhuǎn)盤(B)軸安裝在Z軸上，角度分度為360.000×0.000°，通過直接檢測系統(tǒng)對角度進行測量，并且B軸轉(zhuǎn)盤可以在任何位置進行液壓夾緊。盤式刀庫的設計容量為40把配HSK－A63刀柄的刀具，由主驅(qū)動軸完成刀具到刀庫的裝載。主軸配有傳感器用于溫度監(jiān)測，因為它是所有加工的核心。 利用自動擺動機構(gòu)將加工件卸車。通過將自動化單元旋轉(zhuǎn)180°，設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)點是可以最大限度地縮短上下料時間。所有加工中心都從設備前方上料，因此在生產(chǎn)過程中的任意時間都可方便地介入其他操作。 愛克賽羅負責從過程設計和刀具到自動化系統(tǒng)的全部機械生產(chǎn)和方案的實施，用戶從中的收益是顯而易見的：由于交貨范圍包括所有生產(chǎn)設備，各種不同部件之間可以精確和諧動作，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格上更吸引人，公司將設備零部件減至最少，只保留了那些根據(jù)用戶要求在技術上是絕對必需的零件。所以，愛克賽羅工程師在保持愛克賽羅生產(chǎn)線的質(zhì)量標準和成本控制上是相當成功的。 系列化生產(chǎn)通用這個項目始于2004年5月，目標是要求愛克賽羅于2005年6月交付最后一批XS211設備。因為時間緊迫，整個項目還包括所有零部件的完工和運輸，愛克賽羅為此擬訂了新的安裝方案以確保按期完成。將零件裝配改為預裝配模塊的方法大大縮短了安裝時間。在這種模塊化安裝方式基礎上，整線裝配的概念也逐步成型，這就意味著在用戶現(xiàn)場裝配、調(diào)試并安裝XS211設備在現(xiàn)在僅需要10天時間。 XS211組成的生產(chǎn)線具有多種可供選擇的柔性上料方式： 安裝在地面上的自動裝置 上料裝置配有可以在XS211的Z軸上進行移動的轉(zhuǎn)臺，它是這種自動控制方法的核心。一個自動擺動夾具把加工好的工件放到自動裝置并整體旋轉(zhuǎn)180°，然后再裝夾毛坯件，所有工作都在一個工作循環(huán)內(nèi)完成。工件上料到自動擺動夾具動作由輸送裝置完成。本系統(tǒng)的優(yōu)點是將上下料時間縮至最短。因為加工中心在前部上料，操作人員隨時都可以在工作循環(huán)中干涉生產(chǎn)工序。配有軌道式安裝機器人的柔性上料單元 機器人上料優(yōu)點：使用工件緩沖支架實現(xiàn)較短的上料循環(huán)；機器人作為標準組件造價低廉；工件在夾具的定位靈活；設置不同的機床可以安裝同樣的機器人(加工中心、清洗機、裝配機床等)；工件轉(zhuǎn)換時間快；緩沖裝置為生產(chǎn)系統(tǒng)提供工件。在XS211的開發(fā)過程中，愛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控制的柔性配置，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活與精確調(diào)整，滿足客戶的要求。這樣，在復雜的生產(chǎn)系統(tǒng)中，工程師可以獨自對各個加工單元進行調(diào)試，因此可以在最短時間內(nèi)在安裝廠家對總體設備進行安裝和調(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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