位于鮑納塔爾的大眾卡塞爾公司擁有 17000 名員工，是德國(guó)第二大工廠。這里主要生產(chǎn)汽車(chē)變速器。目前的生產(chǎn)包括十個(gè)不同的系列。其中半數(shù)的生產(chǎn)線使用了 KAPP NILES 的齒輪加工中心。總部位于科堡的這家公司是使用可修整刀具進(jìn)行滾動(dòng)磨削的專家;這種加工技術(shù)整合了效率和質(zhì)量。

       每天生產(chǎn) 880 個(gè)變速器

　　KAPP NILES 的機(jī)床還用于生產(chǎn)奧迪 DL 382 雙離合變速器。為了實(shí)現(xiàn)七個(gè)檔位切換，這種變速器需要十六個(gè)齒輪 - 十個(gè)磨削，六個(gè)珩磨。生產(chǎn) 24 小時(shí)不間斷進(jìn)行，根據(jù)需要每周工作 5-6 天。大眾集團(tuán)的目標(biāo)是在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn) EPEI 值為 1  天。EPEI 表示“every part every interval(單件間隔)”。這表示，每天可以生產(chǎn)上述變速器的完整系列。然而，這種所謂的平滑生產(chǎn)需要平穩(wěn)的工藝流程和高度的靈活性。Christian Hahn 作為技術(shù)總監(jiān)，負(fù)責(zé) DL 382 雙離合變速器的生產(chǎn)過(guò)程(圖 1)。他描述了生產(chǎn)流程：“我們有五個(gè) KAPP NILES 齒輪加工中心用于車(chē)輪生產(chǎn)，另外有兩個(gè)用于車(chē)軸生產(chǎn)。為了達(dá)到 1 天的 EPEI 值，我們?cè)谲?chē)輪生產(chǎn)中每天需要對(duì)機(jī)床進(jìn)行兩次裝調(diào)。這樣我們每天可以生產(chǎn)十種不同的車(chē)輪。”

　         這種靈活生產(chǎn)時(shí)的最大挑戰(zhàn)是達(dá)到較短的節(jié)拍時(shí)間。為了每天生產(chǎn) 880 個(gè)變速器，一臺(tái)齒輪生產(chǎn)機(jī)床必須生產(chǎn) 1760 個(gè)零件。根據(jù)所有的停機(jī)時(shí)間和裝調(diào)時(shí)間，實(shí)現(xiàn) 34 秒的生產(chǎn)線節(jié)拍。通常的生產(chǎn)線節(jié)拍為 39-40 秒。KAPP NILES 應(yīng)用工程師 Bernd Kümpel 分析了這些數(shù)字：“節(jié)省 5-6 秒聽(tīng)起來(lái)似乎挺少的，但是它相當(dāng)于 15%。

　　如果去掉至少 40% 不可影響時(shí)間，那么實(shí)際流程時(shí)間相當(dāng)于減少了 30-40%。 從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，34 秒是一個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。”

　　圖1：Christian Hahn，負(fù)責(zé) DL 382 雙離合變速器的生產(chǎn)

在裝調(diào)，修整和測(cè)量過(guò)程中節(jié)省幾秒鐘

　　我們一共使用了七臺(tái) KAPP NILES 機(jī)床，它們占地面積小，非常適合大眾集團(tuán)的高度自動(dòng)化生產(chǎn)：三臺(tái) KX 100 DYNAMIC (Bild 2) 和兩臺(tái) KX 260 TWIN 用于車(chē)輪生產(chǎn)，兩臺(tái) KX 160 TWIN 用于車(chē)軸生產(chǎn)(圖 3)。

圖2：在車(chē)輪生產(chǎn)中：KX 100 DYNAMIC       　　圖 3：在車(chē)軸生產(chǎn)中：KX 160 TWIN

　　Christian Hahn 和 Bernd Kümpel 從一開(kāi)始就認(rèn)為，只有結(jié)合多種措施才能實(shí)現(xiàn)所需的節(jié)拍時(shí)間。為了最大限度地減少日常裝調(diào)時(shí)間，Christian Hahn 確保在一臺(tái)機(jī)床上生產(chǎn)的車(chē)輪具有相同大小的鉆孔。為此，他必須裝調(diào)機(jī)床，而不必裝調(diào)夾具。 通過(guò) KX 100 DYNAMIC 的智能化裝調(diào)概念，最大限度地減少了剩余的裝調(diào)費(fèi)用。一臺(tái)機(jī)床每次只需 20-25 分鐘。“由于采用半自動(dòng)裝置，KX 100 DYNAMIC 非常人性化”，Bernd Kümpel描述了這一概念。“完整的裝調(diào)只需一把內(nèi)六角扳手。這樣您可以操作修整輥的液壓擴(kuò)張夾盤(pán)，其他都無(wú)螺紋地連接到 HSK 接口(空心錐柄)。通過(guò)機(jī)床控制系統(tǒng)上菜單導(dǎo)向的簡(jiǎn)單循環(huán)，為操作員提供可視化的支持。通過(guò)菜單引導(dǎo)和確認(rèn)，確保工作步驟沒(méi)有錯(cuò)誤或遺漏。從而防止代價(jià)昂貴的故障。

　　刀具的修整采用實(shí)心型材輥。這意味著可以同時(shí)接近并成型加工所有檔位的圓柱蝸桿。因此，使用 5 檔實(shí)心型材輥，在不損失質(zhì)量的情況下，修整時(shí)間可以減少一半以上(圖 4)。

　　節(jié)約時(shí)間的另一項(xiàng)重要舉措是集成測(cè)量系統(tǒng)。Christian Hahn 介紹了它的優(yōu)點(diǎn)：“在每次裝調(diào)之后，必須在機(jī)床外進(jìn)行質(zhì)量測(cè)量。雖然現(xiàn)在仍然需要這樣做，但是質(zhì)量相關(guān)的主要參數(shù)可以使用集成的測(cè)量探頭在機(jī)床內(nèi)完成。它大大節(jié)約了時(shí)間，因?yàn)槲覀冊(cè)讷@得外部測(cè)量結(jié)果之前就可以生產(chǎn)了。”KAPP NILES 機(jī)床的集成測(cè)量系統(tǒng)顯著加快了重啟速度。在外部測(cè)量中，只需檢查更多齒輪，并生成齒輪監(jiān)測(cè)的測(cè)量日志。

　　為新的刀具技術(shù)預(yù)留空間

　　尋求優(yōu)化潛力還包括實(shí)際的磨削過(guò)程。3M™ 的 Cubitron™ II 刀具采用了一種前瞻性的方法，與傳統(tǒng)的可修整砂輪相比，它具有幾何定義的三角形刀體。Christian Hahn 解釋了這些刀具的優(yōu)點(diǎn)：“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，您可以完成更困難的加工，即一次性更多更快地切除材料。”

　　KAPP NILES 還完成了大量的內(nèi)部磨削實(shí)驗(yàn)，以便在 DL 382 部件上使用該刀具的優(yōu)勢(shì)。Bernd Kümpel 補(bǔ)充說(shuō)：“使用 CII，您可以切除大量切屑，而不會(huì)在部件上造成熱損壞;根據(jù)不同的部件，與其他磨削工具相比，它最多可節(jié)省 30% 的時(shí)間。”

　　節(jié)省空間和成本

　　這種生產(chǎn)的突出特點(diǎn)是貫穿整個(gè)車(chē)間的輸送帶連接(圖 5)。因此，我們的員工喜歡將其稱為“高速公路”?？捎每臻g有限。因此，首選非常緊湊的 KX 100 DYNAMIC 機(jī)床。這種機(jī)床具有兩個(gè)單獨(dú)的可旋轉(zhuǎn)立柱。其上安裝了可垂直移動(dòng)的 Pick-Up 軸，并分別配有一個(gè)工件主軸。當(dāng)一個(gè)工件被磨削時(shí)，另一個(gè) Pick-Up 軸取下成品工件，并將未加工部件裝載到工件主軸上。工件在工作空間之外對(duì)齊，使得工件主軸可以加速到加工轉(zhuǎn)速，并旋轉(zhuǎn)到工作空間。因此，停機(jī)時(shí)間減少到最低限度。

　　輸送帶的裝載和卸載由轉(zhuǎn)換器完成(圖 6)。Bernd Kümpel 解釋了其原因：“我們通常用輸送帶直接移動(dòng)到機(jī)床下方。但是在這里是不可能的。通過(guò)轉(zhuǎn)換器，我們可以平衡從輸送帶到機(jī)床的高度和距離。”這種解決方案不僅緊湊，還具有成本效益。“集成的自動(dòng)化解決方案的成本要高得多，約為機(jī)床價(jià)格的 25%，

　　”Bernd Kümpel 補(bǔ)充道。“一般的轉(zhuǎn)換器不到機(jī)床價(jià)格的 10%。”

　　計(jì)劃成果

　　通常會(huì)嚴(yán)格計(jì)算改裝和啟用時(shí)間。這個(gè)項(xiàng)目也是如此。但是我們實(shí)現(xiàn)了更高的目標(biāo)。Christian Hahn 說(shuō)：“我對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)的支持非常滿意。這個(gè)機(jī)床概念令人信服，我們一起克服了所有困難。特別是節(jié)拍時(shí)間是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。這一點(diǎn)我們也解決了。”為此沒(méi)有多少時(shí)間。2016 年夏天，我們進(jìn)行了啟用工作，包括機(jī)床性能測(cè)試，為此我們?cè)诿糠N型號(hào)的機(jī)床上生產(chǎn) 100 個(gè)部件，并 100% 測(cè)量。生產(chǎn)從九月第一周開(kāi)始。

　除了節(jié)拍時(shí)間之外，我們還克服了其他困難，例如在車(chē)軸生產(chǎn)中的困難(圖 7)。Christian Hahn 描述如下：“車(chē)軸是空心的，因此相對(duì)不穩(wěn)定。這需要一種特殊的夾緊技術(shù)，和一臺(tái)能夠在磨削過(guò)程中吸收不可避免的振動(dòng)的機(jī)床。”KX 160 TWIN 憑借其堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。它關(guān)系到磨削質(zhì)量。

　　為了確保在緊急情況下的快速服務(wù)，KAPP NILES 在卡塞爾派駐了一名員工，專門(mén)負(fù)責(zé)卡塞爾大眾汽車(chē)廠。對(duì)此 Bernd Kümpel 介紹說(shuō)：“我們的最終目標(biāo)是保障生產(chǎn)，無(wú)論出現(xiàn)哪種問(wèn)題。”深得大眾公司贊賞的全方位支持(圖 8)。