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提高生產(chǎn)效率的工件夾緊解決方案
閱讀：835 發(fā)布時間：2017-9-28對立方體部件進行安全的裝卡：這是Claas Industrietechnik公司制造設(shè)計師Stefan Picht在2002年接手液壓系統(tǒng)預(yù)加工部門工作時的工作目標之一，他從有名的供應(yīng)廠商那里得到報價并對各種不同的模型進行測試。
Hilma TS 125 L型卡座夾持系統(tǒng)可為多達16個工件提供裝卡機會。盡管部件zui為昂貴，但是采購仍是值得的。Picht說道：“對一次性較高的投資，我每天都可以回收一部分。”根據(jù)他的看法，關(guān)鍵點便是Hilma TS 125 L型裝卡系統(tǒng)所達到的裝卡安全性。“除了有很高的作業(yè)安全性之外，該款裝卡系統(tǒng)還有另外一個優(yōu)點，那就是由于工件夾持牢固，我們的進給速度也可以得到提高，從而達到更高的生產(chǎn)效率。”
圖1 在兩個換裝和轉(zhuǎn)載工位上設(shè)有可提高人體舒適度和夾持安全性的操作系統(tǒng)
被Hilma卡座裝卡系統(tǒng)所折服
由于獲得了良好的作業(yè)經(jīng)驗，在此期間還有大量的卡座裝卡系統(tǒng)陸續(xù)投入使用。今天，在四面體裝卡卡座當中，除了八套TS 125型裝置之外，還有三套TS Vector型裝置被用于對較大重量的工件進行裝卡。此外，還使用了一套三面體的TS 125 Tristar型裝卡系統(tǒng)。Claas Industrietechnik公司還采用了六套MSH多重裝卡系統(tǒng)和許多其他類型的Hilma卡鉗裝置來固定部件。
這家位于Paderborn地區(qū)的系統(tǒng)供應(yīng)廠商還制造用于傳動設(shè)備、農(nóng)機移動液壓設(shè)備和市政公用汽車等的零部件。Claas Industrietechnik公司作為原同名農(nóng)機公司的擴展工廠而成立于1956年，公司位于距離Harsewinkel地區(qū)60多公里的地方。今天，這家設(shè)備供應(yīng)廠商是一家擁有700名員工、其1/4的用戶為Claas集團之外的獨立企業(yè)。
卡座裝卡系統(tǒng)屬于靈活生產(chǎn)技術(shù)方案的一個組成部分
裝卡系統(tǒng)被用于“液壓系統(tǒng)預(yù)生產(chǎn)”部門，它屬于Claas公司內(nèi)部“靈活生產(chǎn)系統(tǒng)”生產(chǎn)解決方案的一個組成部分，該靈活生產(chǎn)系統(tǒng)由兩套Heckert CWK 400 D型和兩套HEC 400型臥式四軸加工中心組成，并與芬蘭Fastems全自動托盤調(diào)度站相連接。
圖2 今天，Claas Industrietechnik公司采用高度靈活的標準型裝卡卡座，工件由經(jīng)個性化設(shè)計的卡盤進行夾持
在兩層結(jié)構(gòu)的托盤調(diào)度站里，有四十個儲位存放著帶有裝卡卡座的托盤。因為多達90%的部件在加工過程中都需要接受兩次裝卡，因此在每個裝卡卡座上既可以看到等待*道加工的毛坯工件，也可以看到等待精加工的部件。機器人把托盤取走，并把它傳送給相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備，裝卡卡座在兩個換裝位上承接工件。
圖3 即使在加工復(fù)雜部件，也只需兩次裝卡即可完成生產(chǎn)：每次采用四面夾持，即可完成六個成品工件
四臺加工中心對尤其像閥殼和泵體部件等復(fù)雜的液壓元件進行加工，每年大約加工92?000件，此類部件基本上都是灰口鑄鐵、球墨鑄鐵或鋁合金等材質(zhì)。在重量、尺寸和幾何外形方面，大約有240件不同工件，相互之間差別很大：重量從1～15?kg，尺寸從100?mm×80?mm×53?mm一直到125?mm×100?mm×242?mm，鑄造外形從正方體可一直到自由成型，生產(chǎn)的數(shù)量則在10～500件(備品備件加工)之間波動。
由于部件品種多達200多種，因此不難理解為何zui初所采用的工件特殊裝卡裝置的裝卡方式會比較費事、昂貴和不靈活了。而今天的技術(shù)方案則*相反，這是因為現(xiàn)在只需使卡盤與工件進行匹配即可。Picht說道：“現(xiàn)在我們擁有了設(shè)有特殊卡盤的標準型夾具，使用了專門針對我們的要求而研發(fā)出來的特種卡盤，其占比達到90%。”其余的工裝夾具則均為通用型的，并維持不變。
采用可更換型卡盤可以減少工件夾持邊的數(shù)量
針對標準應(yīng)用場合，Roemheld公司可以提供品種繁多的可更換型卡盤。通過向用戶提供個性化的卡盤方案，使得此類產(chǎn)品的品種得到進一步地擴展。供貨范圍涵蓋了可快速更換的卡盤產(chǎn)品。硬質(zhì)合金鉗口可以對非平行的裝卡面進行補償，也可對夾持邊較窄的工件進行強力夾持，必要時也可借此來減少工件的夾持邊緣數(shù)。
通過采用TUC涂層的半標準卡盤，可以在不改變夾持力的情況下顯著提高保持力，例如在強力切削作業(yè)時對薄壁工件的安全夾持。“當遇到新的部件加工任務(wù)時，我們會從Claas公司那里得到針對特種卡盤的詢價單，這樣的事情通常每年都要出現(xiàn)數(shù)次。”位于Hilchenbach地區(qū)的Roemheld公司的工件裝卡系統(tǒng)產(chǎn)品Karl-Heinz Stötzel解釋說。Stefan Picht接著便會把部件數(shù)據(jù)發(fā)送給Hilchenbach的富有經(jīng)驗的設(shè)計師們。設(shè)計人員便會開發(fā)出相應(yīng)的裝卡技術(shù)方案，Claas公司會得到以圖紙或3D圖形方式的建議。“在爭取實現(xiàn)*技術(shù)方案方面，我們總是會在工作準備部門、部件設(shè)計部門和Roemheld公司的設(shè)計部門之間進行熱絡(luò)的信息交換。”Picht報告說。產(chǎn)品Stötzel指出，這些工作都很有難度：“對于我們設(shè)計部門來說，要把卡盤設(shè)計成能夠確保工件達到*的加工便利程度，這可是一個挑戰(zhàn)。”
設(shè)有操作系統(tǒng)的換裝和轉(zhuǎn)載的工位
采用的所有工件裝卡系統(tǒng)均為純機械操作方式。Claas公司使用了涉及兩款技術(shù)方案的Hilma-TS-125型裝卡卡座裝置，該款帶有手動功能的裝卡系統(tǒng)由一個絲桿進行操作，夾持力在*卡盤處呈均勻增大。而TS 125 Vector型裝卡裝置則由兩個絲桿進行操作，兩個夾持位置互為獨立，可分別設(shè)定不同的夾持力，所有TS裝卡卡座系統(tǒng)通過一個安裝在裝載站上的操作系統(tǒng)進行操作。
懸掛在平衡器上滑行的氣動發(fā)動機由操作人員取來放置在裝卡卡座的絲桿上，通過腳踏開關(guān)來實現(xiàn)操作。操作人員雙手總處于騰空狀態(tài)，以便對工件進行操作。夾持力是可重復(fù)生成的，這很有利于工位上的人體舒適度和裝卡安全性。為了防止事故發(fā)生，操作人員必須先把扭矩發(fā)動機栓在換裝工位上，然后方可通過感應(yīng)器發(fā)出一個信號，表明機器人可以把攜帶工裝夾具的托盤取走。
生產(chǎn)設(shè)計人員Picht透露說，Claas公司對多年來的合作非常滿意：“咨詢、溝通、項目執(zhí)行和服務(wù)等方面都很好。夾具裝置的質(zhì)量很高，操作簡便且可靠。在提高生產(chǎn)效率和安全性方面的改進力度要比我們zui初所期待的更大。”為了進一步提高產(chǎn)量，Claas Industrietechnik公司在將來還應(yīng)該把更多的工件放置到帶有特殊卡盤的標準型裝卡卡座系統(tǒng)上。“尤其是針對鋁質(zhì)部件的加工，這些工裝夾具更具優(yōu)勢，生產(chǎn)流程時間越來越短，因此裝卡工作就顯得越來越重要了。”