編寫：Helmut Damm
對(duì)于機(jī)床制造商來(lái)說(shuō)，汽車行業(yè)是最具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。汽車工業(yè)在生產(chǎn)質(zhì)量、節(jié)拍時(shí)間、單件成本、年產(chǎn)量、程序及設(shè)備可用性等方面都提出了極高的要求。在遵守認(rèn)證規(guī)定、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及供應(yīng)商章程的前提下，最大投資總額與售后服務(wù)也面臨著持續(xù)增加的挑戰(zhàn)和壓力。新車型日益縮短的市場(chǎng)投放周期對(duì)于機(jī)床產(chǎn)品的不斷精調(diào)起到直接影響，該影響體現(xiàn)在工藝設(shè)計(jì)和機(jī)床配置雙方面。倘若成功入市，國(guó)際聲譽(yù)和大量項(xiàng)目訂單便會(huì)接踵而來(lái)。而想要與汽車制造商做生意，必須做到的一點(diǎn)就是靈活，而且要非常靈活。
任意操作分支工序，生產(chǎn)多種類型傳動(dòng)軸
盡管有如此繁多的框架條件，位于諾德拉赫的磨削設(shè)備制造商勇克集團(tuán)卻成功地成為汽車制造商多年來(lái)的技術(shù)合作伙伴。潛在技術(shù)合作伙伴的生產(chǎn)要求包括，對(duì)兩種表面硬化鋼質(zhì)的傳動(dòng)軸整體磨削(驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸)。磨削方式包括切入式磨削、端面磨削及所有外圓磨削。也就是說(shuō)，對(duì)整個(gè)外形輪廓進(jìn)行磨削。
當(dāng)配合公差約為10ìm時(shí)，機(jī)器能力指數(shù)（cmk）應(yīng)在1.67至2.0之間。勇克機(jī)床擁有完整的一體化過(guò)程測(cè)量系統(tǒng)以及閉環(huán)控制回路，因此上述要求對(duì)于勇克來(lái)說(shuō)并不成問(wèn)題，因?yàn)檫@是勇克機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)。此外，機(jī)械制造商必須適應(yīng)委托商提供的配有單一工件托架和RFID 識(shí)別工件芯片的工件物流傳送帶，以保證在機(jī)床內(nèi)和工件托架之間的自動(dòng)工件上下料。“HMI pro” 軟件由控制裝置制造商西門子設(shè)置，客戶也為生產(chǎn)人員建立了統(tǒng)一的操作界面。
機(jī)床使用商進(jìn)行變速箱生產(chǎn)所追尋的目標(biāo)是，基于中央傳送帶對(duì)每道分支工序(車削、銑、磨削等)以任意順序進(jìn)行靈活操作，從而使小批量或者單件產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)必要的磨削操作及磨削參數(shù)更改。理論上來(lái)說(shuō)，最小批量值為1。
優(yōu)質(zhì)高效磨削：左圖是在EJ50 設(shè)備上使用電鍍砂輪組進(jìn)行的直切入磨削，右圖是在EJ50 設(shè)備上使用陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪組進(jìn)行的無(wú)痕成型磨削。
系列生產(chǎn)
勝過(guò)成套加工
勇克專家必須把進(jìn)一步的基本條件計(jì)算在內(nèi)：根據(jù)原計(jì)劃年產(chǎn)量、實(shí)際應(yīng)用的生產(chǎn)班次以及機(jī)床可利用率統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出包括上下料時(shí)間在內(nèi)的磨削工序的目標(biāo)節(jié)拍時(shí)間。勇克集團(tuán)汽車分部項(xiàng)目負(fù)責(zé)人在提到上次成功的方案時(shí)評(píng)價(jià)說(shuō)：“憑借在CBN 磨削技術(shù)高效磨削領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，勇克曾提出整體加工的解決方案。但是這套方案并不能幫助我們實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，因?yàn)殡S之而來(lái)的是設(shè)備投資總額的大幅增加。相比較而言，將切入式磨削與端面磨削分開(kāi)，而后再進(jìn)行全部外形輪廓磨削會(huì)節(jié)省更多的費(fèi)用。通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行一系列測(cè)試，我們確定該方案可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)過(guò)程也相當(dāng)穩(wěn)定。”
針對(duì)年產(chǎn)能為400 000根的傳動(dòng)軸第一擴(kuò)產(chǎn)階段，客戶采用了勇克兩條獨(dú)立生產(chǎn)線方案：一條生產(chǎn)兩種驅(qū)動(dòng)軸的加工線(手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速箱)由兩臺(tái)“Jumat5000/50s“ CBN 外圓磨床進(jìn)行切入磨削，三臺(tái)“Quickpoint 3000/60“HSG 外圓磨床(參見(jiàn)圖三)進(jìn)行外形輪廓磨削。另一條生產(chǎn)兩種輸出軸的加工線由三臺(tái)“EJ50“直切入外圓磨床構(gòu)成，其中一臺(tái)磨床進(jìn)行切入加工，另外兩臺(tái)磨進(jìn)行無(wú)痕外形輪廓磨削。
該項(xiàng)目證明，在現(xiàn)有合作伙伴關(guān)系和成本控制原則的框架內(nèi)，可以把原始設(shè)備供應(yīng)商(OEM)轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)供應(yīng)商。勇克某項(xiàng)目負(fù)責(zé)人曾說(shuō)：“為了使只有一個(gè)砂輪頭架的EJ50 磨床能夠加工兩種不同長(zhǎng)度的輸出軸，勇克在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，已按照該項(xiàng)目的兩種主軸類型對(duì)切削方式進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)調(diào)整，這樣就可以用同一砂輪組進(jìn)行加工，而借助集成的軸向定位裝置可以將該砂輪組調(diào)節(jié)至正確位置。Jumat 和Quickpoint 磨床因?yàn)閾碛蠦 軸，則可以借助旋轉(zhuǎn)工件一周對(duì)兩組不同的砂輪進(jìn)行方便快速的定位。”
借助芯片進(jìn)行快速工件上下料和物流控制
為了實(shí)現(xiàn)較短的節(jié)拍時(shí)間，一方面必須借助高效磨削工藝得以實(shí)現(xiàn)。切削工藝由無(wú)須修整的電鍍砂輪進(jìn)行，輪廓加工則借助在機(jī)床內(nèi)修整過(guò)后的陶瓷結(jié)合劑CBN 砂輪完成。另一方面，工件換裝時(shí)間必須包含在節(jié)拍時(shí)間之內(nèi)，勇克內(nèi)置上料機(jī)械手方案的優(yōu)勢(shì)在這里就彰顯出來(lái)了。當(dāng)外置上料機(jī)械手必須等待磨削過(guò)程結(jié)束，直至上料窗可以打開(kāi)時(shí)，內(nèi)置上下料機(jī)械手已經(jīng)使用W 型夾爪將下一個(gè)工件送至主軸附近。由于機(jī)床具有極高的剛性，上下料機(jī)械手并不會(huì)對(duì)磨削過(guò)程產(chǎn)生任何影響。而內(nèi)置在線測(cè)量可以保證產(chǎn)品質(zhì)量并提高工藝安全。
除了機(jī)床的使用率，機(jī)床換裝頻率和所需時(shí)間也是影響年產(chǎn)量的因素之一。在切入式磨削情況下，砂輪使用壽命接近于20000 根傳動(dòng)軸，這樣的話一年只要更換兩至三次砂輪組，借助機(jī)床上的換裝輔助裝置可以使換裝所需時(shí)間縮減至30-60 分鐘。為了盡量排除對(duì)最大柔性生產(chǎn)理念<
