All articles by ams_Steedwebzell
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- 塑料引发的问题
汽车制造商对含有塑料成分的材料重视程度不断提高，Steed Webzell带领我们一同梳理机械加工所面临的挑战。最近的研究表明，到2020年每辆车中都会含有350公斤的塑料。因此，对高效经济的塑料加工方法的需求前所未有地高涨；挑战就在这里。缺乏硬度是加工任何复合材料过程中面临的主要问题。所有的切斜工具都依赖加工组件的硬度，这也是金属的固有性可以激发出来的原因。相比之下，塑料零部件在加工的时候被切削工具“掰弯”，在刀具切过之后通常会往回弯，这样很难达到特定的尺寸以及控制误差。在一个车里，塑料零部件可能包括套管、盖子、导引装置、喷嘴、垫片和支座。这些零部件通常由乙酰、丙烯酸、聚甲醛、尼龙和聚碳酸酯制成，这些材料的加工过程中经常要面临碎屑控制难题。低频方案很多公司都了解塑料加工的需求，比如英国哈特福郡附近的Plastic Turned Parts（PTP）公司。PTP公司是英国第一个配备Citizen CNC转头车铣中心的公司，中心里的低频振动（LFV）加工技术已经申请专利。因此，PTP可以消除塑料组件生产过程中的碎屑控制难题。公司常务董事Jonathan Newis说，“对我们来说，低频振动技术的开发已经转变了我们的铣削操作，因此我们可以从开始就对Citizen加工抱有信心，而不是不断地暂定，然后清除‘鸟巢’般的塑料碎屑。”Newis认为LFV在钻深孔的时候尤其高效：“我们完全消除了排屑槽堵塞问题。过去我们通常根据碎屑情况准备两只三个钻头，但是现在可以只要一个工具就进行深孔钻探，排屑槽还依然清洁。”PTP公司为大型汽车制造商提供大量的塑料组件。除了聚四氟乙烯之外，加工车间里使用的塑料材料还有乙酰、聚甲醛、尼龙、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、尼拉特龙、聚醚醚酮、石墨填充聚四氟乙烯等高性能材料，而且还含有各种玻璃增强塑料。批量大小在500至10,000.Newis说：“我们的技术可以满足这些材料的特性需求。”对聚乙烯加工，他说这种材料就是“梦魇”，因为所有工具都会产生碎屑，而且通常在钻孔中就融化。“但是有了LFV技术，在无人的情况下也能操作数个小时。”已经申请专利的LFV技术与传统的曹胜波振动加工不同。这种技术可以编程，可以通过G代码激活，可以满足剪裁循环中的任何应用。更重要的是，机械传动系统的伺服轴线可以顺着刀具给进“振动”，幅度达到数十微米，与主轴旋转同步。工具路径还包括“空切”，这会阻碍碎屑被切成更短的碎片。这种工艺还能降低到头产生切削瘤的产生，这种问题经常导致出现过早失效。可以通过LFV编程中的P1和P2编码，设定碎屑长度，以及振动频率。这能产生巨大好处，因为只要产生超小塑料切片就能阻塞机械。PTP 可以使机床主轴以4000rpm的速度运转，进给率达到0.03mm/rev (P1)或0.05mm/rev (P2)。P1用于普通的碎屑阻断，P2用于小尺寸撤销和钻孔。加工复合材料稍微往西部走，在牛津郡维特你的Shape Machining公司称，最近在复合材料加工取得了一些进展，而且进行软件投资。这就是公司促进Vericut CNC加工雁阵以及模拟CGTech软件的原因。Shape Machining公司由前任第一方程式首席设计师Peter McCool创办，主要为赛车和汽车业提供碳纤维复合材料加工刀具和零部件。通过Vericut软件，Shape公司5轴编程时和机械操作员识别碰撞刀具路径，并避免碰撞。McCool说：“我们程序是迅速接受Vericut软件，并融合到我们的操作流程标准中。每次我们改进，都需要改变和调整。采用Vericut软件是我们快速发展的重要因素。” 右手上的的是没用LFV技术产生的塑料‘鸟巢’，左手上的是使用LFV技术之后的结果现在可以在每个机械设置作业之前完成数控程序。这种战略可以让Shape公司有能力大幅度提高每天的加工时间，从而采用晚班制。当然，像碳纤维复合材料（CFRP）和玻璃纤维增强塑料（GFRP）这样的复合材料在加工的时候都有各自不同的规则。有一个有趣的现象就是，加工这些材料通常都是干场作业。但加工复合材料对生产工程师来说是一种挑战：不仅有分层和撕裂纤维的风险（尽管速度和进给速度较低），而且刀片承受巨大的压力，因为复合材料纤维会快速磨损，从而导致工具更换频繁。为了应对这些问题，通常就需要PCE刀具或拥有类似钻石涂层的刀片。碳纤维复合材料的干加工还造成很多健康和安全隐患。切削过程产生的细粉尘最令人担忧。为了避免员工身处危险境地，就一定要安装通风设备和过滤系统，这些都造价昂贵。复合材料加工润滑剂润滑剂制造商Rhunus Lub公司专注粉尘问题。公司称，正在茨维考应用科技大学研究转换中心的协助下测试新开发的冷却剂。刀具和工件在生产环境中测试磨损和加工质量。第一个开发出来的冷却剂是Rhenus XY190 FC和XT 46 FC。由于担心冷却剂会穿透材料，公司在最坏环境下进行了一系列测试，研究冷却剂和碳纤维复合材料之间的相互作用。结果非常乐观：加工过程中冷却剂短暂的停留并不会改变碳纤维复合材料的性能，而且也没有冷却剂穿透材料的迹象。
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ArticleThe problem with plastic
With automotive manufacturers looking at ever increasing levels of plastic-based materials content, Steed Webzell examines the challenges for machine shops Recent research suggests that by 2020 the average car will incorporate 350kg of plastic-based materials. As a result, the need for efficient and economic machining methods for plastics has ...
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ArticleHeading for the clouds
Steed Webzell scrutinises the technologies currently available to assist those wanting to digitise their machining processesMajor machine tool OEMs are upping their game when it comes to digitalisation. “Industry 4.0 (I4.0) is not just a gimmick, as some would have you believe, but a cornerstone of advanced manufacturing,” states Matthias ...
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ArticleSpotting an opportunity
Steed Webzell talks to major players in joining, automation and materials technologies to get their take on the future of spot welding ABB spot welding technology at Scania's plant in OskarshamnAccording to a Technavio 2017 report, spot welding is the most popular type of robotic welding, generating more than 48% ...
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ArticleUnindo forças
Peças complexas, encaixes de precisão, sem margem para erro, não é de se admirar que a automação seja um ingrediente vital no sucesso de linhas de montagem de motor e transmissão As linhas modernas estão mais rápidas, seguras e mais confiáveis do que nunca, graças em grande parte à automação. ...
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ArticleUniendo fuerzas
Partes complejas, ajustes de precisión, margen de error nulo; no es de extrañar que la automatización sea un ingrediente vital de las líneas exitosas de ensamblaje del tren de potenciaLas líneas modernas son más rápidas, más seguras y más fiables que nunca, gracias en gran parte a la automatización. Mientras ...
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联合力量
复杂的零部件，精确的安装，零误差，难怪自动化已经成为动力总成装配线成功所必备的标配由于自动化技术的大力发展，现代化生产线变得更快、更安全、更加可靠。虽然为高产量生产设计而成的密集型专用生产线是20世界的产物，但是最近增加了灵活性之后呈现出令人满意的状态。这种理念的典型代表就是ABB Powerstrain Robot Systems公司和Ford Powerstrain Manufacturing Engineering公司，双方公司刚刚联合开发完成一种先进的灵活性气缸盖总成（FCHA）系统。灵活气缸盖总成ABB FCHA的设计师基于传统系列装配系统智商，使多种气缸盖构架同时装配，但不会出现过分耗时或转换过程出现生产停顿现象。这总技术提供的模块化灵活平台，根据平行加工原理，能够最少使用，升职取消使用专门的工作站。更重的是，该系统不仅缩减关键操作，还能根据要求调节生产数量。一个完备的FCHA系统拥有15个ABB机器人，包括4种不同的中国等负荷6轴机型。系统内的一些模块能够兼容到现有的传统气缸总成站，比如安装有栓塞、密封剂调剂、气门结构总成和测试的总成站。ATI Industrial Automation公司出品的机器人工具更换器和6轴力量、扭矩传感器是该系统的特点。机器人工具更换器能够灵活自动更换末端执行器。系统包括多种尺寸的机器人工具更换器，能够处理3种不同的气缸零部件类型。多种ATI工具更换器模块能使每4个ABB机器人中的一个的负荷和极限弯矩最大化。举例来说，不锈钢QC-11工具更换器的尺寸和轴向空气站小，这对可调螺距20kN伺服冲压机上取得110mm最小空间至关重要。这样FCHA系统就能同时冲压两个零部件，减少循环时间和所需机械数量，又能满足Ford公司循环时间要求。ATI开发了小型集成工具-ID模块，用于QC-11工具，每个冲压工具都拥有了独一无二的识别器。ATI公司出品的Omega 85六轴压力、扭矩传感器是该系统的关键组件，能够以最小的压力安装阀杆。该传感器能够测量所有组件的压力和扭矩，将准确的信息传递给机器人。这种功能是机器人真正“感应”零部件，并对压力做出准确的反应，提高了准确度，并将零部件损坏比率缩小到最低。首批4个FCHA系统现在已经送往美国、加拿大和墨西哥的Ford发动机工厂。Ford已经指定该系统为工艺过程清单（BOP），将其作为公司发动机制造厂内安装的所有气缸盖总成新的设计标准。 ABBs flexible cylinder head assembly产品和生产线同步设计还是动力系统总成的话题，但是这谁南美洲Comau公司宣称，已经为巴西的Fiat Chrysler Automoiblies(FCA)制造了一种新的发动机生产线，一年能够生产400,000部发动机。该生产线的设计适合全球所有使用新款Fiat Uno和Fiat Mobi汽车发动机，该生产线安装在Betim工厂。项目第一阶段包括同步工程程序，来自巴西和意大利的Comau和FCA公司的专家们一同定义制造流程，以及装配线背后的理念，该有工作站和设备。然后Comau开始设计生产线所需要的设备。技术专家和工程师们，还有自动化供应商都会参与这个阶段。据Comau Brasil公司项目经理Eduardo Sousa透露，这是一个非比寻常的项目。他说，“其中最大的挑战就是同时设计装配线和发动机。这个设备的设计必须具备极高的灵活性，才能应付项目过程中产品所有的变化。”这个装配线全部是在巴西生产，其灵活方案包括机器人、综合摄像机、组合系统和工作站。这个生产线包括两个部分：长度达到220m的飞辊传送机（用于短块和长块装配）和30m长的气缸盖预装配。还有就是拥有460个托盘（用于多种用途）和12个高架升降机，9个AGV系统，54个自动化流动式货架供应系统和21个组件进给系统。该系统灵活性极高，能够满足在不同位置装配组件。而在老式生产线上，这些组件智能在特定的位置上装配。Sousa说，“这是Comau Brazil公司迄今最大的项目，其高程度自动化能够满足FCA新生产的需求。在安装阶段，大约有200名专家，包括程序员、机械师、电工和液压专家参与到设备装配和测试当中。开始的时候，我们一干二净，没有安装附件。但是今天的生产线能够不断满足客户的生产需要。”新的装配技术标准这个成功与Fichter Maschinen GmbH公司相似，该公司在德国艾希施泰滕，是装配系统专家。公司为一家汽车供应商刚刚生产了一种极复杂的装配组件。据说该产品能够代表最新技术水平。在装置物流展示中心有10个Motoman装卸机器人和Yaskawa DX200双联控制器。该装配组件被罗马尼亚Transylvania用于制造发动机组件，这里使用Yaskawa Motoman MH12类型机器人完成Fichter模块系统的25个处理中心的链接和自动化。严格的客户需求就是要把9个单独的零部件按照可靠地流程装配起来，每个零部件都有5个不同的模块组成不同的版本，而且要求连续的可追溯性，30分钟的自主性，以及只需1人就能操作的系统。使用机器人进行装卸是在早期决定的，因为个别零部件必须旋转安装。这是保证不同版本的零部件能够达到高度灵活性的唯一方法。而且，门户系统因为组件长度所限而被取消。系统采用的大部分机器人都配有双夹，每个循环里，在每个工作站都会清楚零部件和插片。循环时间是20秒。在整个自动化系统中，最重要的装配程序包括：伺服电动接合和压力、路径监控卷边模块；为带有称重系统的个别发动机零部件润滑，用于检测润滑脂消耗；用于测量高度、直径、转矩、同轴度和轴向摆动的检测站；标记和标签。所有个别零部件都使用Ficher模块系统产生的标准化系统进给：这些系统是BoxStore, StepStore, StackStore以及SlideStore。由于程序的复杂性，该系统由一个工件承运系统Fichter DuoFloor联锁。Yaskawa DX200 Twin能让两个机器人与18个轴相连。因为每个机器人都知道其他机器人的位置，因此不存在“撞击位置”，而装配厂的机器人密度可以优化。Fichter系统能够随时检测并追踪每个组件。就算出现错误，也能立即追溯并修正。为了这个目标，就加大关注信息综合和交流技术方面。因此，端对端的流程数据监控用于诊断和调试装配流程，而制造商会及时远程维护以及优化。用于重型发动机制造的视觉标签当然，有效地自动化具有多种形式和外观，正如Daimler Trucks North America分公司Detroit所示。Detroit生产中型商用卡车发动机，提供给Freightliner和Western Star等公司。公司在占地300万平方英尺的制造厂里生产新型发动机，每2.5分钟就能生产一台。在广泛引用KANBAN之后，纸质书本和装配指示仍然是Detroit生产中的标准操作。公司发动机制造厂每天大约使用500个账本，在48小时前置时间里打印出品，每个都有45-60页。排序通常不太好，因为每天都有变化。 Omni-ID View 10 tags sit in build book pockets on the AGVs at ...
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ArticleJoining forces
Complex parts, precision fits, no margin for error; it’s no wonder automation is such a vital ingredient of successful powertrain assembly linesModern lines are faster, safer and more reliable than ever before, thanks in large part to automation. While intensive, dedicated lines designed for high-volume throughput were the preserve of ...
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Robôs incandescentes
A AMS examina as mais recentes instalações e inovações no mundo de braços de robô e automação usada para aplicações de soldagemDe acordo com a Federação Internacional de Robótica, 50% dos robôs mundiais são usados para soldagem. Além disso, um relatório recente da BCC Research revela que o segmento global ...
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El momento de los robots de soldadura
AMS analiza las últimas innovaciones y equipos en el mundo de los brazos robóticos y la automatización utilizados en soldaduraSegún la Federación Internacional de Robótica, el 50% de los robots del mundo se utilizan en soldadura. Además, un informe reciente de BCC Research revela que el sector global de accesorios ...
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ArticleBeaming with benefits
Clean, flexible and able to provide quality assurance data, laser technology is now proving effective in welding plasticsA recent report released by Credence Research suggests that the US welding equipment industry for plastics is undergoing a period of explosive growth. The industry was valued at $595.3m in 2015, and the ...
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热门机器人
AMS带领大家看看全球最先进的机器人手臂和自动化设备在焊接应用方面的使用情况据国际机器人联盟透露，在全球机器人中，50%是用于焊接。此外，最近有一项BBC调查显示，2016年全球自动化及机器人焊接配件部门的价值为20亿美元，而到了2021年则会增长到28亿美元，5年的年复合增长率为6.9%。想要知道这些数据为什么会如此震撼，只需要到一般的汽车工厂里面去看一看。比如，在本田英国Swindon工厂，300多个机器人在一辆汽车车体上回操作2,200个焊点。工厂每85秒会生产一辆车，每一班生产会造出650个白车身（BIW）。本田工厂的流程首先是从将左右驾驶室焊接到下端的仪表盘开始的，然后焊接前舱壁，这样发动机室就完成了。然后再将这些加上前后地板装配起来。左右侧板在完成预装配之后送到“总焊接室（GW）。”这是整个车间的心脏，车间的不同区域生产不同的零部件（侧板、地板、上部仪表盘和后部储物盒），这些零部件都由GW焊接，形成完成的车身。白车身机器人大订单这种工艺需要效率和重复性，因为机器人作业能够满足这两点，因此订单一直持续不断。比如ABB机器人，最近有250个机器人交付到Valmet Automotive公司，用于（芬兰Uusinkaupunki工厂）Mercedes-Benz GLC SUV汽车车体修理厂的作业中。这是芬兰最大的工业机器人订单，Vaomet Automotive公司的ABB机器人数量翻番，超过500个了。新的生产线包括主要生产线和预装配单元。据ABB公司称，增加的机器人可以促进汽车供应商制造的灵活性，提高生产力和缩短前置时间，从而加强作业。订单中还包括IRB 6700系列机器人。ABB公司称，该型号机器人更加强大，比之前的机器人可以提高15%的效率，而且维护也变得更加简单。此外，IRB 8700系列机器人也包括在订单中；这些机器人可以延展到3.5米，最高负荷达到800公斤。零错误、高速度操作是Holy Grail在白车身作业中的体现。但是，这些特点必须要与灵活性匹配，因此就需要相应的设计和属性系统。这个领域中取得最新突破的是Kuka公司的KS PULSE（推进式直线同步能源），这是一种以托盘为基础的运输系统，能够运输各种汽车车体组件，穿行于白车身焊接与装配线的独立工作站，从而境地非生产暂停。该系统的主要元素是一个底盘。该运输系统利用各种给运输平台（被称作滑道），通过直线同步电动机，将个别汽车组件沿着线路运输。该系统据说对错误敏感性非常低，但这可能是因为运输零部件数量很低，而滑道可以在循环时间内更换，因此可以在同一个生产线内生产多种车型。此外，Tata Steel公司也新公布了Sednesfield汽车中的机器人焊接生产线 — 据说这是英国此类中最大的一个。该生产线是工厂的生产力提高两倍，所生产的拼焊板用于汽车们班上。该机器人基于ABB机器人技术，每小时能够焊接1000多个汽车零部件，钢制品运输到英国各家汽车制造商，还获得了德国、法国和新西兰的订单。协作焊接尽管现在的数量并不多，但是自动化仍然很具吸引力。举例捷克共和国Slaný工厂，该厂是商用车专家Meiller旗下工厂。Meiller公司是翻斗式车身和挂车设计专家和生产商。通过与HGV制造商合作，底盘和车身良好匹配。为了达到这个目标，Meiller公司建立6个自动化系统，里面共有8个焊接机器人和300多个焊接电源（有Cloos公司供应）。该系统使用Cloos公司的“Tandem Weld”工艺，焊接翻斗式车身侧壁。 Kuka has been quick to take Industry 4.0 into consideration for its friction-welding machinesTandem Weld有连个线内电线同时给料，并且融化成两个弧线。由于分割了两个电路，弧线能够紧密控制。高效率、地供热、良好的焊缝，以及高沉淀率是该工艺的主要优势。据公司称，该工艺在焊接薄、轻量常务车组件方面，速度飞快。这种类型组件的需求组件上升，因为负载优势卡车可以运输更多的货物，而且还能节省燃油和空间，对运输网络的压力也减轻了。Meiller公司Slaný工厂的程序是兼设计师Andrej Stary证实，“在Meiller，我们使用轻量组件的比率不断上升。我们翻斗车的车体侧板使用2.5mm细晶粒钢制造而成。而且这种组件过去包括3中独立元素，但是现在的侧板使用一片制成，因此在每一侧只需要焊接一个就可以。由于焊接数量减少，组件的重量就比过去轻了，这位我们的翻斗车带来很多好处。”联网机器人减少停工时间白车身制造机器人如果焊接质量低会造成最后装配过程的严重问题，生产会终止，工人会遇到故障。但是现在利用实时状态监测和诊断，可以组织这种计划外停工情况的发生。Cisco公司称，他们已经与Fanuc公司和Rockwell Automation公司合作，找出一个方法，可以解决5个国家27个GM工厂的机器人问题。Fanuc公司称其为“零停工（ZDT）”，该方案可以在问题发生之前给工人发出警告，他们就可以在计划停运窗口进行维护。Cisco公司称，这种远程监控除了诊断和主动维护规划之外，还能通过‘1+1+1 > 3’综合能力与专长，为每个公司提供方案。Cisco IoT vertical高级董事Bryan Tantzen说，“有了Fanuc ZDT方案，联网机器人可以通过网络和一个Cisco数据采集器，在工厂内进行Cisco云操作 — 所有结果都保存在端对端方案里。通过向云基平台传输设备数据，我们就能建立制造数据高速公路，可以使GM公司与大型设备供应商生态系统合作，更方便进行预防性分析和优化发展。”Fanuc America公司总裁兼首席执行官Rick Schneider补充说：“从机器人那里收集数据并在云上进行分析的能力可以在停工发生之前，就预测潜在的设备问题 — 有助于我们提前解决客户需求。有了ZDT，我们还能利用手机机器人数据来优化GM制造系统，减少能耗，延长设备寿命，并且还能改进循环时间和质量。通过ZDT减少停工的做法，经过验证对GM工厂的表现起到积极影响。”制造摩擦Kuka Industries公司先进焊接方案部长Waler Weh说，“摩擦焊接有时候会觉得过时，但是在Kuka却根本不是这种情况，我们根据市场需求和时间来调整。”举例来说，Kuka在摩擦焊接机方面，很早就考虑“工业4.0”的问题。将机器完整地融入到生产网络中，就能极大提高生产力。多亏了数字网络工艺，制造产品就有可能提高灵活性、能源效率和私人订制，同时还能减少对采购的影响。Kuka PCD控制器的所有数据都被监控，并进行了电子存档。这些信息在云基系统深入分析的时候可以用到，还能保证质量追溯和数据透明。考虑这些因素，进行大量数据安全处理成为根本要求，系统界面实现统一标准也是如此。据Kuka公司称，实行这个原则并不受限于新产品和方案；这在已经进入网络才做的机器人、单元和系统上同样适用。
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ArticleRed-hot robots
AMS takes a look at the latest installations and innovations in the world of robot arms and automation used for welding applicationsAccording to the International Federation of Robotics, 50% of the world’s robots are used for welding. Moreover, a recent report from BCC Research reveals that the global automated/robotic welding ...
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Sob os holofotes
Com a demanda atual de luz tão voraz, existem muitas aplicações que OEMs estão considerando para soldar montagens de material misto de solda O I-PFO da Trumpf é adequado para a soldagem a laser de portas, assentos, telhados e outras partes grandes da carroceriaCom alta condutividade térmica e elétrica além ...
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La soldadura en el punto de mira
La demanda para aligerar el peso es cada vez más exigente, por lo que los constructores de automóviles están experimentando con la soldadura por puntos de materiales combinados El sistema óptico I-PFO está diseñado para la soldadura láser de puertas, asientos techos solares y otras piezas grandes de la carroceríaLa ...
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备受瞩目
目前对轻型需求不断加大，主机厂正在研究更多电焊混合材料装备应用。 Trumpf's I-PFO is suited to the laser welding of doors, seats, sun roofs and other large body parts氧化铝具有较高导热性和导电性以及高电阻，形成材料表面的自然属性。很显然，电焊铝合金相当不简单。但是，减重就意味着不断使用更多的此类材料，尽管明显缺乏强度。事实上，与相似厚度材料相比，铝合金电焊的静态和疲劳切换强度是钢材焊接价值的三分之一（取决于合金类型）。因此，在什么部位用铝替换钢材，计算完全不同，因为焊接强度来看，钢材更占优势 — 但是减重还是可行的。混合材料焊接目前，市场对轻质材料的需求已经达到疯狂的地步，汽车主机厂正在试图采用混合材料电焊来完成装配。举例来说，通用汽车日前自称是第一家使用接触点焊的方法，将钢材焊接到铝材的汽车制造商。这个技术的开发花去两年的时间。该方案克服了很多问题，比如钢材和铝材的熔点差距大约900°C，焊接连接是产生的表面氧化物，还有两个材质产生“玻璃”层造成的脆弱焊接点。总的来说，新工艺硬件和空间方面设计19个专利，通用汽车在这个领域的成功已经获得美国能源部认证，提供130万美元的资助。在刚刚举行的媒体发布会上，通用汽车公司轻质材料工艺部实验室经理Blair Carlson说，新技术可以将铝材支架接合到钢架，之后安装到Cadillac CT6奢华轿车的座椅靠背上。该汽车是在公司Detroit-Hamramck工厂制造。公司还计划使用该工艺把钢材行人保护增强组件安装到同款汽车的铝材气缸盖内板上。目前，由通用汽车开发的焊嘴在完成20个焊接之后就需要修正，但是公司的目标是提高的数百个，这是将来要研究的。展望未来，混合材料装配在减重方面的潜力巨大。举例来说，将铝材车顶安装到钢材车身上可以减少大约50%的重量（与目前结构相比）。通用汽车还在探索更多使用镁的方法，因为它比铝还要轻，可以用于车门内板上。公司还有其他新的开发，比如一个双电子束激光已经用于通用汽车铝接合铝的激光焊接工艺当中，这有助于减少喷溅，隙孔板经过重新设计用于控制反射。形状优化之后，隙孔板已经用于3,000多个汽车中（之前只有30个），而且还在使用。开发下一个“大物件”对技术供应商而言，开发下一个“大物件”的竞赛就在于接触点焊上。WeldComputer公司最近宣称，最新项目已经获得专利。专利是有关制定自动机构运行符合测量方法的公式制定，以及电焊设备的偏向连接，以便提供更加精确的测量。因此就引进了新的工艺，为安装新旧焊枪提供实际方法，获得实时信息，便于评估和控制每个焊接点的质量。在过去的30年里，公司的技术一直用于冲压型要比接触点焊，对焊接热反应进行监控，这是评估电焊融合增长的参数之一，用于适当控制焊接程序。但是，据公司首席执行官Robert Cohen说，这种测量方法没有汽车业应用领域理想。他说，“在汽车材料焊枪上，由于调节装置的非线性摩擦力，只有少部分热胀冷缩转变为可测量移动。剩下的热反应会引起连接偏差，以及焊接装置手臂的偏差。这个问题在涉及到伺服时会更加严重，因为他们对快速热机械顺变的反应有些迟钝，而且不一致。”Cohen还说，“在检测失败焊接点需求不断增加（更重要的是要在刚开始就阻止发生），该技术有助于提高焊接质量，并减少汽车产品的瑕疵。” GM’s Cadillac CT6 is a good example of a mixed material vehicle structure in series production有关DeltaSpot还有就是Fronius公司出品的DeltaSpot系统，它的人气指数不断飙升；该技术特点是，在用于接合的电焊条和板材之间不断加工胶带。据公司称，这样做，精确度会更高，电焊条寿命会更长，而且不需要对电焊条进行常规盖铣。有了胶带，可以有效保护电焊条：胶带可以转移焊接电流，实时保护电焊条的接触面，免受铝、锌或邮寄残留物的污染。根据应用，电焊条寿命可以达到30,000个焊接。此外，胶带涂层非常有利于铝材。这种优化后的接触面可以避免板材表面受到喷溅以及相关损坏。由于加工胶带电阻很高，在焊接过程中，热能就从外面转到链。也就是说，铝材应用中可以减少50%的耗能。在最新Trumpf开发项目中，当属激光电焊和缝焊，为机器人飞行应用提供方便。该方案是在机器人基础上，并把位置和移动数据不断传送到I-PFO，便于机器人单元工作区域进行位置确认，就可以知道焊接精确位置。这个装置通过调整焦点直径、深度、土星距离和功率密度来生成激光束。光学器件内部有两个偏差镜，激光束可以对准加工区域里X和Y轴上的所有位置，以便完成电焊和缝焊。再用一个类似的移动镜头，确定Z轴上的激光束位置。3D应用中，工件和光学器件都不需要移动。在空中加工时，光学器件放在一个自由移动调节器上，称作工业机器人。汽车业是该设备的主打目标领域，尤其是激光焊接车门、座椅、天窗，以及其他大型汽车车体零部件方面，更重的是，很多辆汽车都可以用一个激光就完成操作。到目前为止，远程加工的造价昂贵，而且非常耗时。但是I-PFO却是最明智的选择，因为它可以自动启动加工程序，不论何种几何结构，或技工技术。当然，激光焊接也能实现钢材轻质。在这方面，综合激光焊板（LWB）和热成钢（PHS）的方法，不断收到OEM制造商的热捧，用于减少汽车重量，提高防撞性能，实现成本节约。该技术可以将不同材质、不同厚度的钢材接合到一个零部件上，因此实现钢材轻质最大化。ArcelorMittal最新宣传两款PHS新材质，可以用于激光焊接和LWB生产上。这两种钢材叫是Usibor 2000和Ducibor 1000，他们的性能非常不同。前者可以提高零部件的强度，后者可以提高撞击柔韧性，可用于门环、前后轨、B柱下部。将两种材料组合到一个零部件上，可以降低重量 — 比现在的方案预计会嫌少26%的重量。两种材料都有铝涂层，避免腐蚀。但是铝会影响焊接质量。为了缓解这个问题，ArcelorMittal已经开发了专利消融工艺，在焊接线上去除铝涂层，完全释放焊接功能。到2022年，欧洲市场对LWB零部件的需求回答道4,000万个，北美会超过4,500万个。当然，对轻质的不断追求，导致材料厚度的减少，影响摩擦。专门为Lincoln Electric设计而成的AC GMAW（气体保护金属极弧焊）工艺可以通过减低热输入，来提高薄材料的焊接。最后关头所有材料使用的大部分GMAW都采用DC，线路在正极。但是，Lincoln Electric铝材技术总监Frank Armao说，AC GMAW对铝材焊接的吸引力巨大。他说，“在电弧焊组件上增加一个‘负电极’，就能减少渗透和能耗。这对薄的铝材焊接非常有利。此外，通过改变负电极时间，渗透也可以改变和控制，对制造商非常有利。”考虑到这些因素，公司设计了“高级模块”，可以安装到任何第三代Power Wave电力供应（由Lincoln ...
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ArticleUnder the spotlight
With current demand for lightweighting so voracious, there are many applications in which OEMs are looking to spot weld mixed-material assemblies Trumpf's I-PFO is suited to the laser welding of doors, seats, sun roofs and other large body partsWith high thermal and electrical conductivity plus the very high electrical resistance ...
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ArticlePuliendo asperezas
Las innovaciones en utillaje y la colaboración con proveedores están resultando críticas para obtener una ventaja competitiva en los talleres de mecanizado automotriz de todo el mundoLa planta de motores de Ford en la británica Bridgend produce 750,000 motores de gasolina al año y ha iniciado una asociación con la ...
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- 击败低效率
与供应商合作相适应的工具革新对汽全球车机械工厂提高竞争力极为重要。福特英国布里真德（Bridgend）发动机工厂一年生产750,000多台柴油发动机。工厂与Mapal进行切削工具合作，帮助工厂实现SPC目标，以及发动机关键组件的精确度。为了这个目标，Mapal工厂已经永久聘请工程师Wayne Keepins。Keepins说，“我们努力帮助Ford实现改进生产力，降低年成本10-15%的目标。”像很多现代发动机一样，福特公司动力系统采用了轻质铝材缸体，内壁压上烧结贴衬垫，支持移动磨损部件，而Mapal产品很大部分都用于发动机缸体铣削和钻孔作业。该工具公司称，为了解决这个难题，公司专门开发了多步钻孔方案。组合工具提高生产力Keepin是说，“为了提高效率、生产力、工具寿命并降低成本，我们不得不走出之前更换钻孔工具的方法，我们必须设计全新的理念。比如，为1.5升和1.6升发动机生产线加工阀座。之前的工序以来3个不同的可转位替换刀片，完成4个程序。这中操作包括加工混合进气口、进气门座半加工、气门导管领航，阀座完成，以及引导。我们开发了一种新的组合工具，能够把3个工具降低到2个，降低了成本、启动时间，而且提高了生产力。”Mapal说，取消单程库存材料，就不需要单独的气口混合和阀座工具。新的组合工具降低了循环时间。从64秒降低到34秒，而且切削工具固定时间减少了30%，每年能够减少800次工具更换次数。公司还开发了其他工具，解决发动机内在缸体加工问题。在JLR V8发动机生产线上，工具后侧受到木屑颗粒污染的时候，连杆大端孔流程就可以阻止钻具导料块上的木屑。为了解决这个问题，Mapal开发了一个双工具流程，替代之前3工具设备。把粗镗工具拿走，并从板材一侧加工整孔，双工具加工降低了衬垫消耗，提高了工具寿命，每年节省5,200英镑（约合64,000美元）。一部分原因是新工具需要4个衬垫，而不是8个，节约了50%。生产线每年生产145,000个发动机，得益于精准的钻孔机表面抛光，每小时发动机产量提高了，工具更换次数将少了。粗加工，光洁整理在铣刀工具更新上，还有一个切削工具专家，那就是Sandvik Coromant公司。公司引进了一个平面铣刀，专门用于不锈钢涡轮增压安装外壳粗加工。涡轮排气装置粗加工的主要难点在于，薄壁组件的外形很复杂，而且夹具（用于振动操作）很精致。Sandvik Coromant公司开发的M612平面铣刀的几何结构非常优良，据说可以消除振动，从而优化面板切削操作。反过来，也可实现较高的金属切削率。Sandvik Coromant公司汽车应用工厂是Jacques Gasthuys说，“不锈钢将成为涡轮装置的最佳选择，其性能优于传统的铸铁，有助于提高抵抗排气温度（最高可达1,300摄氏度），同时也可以抗腐蚀。”“每年大约生产5,000万个涡轮增压器 — 有铸铁的，也有不锈钢的 — 但是加工不锈钢的成本要高出20倍，因为这些操作非常短，而且刀片寿命不确定，而且磨损不均匀。考虑这些因素，我们的目标就是开发牢固的道具，可以降低组件成本。”在特点级别为GC4240刀片的客户项目中，使用M612铣刀，周转速可以从212rpm提高到273rpm，切削速度也会从70m/min提高到90m/min，而且给料速度也会从0.13mm/rev提高到0.18mn/rev。同时，切削深度可以达到2.5mm。实验结果显示，M612平面铣刀可以降低每个组件27%的加工时间，而工具寿命增加了172%。 Advances in CBN tooling are introducing new compounds, coatings and geometries to improve tool life工具的艰难时刻在汽车硬态切削加工也需要不断提高生产力，降低生产前置时间，以满足成本节约的要求。最新CBN（立方氮化硼）工具采用特殊混合物、高效率涂层及新的几何结构，提高受热、表面加工，抵抗断续切削带来的机械冲击。有一个很好的例子就是Sumitomo Electric Hardmetal公司新开发的“混合”系列CBN硬态切削刀片。SumiBoron混合物，BNC2010和BNC2020都具有多层，在烧制CBN粉缸体时采用抗热抗磨损微观结构涂层，而底层融合了碳氮化物粘合剂。此外，公司还开发了一种名为 “Break Master” 的木屑轧碎机，以及用于加工淬火钢的N-FV和N-LV，还有能够提高消除碳化层过程中的碎屑控制。在对比传统涂层CBN刀片（用于传动轴硬态切削）的试验中，BC2010刀片能够提高230%的工具寿命。此外，当BC2010用于恒速万向节切削的时候（加工过程中会有断续切削），工具寿命可以提高150%。有了这些优点，用户可以提高材料单个操作战略的生产力优势，可以超过45HRc，因此可以消除研磨和EDM加工。实际上， CBN据说可以超过55HRc，成为有效代替传统研磨工艺的唯一切削工具。那么，将CBN的应用延伸到微内径钻杆上会怎样？Sumitomo公司的BSME和SEXC系列就是为直径为2.5mm硬化材料而设计的。在最近的试验中，公司再加固汽车组件中采用了7.1mm孔径的精镗，而且使用乳状冷却剂。在使用Sumitomo公司SEXC可转位刀片材料BN2000之后，每个拐角生产零部件的数量增加了400%，达到2,700个。切削速度为156m/min（7,000rpm），给料速度达到0.03mm/rev，切削深度达到0.1mm。24-7加工工具除了生产加工之外，对夹具制造方面，正确的切削刀具应用也是很重要的。这一点在英国转包商Formagrind身上可见一斑。公司最近获得的汽车部门订单非常可观，之后公司投资建设两个Hurco VMX30Mi加工中心，以及Mitsubishi Materials出品的工具创新方案。执行董事Mike Couser说，“订单超过100个复合钛夹具，每个都包括托加底座和相应的顶板，在生产和装配加工过程中夹住电子PCB装配件。”“首先，我们需要两个全新VMC，获得较高加工生产力；其次，我们需要稳定的夜班生产。Mitsubishi为我们提供实质碳化端铣刀之后，一切迎刃而解。”底盘和相应顶板覆盖组件在夹住汽车电子装配件时，最初需要105个底盘和160个顶板。加工一个底盘需要14个小时，而每个顶板需要1小时50分钟。Formagrind意识到，要每天24小时、1周7天连续操作Hurco VMX30Mi机器2个月。无人夜班生产的关键因素就是切削工具。Formagrind开发了一个家具，可以同时夹住两个300mm x 200mm x 9.5mm底盘。二级钛板首次采用Mitsubishi直径8mm的实质碳化物4槽VQ系列端铣刀，切削深度为4.5mm，跨度为1.2mm，给料速度为1400mm/min。经过近2小时不间断加工后，加工剩下的机械就采用8mm工具，以及4mm和3mm直径VQ端铣刀。一旦完成表面加工和细节加工，Formagrind就使用直径2mm, 3.5mm和4mm的VQ端铣刀，进行挖槽粗加工和精加工，在加工之前已经进行了喷水器切削，以减少加工时间。对微小的细节加工方面，采用0.5mm直径MS2-SLB端铣刀。顶面两部分的加工时间限定在9小时，对工具寿命非常重要。"对我们而言，自信地无人延时操作非常重要…为了这个目标，我们在没对底盘加工完成之后就会更换工具，尽管在加工14小时之后很难注意到" - Mike John, Formagrind厂间经理Mike John说，“我们在启动项目之处就咨询了Mitsubishi，他们建议VQ端铣刀，完成大部分底盘操作。对我们来说，自信地无人延时操作非常重要。我们无法承担加工中间的工具中断，这会损毁零部件，对工具之后的操作也会有影响。为了这个目标，我们在没对底盘加工完成之后就会更换工具，尽管在加工14小时之后很难注意到。”在较小的上卫板夹具方面，Formagrind创造的夹具启动一次能够加工10个上卫板。在加工上卫板时，第一阶段采用6mm直径VQ系列端铣刀，切削深度为4.5mm。之后又采用3mm, 3.5mm以及4mm直径VQ端铣刀，进行其他加工和凹坑铣削。在精加工和细节加工上，采用2mm直径VFH长颈系列，其变螺距螺旋半径为0.5mm。在这个过程中，3.5mmVQ端铣刀运作时间为55分钟，在整个项目中不进行更换，工具寿命为550分钟。此外，6mm粗铣刀能够完成4.5mm深度加工 — 即使在测试参数上，也能维持20小时将。逐渐掌握模具铸造 Hyfore ...
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ArticleEdging out inefficiencies
Tooling innovations matched with supplier partnerships are proving critical to competitive gain at automotive machine shops the world overFord’s Bridgend engine plant in the UK, which produces over 750,000 petrol engines a year, has engaged in a cutting-tool partnership with Mapal to help the factory to hit its SPC targets ...