德國(guó)諾德獨(dú)特的雙層組合夾持解決方案

加工批量小、工件易變形、精度要求高：實(shí)現(xiàn)高效的外殼組件加工，不僅需要專(zhuān)業(yè)人員，更需要合適的技術(shù)方案。位于加德布施的 Fertigungstechnik NORD 公司采用了結(jié)合磁力夾持和零點(diǎn)快換兩項(xiàng)技術(shù)的組合式夾持解決方案，在機(jī)加工和機(jī)器人去毛刺作業(yè)中，獲得了優(yōu)異的加工效果和高效的工作流程，最大程度減少了設(shè)備的閑置時(shí)間。

追求更智能的夾持方案
德國(guó)諾德集團(tuán)的子公司 Fertigungstechnik NORD 主要生產(chǎn)電機(jī)外殼組件。該公司負(fù)責(zé)人認(rèn)為周期時(shí)間和作業(yè)空間是限制生產(chǎn)率的最關(guān)鍵因素，并預(yù)先采取了積極的應(yīng)對(duì)措施：利用托盤(pán)快換系統(tǒng)達(dá)到了高度自動(dòng)化水平。
但對(duì)于公司負(fù)責(zé)編程和工藝優(yōu)化的 Michael Hintze 而言，尚未實(shí)現(xiàn)他的理想目標(biāo)。在加工外殼組件時(shí)，他一直在尋找能使 OP10 和 OP20 共用一個(gè)托盤(pán)的高效夾持方案。這樣，在無(wú)工人值守的班次中，工件無(wú)需在等待 10 分鐘后才被手動(dòng)更換到 OP20 上。



雄克雙層組合夾持方案，OP10 和 OP20 集成在一個(gè)托盤(pán)上。

緊湊的雙層夾持系統(tǒng)
針對(duì) NORD 公司的這一需求，雄克提出了一套特別的解決方案 — 專(zhuān)門(mén)定制的雙層夾持系統(tǒng)：下層配備 SCHUNK MAGNOS 方形磁極吸盤(pán) MFR 02-070 (920 mm x 650 mm x 86 mm)，上層配備四個(gè)SCHUNK VERO-S NSE-plus 138 快換模塊，可直接夾持工件。

在 OP10 中， 電磁吸盤(pán)上的浮動(dòng)導(dǎo)磁塊可以補(bǔ)償鑄鐵件不均勻的夾持面，避免工件變形。工件先放置在三個(gè)固定磁極上，通過(guò)按鈕通電啟動(dòng)電磁吸盤(pán)。數(shù)秒內(nèi)，其余的浮動(dòng)導(dǎo)磁快 (7mm) 會(huì)快速適應(yīng)工件輪廓完成夾持過(guò)程。多點(diǎn)接觸鑄鐵件的大面積夾持方式可以減少震動(dòng)，保護(hù)機(jī)床主軸和刀具刃口。



OP10：齒輪箱由雄克 MAGNOS 電磁吸盤(pán)夾持，不會(huì)發(fā)生變形。

工件直接夾持實(shí)現(xiàn)靈活加工
在 OP20 中，在下層加工完成的零件通過(guò)加長(zhǎng)定位銷(xiāo)夾緊在上層的 VERO-S NSE-plus 138 模塊中?？鞊Q模塊嵌在上層結(jié)構(gòu)的底板上。在加長(zhǎng)定位銷(xiāo)的輔助下，被直接夾持的工件可從五面實(shí)現(xiàn)無(wú)干擾自由加工，使四軸加工中心使用最大化。



雄克 VERO-S 快換夾持系統(tǒng)更換工件只需幾秒。
憑借該解決方案，NORD 公司利用了機(jī)床的全部加工行程。理想情況下，每次夾持都會(huì)取出一個(gè)加工完成的工件，再放入一個(gè)新工件。所有操作在一個(gè)托盤(pán)中完成， OP10 和 OP20 之間無(wú)需切換。



OP20：粗削和精銑時(shí)，雙層夾持系統(tǒng)具有高穩(wěn)定性和剛性。

平行加工減少切換時(shí)間
雙層夾持系統(tǒng)共有三種組合應(yīng)用方式：僅OP10、僅OP20以及兩層同時(shí)使用。Hintze 先生和他的團(tuán)隊(duì)會(huì)選擇上下層同時(shí)進(jìn)行。例如，逐一對(duì)上下兩層的工件底部通孔，這樣可以縮短加工路徑，減少刀具更換。對(duì)于需要多次換刀的特殊零件，可減少重新設(shè)置機(jī)床的次數(shù)。在 NORD，組合式夾持系統(tǒng)還與托盤(pán)庫(kù)相連，進(jìn)行機(jī)器人去毛刺操作。



除了用于加工中心，該夾持方案還用于機(jī)器人去毛刺。

為簡(jiǎn)化工件更換，組合方案的上層有一個(gè)凹口，方便使用吊具更換工件，經(jīng)計(jì)算這一凹口不會(huì)影響夾持方案的穩(wěn)定性。Hintze 先生對(duì)加工結(jié)果很滿(mǎn)意：“夾持很穩(wěn)定，測(cè)量數(shù)據(jù)很好，底孔內(nèi)或銑削加工中都沒(méi)有振紋。”



借助上層夾持面的凹口，可使用吊具輕松地將工件從電磁吸盤(pán)上取出或放置。

時(shí)間和成本雙效益
總體而言，雄克的雙層組合夾持系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)明顯：

1過(guò)去，通常需要5-6個(gè)夾持設(shè)備應(yīng)對(duì)多品種加工需求。現(xiàn)在，一個(gè)雙層夾持方案即可滿(mǎn)足。降低了設(shè)備成本以及空間需求。
2每個(gè)工件成本可達(dá)數(shù)千歐元，低變形夾持和穩(wěn)定的加工解決了工件損耗問(wèn)題。
3從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，如需要更換刀具配置，夾持方案只需少量調(diào)整，因?yàn)楦?dòng)導(dǎo)磁塊可以適應(yīng)工件表面。即使雙層夾持方案不再滿(mǎn)足需求，也可將電磁吸盤(pán)和快換模塊改造后單獨(dú)使用。

該項(xiàng)目在具體的實(shí)施過(guò)程中，雄克專(zhuān)家 Tim Janke 先生為 Michael Hintze 先生和他團(tuán)隊(duì)提供了該系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念上的支持及實(shí)際操作建議。



雄克磁性?shī)A持技術(shù)專(zhuān)家 Tim Janke（左）和 Michael Hintze（右）

加德布施的 Fertigungstechnik NORD 公司
Fertigungstechnik NORD 是諾德傳動(dòng)集團(tuán)的下屬公司，有 190 名員工，生產(chǎn)用于各類(lèi)諾德齒輪箱的一體成型外殼、軸、輪齒和螺旋輸送器。諾德傳動(dòng)有 3600 名員工，是全球傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先服務(wù)供應(yīng)商，生產(chǎn)扭矩范圍在 10 Nm 至 250 kNm 的各類(lèi)傳動(dòng)系統(tǒng)，可提供 0.12 至 1000 kW 的電機(jī)，并開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)高達(dá) 160kW 的驅(qū)動(dòng)電子組件。