
目前,"氣候中和生產 "這一主題對工業(yè)有多重要?德國機械設備制造業(yè)聯(lián)合會(VDMA)最近對其會員企業(yè)進行的一項調查給出了令人印象深刻的答案。調查顯示,超過四分之三的公司已經(jīng)制定了自己的氣候目標,其中一些公司已經(jīng)測量了其生產設備的二氧化碳碳足跡。
埃馬克目前正在展示如何利用機械工程專業(yè)技術有針對性地減少這一數(shù)值。整體分析是第一步,尤其是對于老式機床。
目標的制定既簡單又細致:要想在未來的生產中實現(xiàn)氣候中和,就需要盡可能少用電的全能節(jié)能機床。但是,如何降低復雜機床及其外圍設備(其中有大量工序)的能耗呢?"埃馬克能源效率首席工程師Konrad Heimbach解釋說:"這個問題有很多詳細的答案。"不過,我們已經(jīng)確定了提高能效的六個方面--從選擇正確的制造工藝和機床設計理念到高效組件、優(yōu)化能源管理以及建立基于人工智能的戰(zhàn)略。
取決于工藝
第一個主題--刀具工藝的選擇--已經(jīng)揭示了一些驚人的差異。例如,德國南部的專家比較了 "硬車削"、"無紋路車削 "和 "磨削 "三種工藝的能耗要求,在每種情況下都以相同的目標加工相同的部件。結果是:每個加工體積所需的能量差異極大。例如,磨削需要 663 焦耳/毫米3 ,硬車削需要 220 焦耳/毫米3 ,而無紋路車削只需要 57 焦耳/毫米3 。換句話說:對于某些加工任務,在選擇加工工藝時必須考慮能量需求,因為這將產生巨大的差異,同時也會影響單位成本。
不同的機床設計理念會產生非常相似的效果。自動化尤其會對能耗產生巨大影響,因為每增加一個工件處理操作都需要能源。"相反,能夠輕松集成到生產流程中的機床則會降低能耗。例如,我們通過集成部件存儲和簡單的上下料來實現(xiàn)這一點," Heimbach解釋說。利用外部技術的埃馬克解決方案也特別經(jīng)濟。例如,一臺 Duo 機床只有一套外圍設備,因此比兩臺單機(每臺都有自己的外圍設備)能耗更低。將多個生產流程整合到一臺機床上,也能實現(xiàn)類似的節(jié)能效果。一方面,這可以降低處理成本,并減少所需的外圍設備(每個外圍設備都有自己的能耗)。
(* J/mm3, 每立方毫米多少焦耳,熱值,衡量能源物質的重要參數(shù))
通過改造減少消耗
總體而言,埃馬克的分析和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不僅著眼于新機床的開發(fā),"改造 "標題下的各種客戶實例也說明了這一點。" Heimbach說:"舊機床的能效并不是一個不可改變的現(xiàn)狀--相反,通過相對簡單的措施就可以大幅降低能耗。一個令人印象深刻的例子是 VTC 250 軸類機床,該機床自 2008 年以來一直在客戶處使用。這種解決方案的節(jié)能潛力有多大?為了回答這個問題,埃馬克首先繪制了能源流程圖,詳細說明了驅動系統(tǒng)、冷卻、液壓和潤滑的消耗情況。VTC 250 的機齡約為 15 年,分析表明該機床在三個方面已不再符合最新技術水平:液壓裝置、冷卻潤滑油泵和冷卻裝置。所有這三個裝置都已更換。最終結果是,用戶每年可節(jié)省約 18,000 千瓦時或 6.7 噸二氧化碳 。這比兩棟獨立式住宅的年消耗量還要多。有趣的是,安裝工作直接在用戶處進行,只需一天半的時間。在這個例子中,包括國家補貼在內,所產生的費用在大約 2.5 年后攤銷。
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在這種情況下,埃馬克對改造后的具體節(jié)約潛力進行了全面研究,這對老式埃馬克機床的用戶尤為重要。機床制造商對其生產解決方案的所有領域進行了研究,并對每個部件的最新一代技術與舊技術進行了比較。結果顯示:總體而言,如果采取所有措施,改造可節(jié)省高達 47% 的消耗。冷卻裝置(9.6%)和液壓裝置(8%)的節(jié)能潛力最大。
此外,埃馬克目前正在廣泛開展基于人工智能的生產流程優(yōu)化工作。數(shù)據(jù)應有助于提高質量或改善機床的可用性。用戶還可以通過能源監(jiān)控器隨時查看機床的消耗數(shù)據(jù)。"因此,可以在能源數(shù)據(jù)和機器狀態(tài)之間建立聯(lián)系,也可以在每班能耗或每個工件能耗等關鍵值之間建立聯(lián)系。異常偏差會立即被識別出來,因此可以更快地糾正,最終有助于實現(xiàn)能源平衡,"Heimbach 總結道。"我們?yōu)樽约涸O定的目標是利用所有杠桿實現(xiàn)可持續(xù)生產。我們的旅程才剛剛開始。