Mack-Alusysteme 位于德国南部的克莱特高-盖斯林根,为航空航天、轨道交通、电子、汽车和机械工程行业的客户生产高精度组件。Mack-Alusysteme 生产经理 Dominik Isele 解释说:“我们生产专门的定制优质产品和结构零件,以满足挤压铝型材或板材的高要求。” Isele 强调说:“我们的产品组合范围从高精度加工到长度从很小到八米的独家产品,包括根据要求进行表面处理。对于这些个性化解决方案,我们在模块生产和组件组装中均使用我们的高技术标准。对我们来说,每百分之一的精度都至关重要。”
Mack 生产经理非常了解铝材加工。他曾在这里接受过培训,多年来一直胜任这个责任管理职位。Isele 在描述 Mack 的高标准时说:“其他人止步于精度,而这正是我们的起点。例如,对于来自高端行业的国际客户,我们为高价客舱内饰生产装饰和家具元素。每微米都必须完美贴合。为实现这一目标,我们依靠现代机械进行 CNC 加工。为了满足这些客户高要求,我们需要一流的顶级供应商作为合作伙伴,但也需要绝对可靠的生产组件。” 几个月来,Mack 的旗舰产品包括用于模块化托盘搬运的 DMU 95 单体 PH Cell 300 五轴铣削中心。全自动零件加工的核心是 SCHUNK VERO-S 快换托盘系统。它可以用作机床上的托盘更换单元,用作机器人联轴器,以及用于直接夹持工件。由于 VERO-S 系统的模块化及灵活功能,快换托盘系统可以接管多项任务。
Isele 在解释初始情况时说:“我们希望使用新机床找到一种解决方案,使我们能够灵活设计托盘,并且仅用一台设备涵盖许多不同的组件。” 这台新机床给 Mack 带来了几个挑战:由于复杂的几何形状,零件在机床中的加工时间很长。因此,在准备未加工零件时,应该制作完全夹持好的零件库存,以便在一系列连续阶段中自动加工。机床可以全天候使用,托盘在托盘站预先装配,等待加工,加工后再次放置在这里。Isele 证实:“我们的目标是最大限度地延长主轴的运行时间,实现托盘进出料的完全自动化。” Mack 使用 SCHUNK VERO-S 夹持系统实现了这一目标。而且不只是。“由于机床是一个 5 轴加工中心,大批量铝型材必须从 5 个侧面加工,所以我们需要一个能够实现出色工件可达性的解决方案。事实证明,WDM-5-X 工件直接夹持系统对于这种夹持任务来说非常有价值。”
使用模块化 VERO-S 系统的夹持模块 WDM-5-X,用户可以根据特定要求设置夹持柱,在五面加工期间实现最佳的工件可达性。这种工件直接夹持方法可以避免干扰轮廓,主轴可以到达每个工件位置。通过夹持柱的这种原理,可以在整个工件上引入切口。WDM-5 X 基本模块可作为在托盘上进行装调的基础,与不同高度的可自由组合堆叠模块相结合,可以实现不同的加工高度。要加工的工件通过托盘用定位销连接到夹持柱。采用无介质手动驱动,紧固扭矩为 15 Nm。紧固类型取决于工件重量和金属切削工艺,这就是 SCHUNK 在产品组合中提供大量销钉的原因。Mack 使用燕尾销,在原材料中的深度仅为 3.5 mm,没有干扰轮廓。
Dominik Isele 证实:“以前,我们必须使用中间工作台进行管理,进行经典虎钳夹持,以达到五面加工所需的行程。现在这已成为过去。有了这个夹持系统,我们能够在机床上完成所有任务。” SCHUNK 最初向生产经理提供 WDM-5 X 系统进行测试。SCHUNK 模块化工件夹持技术顾问 Rainer Storz 说:“我们的特殊设计部门专注于任何特定的客户应用。” Storz 说:“根据客户的框架条件,我们的设计师将凭借他们在联合协调方面的扎实知识和深厚的应用经验,找到可能的最佳解决方案。我们早在客户下单之前就提供了完整的专业知识。” 这就是最终实现最佳结果提案的方式。
Mack 很快就做到这一点,因为生产经理能够精确地概述夹持系统的任务。Isele 总结道:“我们绝对确信这个系统适合的原因是,工件上采用燕尾设计的定位销。” SCHUNK 燕尾销允许直接夹持扁平工件,夹持深度仅为 3.5 毫米。燕尾接头的梯形形状显著增加了吸收夹持力的接触面。这样可以降低夹持深度,实现压紧配合连接。“它节省了原材料。此外,我们能够保留以前使用不同虎钳一一夹持的毛坯,在订购材料时不必做任何更改。由于使用 WDM 5-X 立柱进行五面加工时具有出色的可达性,这两个优势成为采用该系统无可辩驳的理由。”
用燕尾销可加工薄型工件、模具半体或不规则形状零件。在金属切削以及刀具和模具制造中。传统快换托盘销所需的旋入深度为 20 到 25 毫米,而这只要 3.5 毫米。可以使用自由形态铣刀加工出所需的接口,这样去除的材料最少。然后,将定位销插入,并通过两个硬化夹持滑块用六角套筒扳手拧紧。加工完成后,再拆下定位销用于其他用途。
操作员在符合人体工程学设计的单独装夹站设置装有 WDM-5 X 模块和毛坯的托盘。Mack 使用 12 个尺寸为 500 x 500 毫米的 VERO-S 托盘;DMU 95 单体 PH Cell 300 的托盘存储单元最多可容纳 28 个托盘,可以单独配置不同的隔间和层级。借助网格可以清楚标记托盘上的夹持位置。根据工件的不同,可以使用可靠且可重复的夹持计划。由于夹持模块易于操作和精确的夹持计划,即使是非熟练工人也可以执行手动装夹。最后,机器人从装夹站收集装有完全夹持工件的托盘,然后将它们存储在托盘站中。这样就可以在适当的时间将它们送入机床,在加工后再取回。
VERO-S NSR 160 机器人联轴器是工件托盘和机器人之间的接口。得益于纤薄的设计,托盘装载可以在机床台附近完成。机器人侧定位销上的下拉力高,形成即使在高扭矩下也具有高夹持力的刚性系统。这使得搬运重型托盘变得简单,并且过程可靠。机器人模块的夹持过程由集成的弹簧组进行。轴向活塞和专利驱动机构将弹簧力转化为定位销上的高下拉力。夹持通过两个夹持滑块形成适形自锁;即使在压力下降的情况下,也能保持全部下拉力,并且可以通过标配涡轮增压功能进一步增加下拉力。围绕中心纵轴的防旋转保护由横向斜面或正面的两个圆柱销提供。定位销和夹持模块的入口半径能保证连接快捷且安全,即使有倾角和偏心也无影响,因此可以补偿机器人的不准确。模块可使用 6 bar 系统压力打开。完全密封的模块可以防锈。VERO-S NSR 160 使用高强度铝合金,重量轻,有利于最大限度地提高托盘装载能力。总输送重量可达到 300 kg(工件和托盘,包括机器人联轴器)。
机器人可以全自动地更换机床工作台上预先装配的托盘。在 Mack,VERO-S NSE3 138 型的各个模块安装在机床台上。它是目前最强大的气动快换托盘系统,适用于通用铣削加工。托盘在四个定位销处同时拉入。加工完成后,托盘被释放,暂时存储在托盘站中,然后开始新的加工作业。通过机床控制面板控制自动化既方便又简单。得益于 SCHUNK 的密封理念,夹持模块和托盘螺钉位置始终可以抵御高磨蚀性材料和灰尘的侵害。生产经理 Dominik Isele 很满意:“有了这个夹持系统,我们的机床可以做它该做的事情:全天候铣削。” 他特别喜欢的是绝对一致性。“一切都很协调,与 SCHUNK 一起寻找解决方案、设计的实施以及灵活的夹持系统本身。对我们来说,这是一款真正的全方位无忧套餐,既简单又聪明。”