aerospace

追求更高现代化——加工单元 3

梅赛德斯奔驰 辛德尔芬根工厂：

开发一台能够成为行业典范的刀具制造系统是一项异常艰难的任务，只能考虑采用智能控制技术的 最现代化的机床。要达到如此高的水平，需要进行大量的工程设计。
 

为了稳固梅赛德斯奔驰辛德尔芬根工厂 在开发、技术和专业经验方面的地位， Daimler AG 也将投资这一设备中心，并 在 Tübinger Allee 增建一座厂房，内部 称其为“TübA”。2015 年，最新“加 工单元 3”就诞生在那里——作为一台 试验加工中心，它不仅可以加工用于汽 车外壳的金属板材成型刀具，还可以直 接进行测试。

除了 Daimler 对最大精度、可靠工艺、 环保和节能的基础要求外，中心经理 Günter Sprecher 还为该项目设定了明确 的目标：“新技术工厂的目标是成为其 他刀具制造商的榜样。而这一设备中心 将反过来在技术工厂中起重要作用，因为 刀具制造和系统设计能力可以在这里得到 融合。”为了实现所有要求，所有项目参 与者必须为机床和控制技术开发许多新功 能，因此需要打破陈规。

The T series machine from Droop+Rein does the tough work: this is where roughing is performed.

来自杜普莱恩的 T 系列机床 肩负着艰巨的任务：执行粗 铣。

强大的团队

多利斯沙尔曼是斯达拉格集团子公司，拥 有知名品牌杜普莱恩，以带可交换铣头的 大型专用刀具加工机床而著称。公司承接 了一个为系统安装合适保护设备（包括附 件）的项目。为了完全模拟加工过程，他 们事先确定该机床必须装配 Siemens AG 的 Sinumerik 840D sl 数控系统。“因为 这一控制系统可以无缝集成到西门子面向 未来计划的 NX 工艺链，所以也是影响工 艺可靠性的因素之一，”Daimler 大型机 床项目经理 Ali Fidankök 解释道。为了确 保实现技术规格中的细节，机床工程师要 求完全掌握控制技术。因此，这一工作标 志着杜普莱恩与西门子建立亲密项目伙伴 关系的开端。

“ 加工时间缩短 31 %。”

设备

该系统按照计划在 2015 年 7 月中旬投入 运行，包括两台 T 30 55 PT R75 C 门式加 工中心和两台采用加高龙门式设计的 FOGS 50 68 PT M40 C 多功能高速加工中 心。这些相连的大型机床在托盘运输系统 （适用工件重量达 40 吨）和机器人工作 站等设备的辅助下，可以通过一次装夹完 成金属板材成型刀具的加工。

铸造件的加工过程从门式加工中心开始。这 台机床的驱动力达 75 kW，扭矩达 5,500 Nm，用于重型切削，有六个带自动交换装 置的铣头和一个基于七轴机械手的刀库。这 台机床肩负着艰巨的任务——执行粗铣。压 制时直接接触金属板材的活性表面等的精镗 和精铣在 FOGS 系列加高龙门铣床上进行。 每台机床带四个可自动交换的铣头，包括一 个用于各种电机铣削主轴的叉式铣头。

所采用的工艺和技术旨在确保部件进入试验 中心的下一工序，尽可能减少或者避免返工。 “我们做到了这一点，同时把确定验收部件 的加工时间从 36 分钟缩短到 25 分钟，”杜 普莱恩销售总监兼工厂经理 Ulrich Wiehagen 说到。“其中数控系统的表面特性功不可 没。”Sinumerik MDynamics 铣削工艺包通 过改进 Web 运行，实现了较高的加工速度 以及出色的、具有视觉吸引力的铣削性能。 最新的机电运动控制技术也起到了辅助作 用， 如基于模型的进给控制 Engineered Motion Control（EMC）。

“通过这种方式，电力消耗得以优化，能源 成本基本控制为有功功率。”

加工单元 3 于 2015 年 7 月中旬投入运行。

运动测量提高工艺可靠性

铣床带可交换铣头，运动比较复杂。如果 温度差异等原因会造成机床精度不确定 性，或者计划进行特别精细或高精度加工， 那么铣头自动运动测量可以确保必要的 工艺可靠性。杜普莱恩在西门子最新 C9960 测量循环的基础上开发了一个适 用于机床中所有铣头的测量及检查循环， 机床操作员可以轻松安全地使用。该循 环可以快速准确地测量机床运动，无需 服务支持或特殊设备。通过使用机床的 标准测量探头和高精度陶瓷校准球，机 床操作员能够在一小时内对铣头进行重 复标定。更换测量探头、安装校准球、 调出程序、执行自动化过程、检查结果， 必要时采用校正值——整个过程就这么 简单！为了兼容新的系统应用程序，比 如实现这一扩展的运动测量，控制系统 需要所谓的运动链。这些都是运动结构 的标准化要求。虽然对于用户而言，这 些概念比较抽象而且始终在后台运行， 但却能促进其他未来功能的实现，使机 床不会过时。

 

轻松操作：刀具定向移动

如果铣刀和铣头能够沿刀具定向一起移 动到各种操作环境，可以大大减轻机床 操作员的负担。为了在刀具方向上实现 这一虚拟 Z 轴，控制系统中首度采用了 全新刀具坐标系（TCS）。根据在工作 区域中的定向，当刀具和铣头移动时， 位移的各部分会分布在直线几何轴上。

“ 电力消耗减少 40 %。”

环保与能效

新加工单元 3 的设备不仅仅要确保实际加 工任务无故障和高产能，项目实施过程中 还有另外两个重要问题需要考虑——环保 和能效。Ulrich Funk 领导的 Daimler 项目 总体管理团队要求将能耗减少 40%，这一 目标在各参与方的共同努力下，经过大量 项目工作得以完成。每一处细节都经过精 心设计，从机床的 LED 照明、机床与西门 子高效异步电机（能效等级 IE3）的兼容性， 一直到无功功率补偿。后者并非传统意义 上的预定义一次性无功功率补偿，而是能 根据排屑器以及各种装置每次启动和停止 自动响应机床的不同负载状态。这样，几 乎可以永久地、完全地自动补偿无功功率。 Ulrich Wiehagen 说：“通过这种方式，电 力消耗得到优化，能源成本基本控制为有 功功率。”

fogs

现代化服务维护概念为工艺可靠性提供支持

杜普莱恩还实施了一项现代化、超前的服 务和维护概念。通过 Sinumerik Integrate 软件套件的 Analyze MyCondition 持续监 控机床的状态和质量，支持平稳的机床运 行，将非计划停机时间降至最低水平。这 是整个版图中另一个较为重要的部分，为 系统的工艺可靠性提供支持。

 

极短时间内实现三班制

加工单元 3 于 7 月投入运行后，2015 年 8 月初引入了三班制运转。所有参与者都对 结果感到非常骄傲。正如斯达拉格集团声 称的“精准开发，想你所想”，Daimler AG 的要求在最现代化的金属板材成型刀 具加工系统中得以实现。 在 TübA 技术工厂便能找到这一成功的证 据：该系统已经成为刀具制造系统的典范。

We use cookies to ensure the proper functioning of our website. For an improved visit experience we use analysis products. These are used when you agree with 'Statistics'. Privacy statement