Saarmetall集團(tuán)的SM France公司作為汽車供貨商是一家有名的企業(yè)。這家公司位于法國的Sarreguemines，是一家大批量生產(chǎn)汽車變速器結(jié)構(gòu)部件的專業(yè)生產(chǎn)廠商。此外，公司還受到ZF腓特烈港的委托生產(chǎn)8速自動變速器的驅(qū)動輪。這種驅(qū)動輪的加工分為三步：鋼制原坯在一個車加工中心進(jìn)行多種加工;在一臺機(jī)床上進(jìn)行內(nèi)齒輪精準(zhǔn)拉削;進(jìn)行零件清潔。
縮短了機(jī)器設(shè)備的非生產(chǎn)輔助時間
之前SM France公司的加工機(jī)器上安裝裝置及取走加工工件的工作均是由人工完成。對此，作為該公司負(fù)責(zé)生產(chǎn)經(jīng)營負(fù)責(zé)人之一的Winfried Maul表示：“由于用戶對公司生產(chǎn)的零部件需求量在不斷加大，較長一段時間以來，我們采用的手工加工方式已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求。我們必須縮短機(jī)器設(shè)備的非生產(chǎn)輔助時間，找到提高生產(chǎn)力的方法。因此我們得出了結(jié)論：自動化?！?/p>
為了實現(xiàn)自動化，SM France公司在兩臺加工機(jī)床上嘗試采用了一臺適合的系統(tǒng)集成裝置。在對相關(guān)的各個設(shè)備生產(chǎn)廠商提供的潛力技術(shù)方案進(jìn)行分析后，公司最終選擇了位于Donaueschingen的EGS自動化公司的建議。EGS公司的營銷負(fù)責(zé)人Heiko R?hrig表示：“機(jī)床自動化多年以來就是EGS公司的核心競爭力。SM France公司的情況是，因為加工步驟實現(xiàn)了集成化，且兩臺機(jī)床必須在有限的空間內(nèi)盡可能地靈活連接，這樣對任務(wù)的配置要求很嚴(yán)苛。此外，因為在此之前SM France公司沒有使用機(jī)器人的經(jīng)驗，所以我們必須努力幫助其實現(xiàn)技術(shù)方案。”
圖1 在工件完成車加工后，第2臺機(jī)器人將工件取出并實施接下來的作業(yè)步驟
EGS公司的團(tuán)隊研發(fā)出使用了3臺Yaskawa機(jī)器人的量身定制的自動化技術(shù)方案，該技術(shù)方案能夠準(zhǔn)確符合SM France公司的要求。實際上，該技術(shù)方案由3個部分組成，當(dāng)?shù)诙€部分從機(jī)床上取下已加工好的工件并將其進(jìn)行再堆置時(圖1)，第一個部分便在為車加工中心加裝加工工件(圖2)。第三部分則操作搬空機(jī)床并將完成加工的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)送給后方的零件清潔裝置。
圖2 與車加工中心相連接的自動化部分1一瞥
SM France公司須加工的鋼制變速器驅(qū)動輪坯件最大的重量為6?kg，需加工不同異型部件的外徑，其變化范圍為90～110?mm，最大長度為130mm。由在1000?mm×1200?mm的托盤內(nèi)的一個工件托架系統(tǒng)來輸送各個位置上的車加工工件，由于工件托架系統(tǒng)很大，所以一個托架系統(tǒng)上可以安裝60個驅(qū)動輪。與之相適配的帶有2個或4個貨板的部分可以安置工件，以保證設(shè)備多個小時的自動化運行。
由一臺HP20D型Motoman機(jī)器人來承擔(dān)HK-Con 4軸車加工中心的加工工件的安置作業(yè)，該機(jī)器人在機(jī)床工件安置裝置上放置了兩個毛坯部件(圖3)。
圖3 HP20D型機(jī)器人將工件坯件從一個托盤上取出并將其轉(zhuǎn)送到車加工中心
一臺6軸機(jī)器人從托盤上連續(xù)抓取所需的加工工件，并將其準(zhǔn)確的放置在機(jī)床交接單元中定義的位置上。在此，關(guān)鍵點是所選擇的機(jī)器人既要結(jié)構(gòu)緊湊，又要工作半徑大。當(dāng)機(jī)床不能按臨界循環(huán)時間放置加工工件時，那么機(jī)床的高效性便僅成為了一個次要因素。
機(jī)器人也可以完成工件的清潔和檢測工作
部分2始終負(fù)責(zé)取出工件，這里使用一臺HP20D型機(jī)器人，此處對機(jī)器人的要求更多。該6軸機(jī)器人不僅是將進(jìn)行車加工的工件從機(jī)床的交接單元取出并放置在一個空托盤上，而且期間還要運行到2個其他位置。第一站是采用壓力空氣清潔工件的位置，第二站是完成對工件的全部檢測任務(wù)，也就是進(jìn)行檢測并打上標(biāo)記。R?hring表示：“如果沒有高性能的HP20D型Motoman機(jī)器人，便不可能確保所要求的循環(huán)作業(yè)時間?！?/p>
在完成工件車加工之后，便要進(jìn)行內(nèi)齒輪清潔。SM France公司有足夠的理由放棄車加工中心與清潔機(jī)器的自動化連接。Maul表示：“我們的內(nèi)齒輪清潔機(jī)有3個清潔站點，性能特別好，在預(yù)連接的車加工中心滿負(fù)荷充分利用的情況下，還總是有靈活的生產(chǎn)能力。我們有規(guī)律的利用這樣的生產(chǎn)能力來完成其他加工作業(yè)任務(wù)，這樣我們便不考慮車加工中心與清潔機(jī)的固定連接。”
圖4 由一大型帶有一個雙3截夾具的6軸MH50型6軸機(jī)器人往清潔機(jī)裝和取出加工好的工件
由此，便確保了EGS公司擁有手工連接機(jī)器設(shè)備的高度靈活性。為了確保相應(yīng)的自動化，該公司的工件清潔機(jī)有一個用于總共可裝240個加工工件的4個托盤的存儲器。由一臺MH50型Motoman機(jī)器人來負(fù)責(zé)為清潔機(jī)安置和取出工件，該機(jī)器人帶有一對3截夾具，作業(yè)方式特別穩(wěn)定(圖4)。由于采用夾具和EGS公司獨有的機(jī)器設(shè)備，所以更換加工工件非常省時，且不存在加工工件的中間擺放過程。各夾具進(jìn)行氣動調(diào)節(jié)，這樣夾具裝置便能夠自動與工件清潔機(jī)的各種不同的分布間隔相匹配，并能夠自動與緩沖托盤相匹配。
圖5 除了為毫無問題的加工機(jī)床安置和取出加工工件外，MH50型Motoman機(jī)器人還承擔(dān)其他操作任務(wù)
除了放置清潔機(jī)的加工工件外，MH50型Motoman機(jī)器人還有一些其他的操作任務(wù)(圖5)。在變速器驅(qū)動輪放在零件清潔網(wǎng)前，帶有工件的6軸機(jī)器人行至一個離心機(jī)和一個壓力空氣排氣裝置。R?hring表示：“對我們的綜合性加工作業(yè)任務(wù)來說，MH50型Motoman機(jī)器人是很好的機(jī)器人。由于該型機(jī)器人作用半徑大，所以到各個站點毫無問題。”
機(jī)器人解決方案使人信心十足
現(xiàn)在，SM France公司的所有生產(chǎn)團(tuán)隊均從所采用的機(jī)器人技術(shù)解決方案中獲益，但也不總是這樣。Winfried Maul回憶道：“當(dāng)帶有機(jī)器人的機(jī)床這一自動化理念剛流行起來時，起初我們企業(yè)的員工還是持懷疑態(tài)度。他們?yōu)楣の坏陌踩珦?dān)心，對操作中出現(xiàn)的問題完全無法理解。但現(xiàn)在這些工作人員對企業(yè)設(shè)置的機(jī)器人保持肯定態(tài)度。毫無疑問，他們的工作內(nèi)容比過去有趣多了，許多工作人員通過他們獲得的機(jī)器人技術(shù)訣竅增長了寶貴技能，現(xiàn)在機(jī)器人替代工作人員承擔(dān)起了繁重的工作?！?/p>
作為商人，Maul認(rèn)為數(shù)字是最重要：“總的來說，現(xiàn)在我們成功地將生產(chǎn)制造站點的生產(chǎn)能力提高了100%。除了向4軸車加工中心的投資外，我們的賬戶上取得的大部分收益均歸功于機(jī)器人自動化。我們對EGS公司的自動化技術(shù)解決方案的滿意程度超出了原來的預(yù)期。下一步我們將著手實現(xiàn)公司整個機(jī)器設(shè)備車間的非生產(chǎn)輔助時間的自動化技術(shù)方案?！?/p>
