29.03.2018

Две половины, одно решение


Комплексная задача: разработка и реализация установки для окончательной обработки
вращающейся коробки дифференциала для грузовых автомобилей средних объемов партий и различной геометрии деталей. Инновационное решение фирмы PITTLER T&S GmbH: высокоэффективная производственная ячейка, состоящая из трех станков, встроенной измерительной системы и гибкой автоматизации роботом, которая при максимальной точности обработки в равной степени удовлетворяет высочайшим требованиям в отношении гибкости и автоматизации процесса.

Принадлежащая группе компаний DVS TECHNOLOGY GROUP фирма PITTLER T&S GmbH из
г.Дитценбах, расположенного к югу от г.Гессен, обладает десятилетним опытом и широкой компетенцией в области производства металлообрабатывающих станков для эффективной обработки различных компонентов дифференциала. При этом производственная линейка распространяется от станков для выполнения отдельных процессов, например, токарной обработки заготовок конических шестерен, до встроенных, расширяющихся на точно соответствующие концепции систем измерения и автоматизации готовых решений, обеспечивающих комбинированную или абсолютно комплексную обработку при помощи различных технологий. Важным фактором для дальнейшего развития общепринятых токарных станков до универсальных обрабатывающих центров, объединяющих различные производственные технологии, являются специальные инновационные обрабатывающие узлы фирмы PITTLER T&S, такие как универсальная обрабатывающая голова с жесткой оправкой для инструментов и встроенным, мощным мотор-шпинделем.

Встроенная автоматизация роботом и измерительная станция

Один крупный китайский производитель грузовых автомобилей доверил в этом году группе компаний DVS из г.Дитценбах комплексную задачу по разработке и реализации установки для окончательной обработки вращающейся коробки дифференциала. При этом особый вызов состоял в том, что среди производимых компонентов речь шла о деталях для грузовых автомобилей средних партий изделий и различной геометрии. В этой связи заказчик выдвинул серьезные требования в отношении степени автоматизации производственного процесса с одной стороны, с другой стороны гибкости установки, и все это при постоянной гарантии высочайшей точности обработки. Специально реализованное с учетом этих требований решение фирмы PITTLER T&S GmbH: высокоэффективная производственная ячейка, состоящая из трех обрабатывающих станков, встроенной измерительной системы и гибкой системы автоматизации роботом.  
Вначале обрабатываемые заготовки как левой, так и правой половины коробки подаются в производственную ячейку по конвейерной системе. Детали забирает расположенный в центре ячейки промышленный робот, оснащенный манипулятором, который охватывает весь спектр геометрии различных деталей без дополнительной переналадки. Во время захвата, и тем самым уже перед началом фактической обработки резанием, робот проверяет, является ли вызванная программным обеспечением системы управления производственная программа адекватной для обработки соответствующей коробки. Затем, в зависимости от того, о левой или правой стороне коробки идет речь, через систему челноков автоматизация роботом загружает станки успешного типа PITTLER PV SL2 2-2 следующим образом: обработка правой половины коробки осуществляется на двух станках, в то время как левая половина обрабатывается только на одном станке, т.к. здесь не требуется ввод посадочных отверстий. Таким образом, целенаправленно учитывается существенная разница в тактовом времени при производстве обеих половин коробок. Так, каждые три с половиной минуты высокопроизводительная производственная ячейка выпускает левую и правую половину коробки.
Детали, захваченные и зажатые соответствующим шпинделем детали системы челноков, параллельно точатся и сверлятся в станках с применением 4-осевой обработки. Станки имеют соответственно две зоны обработки для ОР10 и ОР20, двойной шпиндель, два независимо перемещающихся крестовых суппорта, устройство поворота детали и инструментальные револьверы на большое количество ячеек. Перед обработкой резанием специально разработанный CCD-датчик фиксирует угловое положение, на базе которого происходит идеальное позиционирование детали, которое проверяется и обеспечивается встроенным измерительным щупом при передаче между ОР10 и ОР20. Кроме того, такой же измерительный щуп обеспечивает оптимальное управление дублирующим инструментом, при котором станок выполняет тестовый рез с последующим измерением. Таким образом, работы по наладке и результаты обработки можно контролировать непосредственно системой управления станка. Процесс комплексной обработки охватывает также сырую токарную обработку внешнего контура для установки шестерни с торцевыми зубьями, которая в дальнейшем будет взаимодействовать с колесом цилиндра, а также высокоточные с точностью позиционирования меньше 20 мкм ввод и растачивание посадочных отверстий для зубчатых колес дифференциала. Точное изготовление этих посадочных отверстий имеет элементарное значение для безупречной работы дифференциала.

Специальная система возврата результатов измерений для постоянно высокого качества обработки

Станки, используемые как для правой, так и для левой половины коробки, оснащены встроенной измерительной станцией, в которой компоненты полностью автоматически измеряются после обработки резанием, и которая таким образом фиксирует все параметры обработки. Преимущество: процессы замеров проходят параллельно тактовому времени, и таким образом, не сказываются отрицательно на тактовом времени линии. Через специально разработанную систему возврата данных достигнутые результаты обработки возвращаются в производственную ячейку, которая их использует, чтобы, например, на основании точного статистического расчета эффективно компенсировать температурные отклонения станков в отношении обработки последующих деталей - для обеспечения постоянно высокого качества изготовления. Таким образом, производственная ячейка работает в закрытом регулирующем контуре и выдает на 100% проверенные детали.

В завершении при помощи встроенного волоконного лазера со сканирующей оптикой осуществляется маркировка деталей кодом DotMatrix, который содержит все производственные данные, включая дату обработки, обеспечивая будущим конечным пользователям точную отслеживаемость каждой части коробки. Затем манипулятор робота берет детали, кладет их на конвейерную систему и с ее помощью выводит из производственной ячейки.

Гарантированное тактовое время и качество деталей

Являясь генеральным подрядчиком, фирма PITTLER T&S GmbH поставляет такое индивидуальное решение для гибкой, высокоэффективной окончательной обработки коробки дифференциала, включая гарантию тактового времени и качества. Производственная ячейка была включена в имеющуюся инфраструктуру транспортеров подачи и отвода деталей китайского заказчика и отправляет в ней актуальные производственные данные в так называемую систему Manufacturing Execution System, которая характеризуется непосредственной связью со всеми рассредоточенными системами процесса автоматизации. Это позволяет управлять производственным процессом и контролировать его в реальном времени.

 

Автор:
Доктор, инженер, управляющий Маркус Фос
PITTLER T&S GmbH