雷尼紹機(jī)床測(cè)頭令FMS的生產(chǎn)效率提升60%
2021-10-27 來(lái)源：雷尼紹 作者：-
Trevisan公司合作時(shí)間最長(zhǎng)的客戶(hù)之一，即一家為石油和天然氣行業(yè)供應(yīng)閥門(mén)的跨國(guó)公司，向Trevisan尋求一套柔性制造系統(tǒng) (FMS)，以提高閥門(mén)生產(chǎn)精度和效率，同時(shí)最大程度減少人工干預(yù)。Trevisan采用雷尼紹的一系列機(jī)床測(cè)量解決方案增強(qiáng)了該系統(tǒng)的制程控制能力。
背景
Trevisan Macchine Utensili (Trevisan) 公司于1963年成立，位于意大利，它是工件固定式車(chē)床設(shè)計(jì)和生產(chǎn)領(lǐng)域公認(rèn)的全球領(lǐng)導(dǎo)者。該公司生產(chǎn)的車(chē)床應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)，涉及航空航天、農(nóng)業(yè)、汽車(chē)、能源和海洋行業(yè)。
Trevisan一向以“超高的質(zhì)量和工程標(biāo)準(zhǔn)”為宗旨。其機(jī)床均自主設(shè)計(jì)和制造，以確保對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)全面控制。
Trevisan還致力于不斷提升技術(shù)水準(zhǔn)，為客戶(hù)提供完整的最新型FMS解決方案，其中集成多個(gè)Trevisan加工中心、托盤(pán)管理系統(tǒng)及自動(dòng)化刀庫(kù)。
挑戰(zhàn)
Trevisan為客戶(hù)提供的FMS提案包括一條由四臺(tái)Trevisan DS600/200C加工中心組成的生產(chǎn)線(xiàn)，配備一個(gè)雙高度、40位多托盤(pán)系統(tǒng)，以及一個(gè)由機(jī)器人控制的600位刀庫(kù)，它能夠處理多種金屬，包括特殊鋼、不銹鋼、合金和鉻鎳鐵合金。
作為主要承包商，Trevisan與雷尼紹合作提供用于控制和驗(yàn)證工件和刀具的測(cè)量系統(tǒng)，同時(shí)與其他專(zhuān)業(yè)供應(yīng)商合作提供托盤(pán)搬運(yùn)系統(tǒng)和機(jī)器人技術(shù)。Trevisan在自有的機(jī)床生產(chǎn)線(xiàn)上采用雷尼紹設(shè)備已有多年歷史，而且Trevisan的這家客戶(hù)也非常認(rèn)可這一選擇。
于全球石油和天然氣行業(yè)，閥門(mén)的生產(chǎn)質(zhì)量至關(guān)重要。閥門(mén)不僅要確保工人的安全，而且必須能夠百分百可靠地阻斷油流或氣流。完美的密封性是閥門(mén)的最基本要求，因?yàn)榧词故亲罴?xì)微的裂縫或瑕疵也可能導(dǎo)致油或氣逸出，進(jìn)而污染和危害周?chē)h(huán)境。
Trevisan Macchine Utensili商務(wù)總監(jiān)Massimo Marcolin先生說(shuō)：“為避免造成任何危害，閥門(mén)制造的精度要求極高。對(duì)于閥門(mén)的內(nèi)部零件，為確保閥芯實(shí)現(xiàn)截流，我們不允許有絲毫誤差。因?yàn)槿魏握`差都可能導(dǎo)致整個(gè)閥門(mén)無(wú)法使用。”
為了滿(mǎn)足高精度和零件質(zhì)量要求，必須克服工件及刀具的一系列測(cè)量與驗(yàn)證挑戰(zhàn)：
• 序前工件確認(rèn)和找正：確定毛坯工件在托盤(pán)上的精確位置、工件的精確尺寸以及余量，以?xún)?yōu)化粗加工、銑削和車(chē)削操作。
• 序中工件驗(yàn)證：對(duì)加工特征進(jìn)行序中測(cè)量，以確認(rèn)和實(shí)時(shí)控制工序性能。
• 序中刀具測(cè)量：自動(dòng)檢查刀具狀況，以防止出現(xiàn)刀具磨耗和破損。
• 精加工刀具驗(yàn)證：在最終的精加工操作之前，檢查切削刀具有無(wú)磨耗或破損。
Marcolin先生表示：“我們將FMS設(shè)計(jì)為每臺(tái)加工中心均能獨(dú)立加工閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)即產(chǎn)、即裝、即用的目標(biāo)。這就要求在機(jī)床內(nèi)完成所有精加工操作，而且精加工刀具的精度必須極高。”
解決方案
工件測(cè)頭技術(shù)
將每個(gè)毛坯工件通過(guò)托盤(pán)搬運(yùn)到加工區(qū)域之后，使用雷尼紹RMP40無(wú)線(xiàn)電測(cè)頭在機(jī)床上執(zhí)行自動(dòng)測(cè)量。這款超小型觸發(fā)式測(cè)頭能夠輕松接近所有工件特征，精確可靠地測(cè)量工件尺寸、位置，并在托盤(pán)上找正對(duì)齊工件，重復(fù)精度在1 µm以?xún)?nèi)。
該測(cè)頭測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)雷尼紹無(wú)線(xiàn)電機(jī)床接口RMI-Q與機(jī)床CNC通信。測(cè)量結(jié)果用于對(duì)齊拉平工件和工件坐標(biāo)系找正，以及設(shè)定機(jī)床以執(zhí)行精密的車(chē)削、銑削和磨削操作。
RMP40測(cè)頭采用跳頻 (FHSS) 通信，解決了大型復(fù)合加工中心的直聯(lián)難題。RMP40測(cè)頭堅(jiān)固耐用、性能可靠。它采用最高等級(jí)的材料制造，能夠適應(yīng)最?lèi)毫拥沫h(huán)境，克服沖擊、振動(dòng)、極端溫度和持續(xù)暴露于冷卻液等各種不利影響。
該測(cè)頭在公認(rèn)的2.4 GHz ISM頻段內(nèi)工作，符合所有國(guó)際無(wú)線(xiàn)電通訊標(biāo)準(zhǔn)。這意味著，多個(gè)無(wú)線(xiàn)電測(cè)頭可在同一個(gè)FMS內(nèi)工作，而不會(huì)相互干擾。
RMP40測(cè)頭還部署在整個(gè)閥門(mén)加工過(guò)程中，用于對(duì)粗加工和精加工特征進(jìn)行尺寸檢查，以確保對(duì)加工操作實(shí)現(xiàn)全面控制。
非接觸式刀具測(cè)量
由于工件的尺寸精度取決于多種因素，包括刀具尺寸偏差和跳動(dòng)度，因此在整個(gè)閥門(mén)制造過(guò)程中執(zhí)行精確的刀具測(cè)量和驗(yàn)證至關(guān)重要。為滿(mǎn)足精度要求，同時(shí)保持加工中心的高產(chǎn)出，Trevisan選用雷尼紹NC4非接觸式激光對(duì)刀儀。
NC4系統(tǒng)安裝在加工中心內(nèi)，在發(fā)射器和接收器之間傳輸激光光束，這樣切削刀具能夠穿過(guò)激光光束。刀具切入光束時(shí)將導(dǎo)致接收器接收的激光量減少，從而生成觸發(fā)信號(hào)。這樣即可記錄機(jī)床的位置，用于準(zhǔn)確確定刀具的尺寸、幾何形狀以及有無(wú)破損。
NC4系統(tǒng)適用于各種加工中心，支持多種工作范圍和配置，并且具有集成吹氣系統(tǒng)以MicroHole™和PassiveSeal™技術(shù)，以保護(hù)其精密光學(xué)裝置。它能夠測(cè)量和檢測(cè)直徑小至0.03 mm的刀具或特征，重復(fù)精度為+/-1 µm。
高精度對(duì)刀臂
FMS中還包括雷尼紹高精度自動(dòng)對(duì)刀臂 (HPMA)，用于在精加工數(shù)控車(chē)床上執(zhí)行序中刀具測(cè)量和刀具破損檢測(cè)。
HPMA包括一個(gè)自動(dòng)對(duì)刀臂、一個(gè)RP3三維測(cè)頭、一套測(cè)針組件，以及TSI3機(jī)床接口（用于與數(shù)控機(jī)床控制器通信）。
該對(duì)刀臂適用于6 in至24 in的機(jī)床卡盤(pán)，而且其測(cè)針配置適用于刀方16 mm至50 mm的所有標(biāo)準(zhǔn)刀具尺寸。
結(jié)果
通過(guò)集成雷尼紹機(jī)床測(cè)頭測(cè)量系統(tǒng)用于閥門(mén)工件和切削刀具的找正和測(cè)量，Trevisan Macchine Utensili公司為其客戶(hù)打造了一套柔性制造系統(tǒng) (FMS)，最大程度提高了精度和生產(chǎn)效率。
FMS將先前的手動(dòng)操作自動(dòng)化，從而消除了人為誤差風(fēng)險(xiǎn)，以及因刀具過(guò)度磨耗或破損而造成廢品的風(fēng)險(xiǎn)。測(cè)量精度提高，同時(shí)保持高產(chǎn)出。
Trevisan Macchine Utensili的客戶(hù)表示，自從全力運(yùn)行FMS之后，其總體生產(chǎn)效率提升了60%，而不合格率降為零。現(xiàn)在，它能夠?yàn)槭秃吞烊粴庑袠I(yè)生產(chǎn)精度更高、性能更可靠的閥門(mén)，而且廢品率為零。
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