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瑞士费尔曼Fehlmann机床的形位公差3μm
2024-01-11 10:48:49

VDL GL公司为半导体领域中的企业生产钛合金零件。为了提高钛合金零件的生产能力,为了确保越来越严格的制造公差,VDL GL公司购买了4台Fehlmann公司研发生产的,配用了Gibas六轴机器人的Versa 645 Linear加工中心。

来源:德国Werkstatt und Betrieb杂志

作者:Manfred Lerch


埃因霍温市的VDL GL公司多年来一直投资购买Fehlmann公司研发生产的加工中心。当前正在进行的直线电机零部件生产项目是一个投资密集型的特殊项目,而这一项目选择的设备供应商仍然是Fehlmann和Gibas两家公司。


Fehlmann公司投资4台Versa 645 Linear加工中心的生产线不仅仅是为了这些加工设备,而是为了更加稳定的加工工艺过程。


VDL GL公司的项目负责人Dino Verhoef说:之所以选择这两家供应商,决定性的因素还是加工中心的定位精度、换刀时间以及自动化程度。这句话听起来似乎有点老生常谈,但就VDL GL公司加工的产品而言这是真正的挑战。Gibas自动化技术公司的总部位于荷兰的奈凯尔克市,它也是Fehlmann公司的全权代表,对Fehlmann公司的产品负责,当然也包括Soflex软件。


Part 1

过程不仅仅是设备


整个项目中由4台Fehlmann公司Versa 645 Linear加工中心、1台Gibas公司研发生产的、在轨道上移动的六轴机器人和排屑、10000升冷却液的冷却管理系统、1台清洗机和1台蔡司测量仪组成了一个完整的自动化解决方案。


Fehlmann公司投资4台Versa 645 Linear加工中心的生产线不仅仅是为了这些加工设备,而是为了更加稳定的加工工艺过程。


“我们的投资不仅仅只是想得到1台设备、1台加工机床,我们投资的目标是一整套非常稳定的生产系统,一个稳定的工艺过程。当然,很多人可以在洁净室内生产出3-4μm的产品。但在我们这里则是要确保在连续性的生产过程中实现这样的产品生产。也就是说,在每周5天每天24小时不间断的生产这样的产品。”Verhoef说。


具体而言,埃因霍温生产的所有钛合金零件都只有2-3μm的公差。每一种零件的供货期只有大约4小时,6种变型产品中每一种变型产品的产量为30件。作为小众产品的生产企业,VDL公司制作了一个边长50mm的铝合金试制件:一个五面有着深度不同、直径不同的圆形槽的六面体。

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埃因霍夫生产厂提出的精加工要求:整个钛合金零件的全部切削加工公差都在2-3μm之间


对Gibas公司的Jos Sanders来讲VDL公司没有“手下留情”:“Fehlmann公司的试生产任务是,在一次装夹中完成立方体五面的圆槽铣削,每次间隔20分钟铣削一个圆槽。留有间隔时间的目的是了解一下冷却过程对设备加工精度的影响。这种加工过程重复5次、每次4小时。整个零件的形位公差都必须在3μm之内。不是每一台设备都能完成这样的耐力测试的。”20小时的测试时间足以可靠地评估设备的热性能。Versa 645 Linear加工中心很好地满足了形位公差的要求,而且还有着很好的表面加工质量。


Part 2

2000小时的无故障切削加工


尽管标准配置的Versa 645 Linear加工中心已经有着很高的加工精度,但VDL公司还是选择了“更高精度”的选项。


2022年8月,埃因霍温的工厂正式开始生产了。到目前为止,VDL公司的每一台机床设备都高效地完成了2000多小时的切削加工任务。这种无故障的连续运行和很高的工艺过程可靠性、很高的经济性归功于埃因霍夫生产厂不同的设备使用方法。


起初人们估计行驶在导轨上的机器人会存有故障风险。一旦机器人出现故障就会导致整条生产线停产。但Verhoef并不担心这一点,因为近年来的使用情况证明它是一种非常稳定、安全可靠的解决方案,Gibas公司也是一个非常可靠的合作伙伴。Fehlmann公司对这种自动化解决方案的连续加工性能进行了全面的测试。就生产线的产能而言,具有动力制造和良好加速性能的线性导轨驱动系统提供了令人满意的生产效率。作为对比,同一零件在另一台采用传统驱动装置的精密加工设备中需要4小时才能完成全部切削加工任务,在Versa 645型加工中心里只需3小时就能实现这一目标。

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Gibas公司在轨道上移动的六轴机器人不仅将钛合金零件运送到加工中心而且还将其运送到清洗机和蔡司测量仪那里

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在项目启动阶段,VDL公司的项目负责人还有一个愿望。Fehlmann公司的销售经理Alain Strebel说道:“VDL公司希望在某些铣削加工过程中使用短的刀具,以便提高小直径铣刀切削加工的稳定性。这需要在Z轴运动中做更多的工作,我们很高兴能够满足客户的这些特殊要求,而且这些特殊要求也对我们今后的机床设备设计制造提供了很多帮助。我们重新设计了Y轴和Z轴的滑架,使Z轴增加了30mm的行程。”

Part 3

结语


VDL GL公司的产品中有90%的都是销往半导体行业的。来自美国、中国台湾和韩国的市场正在迅速增长,为应对大幅度增长的市场需求需要将目前的产能提高2.5倍。因此Gibas公司和Fehlmann公司都在生产设备方面进行了大笔投资,以跟上VDL GL公司的需要。



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