全自动化生产单元用于生产即刻投入装配的曲轴箱

文章来源:《MM现代制造》 发布时间:2020-04-09
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如今,为汽车制造商供货变得愈发困难,这是因为各类需求都在不断增加。一方面,作为供应商需要向汽车制造商交付经过全面检测并可以即刻投入装配的最复杂的零件;另一方面,供应商们还要不断优化自身的工艺流程。

如今,为汽车制造商供货变得愈发困难,这是因为各类需求都在不断增加。一方面,作为供应商需要向汽车制造商交付经过全面检测并可以即刻投入装配的最复杂的零件;另一方面,供应商们还要不断优化自身的工艺流程。

尽管如此,总部位于德国萨尔州St.Ingbert的Saarotec公司证明,为汽车制造商提供产品和服务可以是一项很好的业务。这家如今拥有约250名员工的公司前身也是一家汽车供应商。Saarotec总经理Martin Bleimehl先生说:“我们的公司源于Görtz+Schiele,一家曾经拥有800名员工的全球供应商。Saarotec专注于St.Ingbert的业务,在作为全新起点的2009年制定了明确的战略——由位于Püttlingen的主要合作伙伴Tosch Beteiligungs来进行管理,该公司一直以来都是一家夹具供应商。我们只想为最好的汽车制造商服务,并始终致力于年产2~25万件曲轴箱和缸盖零部件的生产项目。”

这家位于St.Ingbert的供应商在该产品领域拥有多年的经验。源于公司前身的专业技术和能力可以在一些前雇员的帮助下得到进一步发展。因此,该公司已经被允许更多地参与到零部件的设计理念和开发阶段。“从样件到批量生产的工艺流程在生产线上的规划和实施,这当中需要付出巨大的努力。不过幸运的是,这也使我们能够在很长一段时间里成为唯一的供应商,‘这段时间’有时甚至会是产品的整个生命周期。” Martin Bleimehl先生对于自身具备的优势如此解释道。

由于Saarotec在制造工艺流程上拥有广博的专业技术,该公司已经可以参与到未来的发动机零部件规划工作中。“因此,我们可以完美规划各自互不相同的制造工艺流程,进而实现快速投产。在特定条件下,我们甚至能够在几个月内开始周产量约2000个曲轴箱的生产制造。” Martin Bleimehl先生说。

他为公司迅速的决策过程感到十分自豪。此外,Saarotec还拥有一整套的技术、工艺和专业知识,可以安装和操作能够即刻投入装配的汽车零部件生产单元,而这种对生产单元的全方位需求源于几乎专为领先制造商制定的生产战略。Martin Bleimehl先生强调,现在对生产灵活性的需求非常之高,因为即使在同一个产品系列中,像曲轴箱或缸盖等零部件的种类也十分繁多。

在生产单元内混序生产不同规格的零部件

对于高质量的乘用车发动机,Saarotec需要生产六种不同的规格,同时生产批量也会灵活变化。Martin Bleimehl先生补充道:“我们直接向汽车制造商的装配部门交付。因此,我们必须每天灵活应对各自不同的需求。尽管我们拥有大量的库存,并且与物流合作伙伴密切合作,但这仍然需要付出巨大的努力。对我们来说,这也是将风险最小化。”

因此,这家位于St.Ingbert的汽车供应商选择了一个非同寻常的生产理念,将原本作为独立机床的格劳博五轴联动通用加工中心G550互联起来。借助现有技术,Saarotec能够完全独立地与熟悉的系统业务合作伙伴共同设计生产单元。这样既节约了成本,又节省了时间。“由于格劳博出色的制造经验,这个理念被认为具有很高的可行性。几年前,我们必须要在短时间内提高一个发动机零部件的批量生产能力,从而扩充汽车制造商的产能。在当时,上述生产单元的交付时间为两年,这显然有些太长了。得益于格劳博的高度灵活性,我们迅速购入了第一台五轴联动通用加工中心G550来进行验证。在格劳博专业工作人员的大力帮助下,我们在几周内就对这台通用加工中心进行了改造,以适应一系列条件下的验收。通过适当的优化,机床的准备和切削时间得以显著缩短。此外,在设计生产单元时,必须围绕机床建立用于集成和自动化的接口并将其参数化。如今,在我们的样件部门,可以看到那台G550配备了托盘交换器、容量最大的刀库并集成了测量技术,它为我们提供了在新项目上一个工程师所希望得到的一切(图1)。” Martin Bleimehl先生谈到了这个项目的成功开始。

图1 在与Saarotec的合作中,格劳博五轴联动通用加工中心依靠生产力和灵活性的完美结合通过了考验

图1 在与Saarotec的合作中,格劳博五轴联动通用加工中心依靠生产力和灵活性的完美结合通过了考验

格劳博区域销售经理Joachim Schemel先生补充道:“格劳博非常愿意接受Saarotec的创新性理念。我们直接进行了面对面的充分交流。因此,即使将通用加工中心改造为可进行批量生产机床的最初想法似乎有些牵强,我们仍然能够迅速提供恰当的解决方案并在St.Ingbert实现。其实通常来说这些应该属于我们的系统业务领域。”

响应时间较短时通用加工中心的表现胜过系统机床

从那时起,这家位于St.Ingbert的公司就对格劳博研发和服务技术人员的资质以及格劳博通用加工中心的实力深信不疑。这正是如今极为成功的互联加工中心生产单元理念的开始。

依靠全新组成安装的生产单元,Saarotec能够每年生产约12万个铸铝曲轴箱,生产单元中的设备包括13台格劳博五轴联动通用加工中心G550、一个AMT装配站、一条Kóster装配线和两个MTM清洗单元。这个生产单元在全部安装完成后,仅在短短6个月内就全部投入了使用,并可以进行铣削、钻孔和磨削加工。尤其是在磨削加工上,这家位于St.Ingbert的公司还采用了特殊的专业技术,早在几年前,生产工程师就已经规划好了所需的工序和来自格林(Gehring)的磨床。此外,生产单元中还配备了个性化的机床组件,例如缸套的热装配和拧紧曲轴轴承盖,这两个工作步骤完全集成到了生产单元的工作循环中;曲轴箱上的冷却液和油孔也可以通过特殊的塞子自动关闭;另外还有泄漏检测和曲轴箱的最终清洗。

各个工作站通过滚道互联,并由工业机器人为格劳博的通用加工中心G550以及装配和检测站上下料。这个理念是与自动化领域的专家Bartsch公司合作实现的。根据循环时间不同,工作站之间具有特定的缓冲区。除此之外还集成了手动检测站,以确保百分百的优秀品质。一台工业机器人可为两到三台格劳博通用加工中心上下料,这些加工中心则依靠两个夹具对曲轴箱进行三到五轴的加工(图2)。

图2 两台利用机器人上下料的格劳博五轴联动通用加工中心G550作为曲轴箱生产单元的一部分

图2 两台利用机器人上下料的格劳博五轴联动通用加工中心G550作为曲轴箱生产单元的一部分

根据类似的理念增加生产设备

事实证明,在St.Ingbert的曲轴箱生产非常成功,因此Saarotec在附近的Püttlingen建立了另一个生产基地。“我们租用了合作伙伴Tosch的车间来运营生产基地。目前,我们在那里生产三缸曲轴箱。由于我们在St.Ingbert已经积累了丰富的生产理念经验,我们也将进行类似的生产。” Martin Bleimehl先生说道。与之前相同,格劳博的五轴联动通用加工中心通过机器人与装配和检测站互联,每周可生产多达5000个曲轴箱。包含集成缸套热装配在内,AMT、Dürr和Köster作为关键供应商也为这个生产单元提供了最重要的组件。此外,在此之前完成安装的生产单元业已加工了许多曲轴箱、缸盖、底盘以及变速箱和离合器壳体。

Joachim Schemel先生总结了该生产理念的成功之处:“Saarotec的机床业务主要是系列化的批量生产,而非大规模生产,因而由加工中心组成的生产单元在生产周期较短的情况下无疑是正确的选择。使用格劳博的五轴联动通用加工中心尤其能够创造灵活而具有性价比的解决方案,特别是需要较短的响应时间和较小的生产批量时。依靠现有的专业技术以及与格劳博经验丰富的机械和软件工程师紧密合作,Saarotec能够完美地实现这些方案。不过,当需要实现更高的产量,以及更长的项目规划和实施阶段时,格劳博的系统解决方案仍然值得作为首选。”

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