整個車間是一個加工區(qū):歐洲最大的5軸CNC數(shù)控銑床。
全新TNC 640數(shù)控系統(tǒng)的可動臺架,用戶可在巨大車間中自由移動。
車間 = 加工區(qū)。這個簡單的等式關(guān)系可能足以說明Tamsen Maritim 造船廠中的這臺巨型 5 軸龍門銑床。兩套龍門結(jié)構(gòu)的銑床安裝于20年前,現(xiàn)在,其中的一套已完成徹底翻新改造,包括選用海德漢TNC 640數(shù)控系統(tǒng)。
Tamsen Maritim造船廠位于德國羅斯托克,該公司設(shè)計總監(jiān)J?rg Wicklein 自豪地介紹由兩個龍門結(jié)構(gòu)組成的巨大機床結(jié)構(gòu),整個龍門結(jié)構(gòu)位于巨大的造船車間,高度接近10m,他說:“就封閉式加工區(qū)而言,我們的機床是歐洲最大的5軸CNC數(shù)控銑床”。由于龍門結(jié)構(gòu)采用碳晶格結(jié)構(gòu),每個龍門結(jié)構(gòu)重量僅3t,X軸行程達65m和Y軸行程達12.5m。龍門結(jié)構(gòu)將7m的最大加工高度分為兩個區(qū):龍門1,也即進行翻新改造的龍門,用于加工1m至4m高度較小的工件,而龍門2用于加工更高的工件。在這兩個高度范圍中留有1.5米的重疊區(qū)。這臺巨型銑床用戶J?rg M?ller在介紹雙龍門解決方案時說:“由于主軸行程的要求,單龍門結(jié)構(gòu)無法達到完整7米的高度?!币虼?,對于較小的工件,使用4米高的加工工作臺,將該工作臺上的工件定位在兩個龍門結(jié)構(gòu)的重疊區(qū)內(nèi),進行聯(lián)動加工。
強烈愿望:接近加工部位
翻新改造的內(nèi)容之一:龍門結(jié)構(gòu)的電機。
這是完成翻新改造的龍門結(jié)構(gòu),用于加工高度較小的工件,高度大約為1 m至4 m。
J?rg M?ller對計劃中的翻新改造項目寄予許多期待。盡管機床很大,但主要由他一人操作。如果加工項目需要多班生產(chǎn),其它同事提供協(xié)助。M?ller在介紹他的最重要要求之一時說:“我認為靈活性非常重要。使用數(shù)控系統(tǒng)時,我希望盡可能靠近實際加工位置?!?/p>
為此,在一個可動的臺架上操作 TNC 640數(shù)控系統(tǒng)并用100米長的電纜連接數(shù)控系統(tǒng)與車間中間位置處的電氣柜。因此,J?rg M?ller可在車間中的任何位置處操作數(shù)控系統(tǒng)。如果需要,甚至可用起重機吊起數(shù)控系統(tǒng),接近平臺處或?qū)?shù)控系統(tǒng)放在工件上。他十分滿意這個新功能,他說:“我現(xiàn)在還使用無線手輪,減少大量步行和裝夾時還能使用大量功能,而以前需要兩個人操作?!碑吘梗盁o障礙地觀察工件實在是無以言表之幸?!?/p>
更高穩(wěn)定性和更高精度
TEDI工程師正在設(shè)置數(shù)控系統(tǒng),他們在巨大的生產(chǎn)車間內(nèi)顯得十分“嬌小”。
現(xiàn)在,J?rg M?ller用電子手輪總能近距離地接近刀具中心點。
在此次翻新改造期間,不僅更換了數(shù)控系統(tǒng);海德漢公司代理商TEDI的翻新改造團隊還更換了龍門結(jié)構(gòu)的四個驅(qū)動電機,Tamsen Maritim還自己改進設(shè)計了齒輪齒條機構(gòu)的電機。為每個滑座安裝了第三套軸承,提高運動平穩(wěn)性和允許調(diào)整傳動帶與齒輪齒條間的接觸力,并可使各個電機相互張緊。J?rg Wicklein在介紹這些措施時說:“現(xiàn)在,皮帶與齒輪齒條的接觸情況明顯得到改善,減少了間隙。“雖然造船和大型工件生產(chǎn)對精度要求不高,但我們翻新改造后的目標是在80米的加工長度上將精度達到0.3mm到0.4mm?!?/p>
然而,僅機械改造不足以實現(xiàn)該目標。翻新改造后,將由弗勞恩霍夫研究所測量整臺機床,以創(chuàng)建補償表。因為導(dǎo)軌很長,無法保證其絕對平直,龍門結(jié)構(gòu)很大,必然存在一定下垂。只有將這些因素全部考慮到,才能通過數(shù)控系統(tǒng)進行補償,補償是TNC 640數(shù)控系統(tǒng)中 KinematicsOpt和KinematicsComp功能的優(yōu)點之一。J?rg M?ller報告說:“正是由于補償計算功能使老款數(shù)控系統(tǒng)功能無法滿足要求。老款數(shù)控系統(tǒng)計算能力不足,補償計算對工作性能的影響很大?!?/p>
謹 慎
接收就緒:測頭接收器安裝在地面上方的主軸上。
除了以上明顯限制外,Tamsen Maritim最初決定只改造其中一個龍門結(jié)構(gòu)。J?rg Wicklein解釋說:“主要有三個原因。首先,我們不希望翻新改造期間工廠需要徹底停產(chǎn)。其次,我們公司沒有類似大型翻新改造項目的經(jīng)驗,因此希望先看看第一個龍門結(jié)構(gòu)的翻新改造效果。第三,這類翻新改造的耗資十分巨大,我們希望避免兩個龍門結(jié)構(gòu)同時進行。”J?rg Wicklein急切地等待工程完工:“弗勞恩霍夫研究所已開始準備測量系統(tǒng)?!盬icklein無法長時間等待:TEDI 的工程師已在新數(shù)控系統(tǒng)上配置進給軸和調(diào)試主軸。
龍門銑床加工的產(chǎn)品
Tamsen Maritim主要用這臺巨型機床加工大型塑性工件的母模和主模,包括35m長的風機葉片和船體。通常,該車間同時加工一件以上大型硬質(zhì)泡沫件。然后,從羅斯托克將母模和原型件發(fā)往世界各地,包括運往亞洲和美國。這些超大尺寸的工件對于Tamsen Maritim來說,不僅難以生產(chǎn),而且也難以進行物流運輸。Tamsen Maritim是造船公司,有水上優(yōu)勢。
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+ 有關(guān)Tamsen Maritim的更多信息:www.tamsen-maritim.de