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  • 长度30米的GV3滚轮导轨运用在火车车厢的焊接

    又长、又难、又脏:一个复杂设置的线性滚轮导轨系统

    Spie GmbH是德国一家领先的火车制造商,负责机械维修、保养和翻新。他们面临着一个棘手的问题:有一套旧的DUO焊接系统,它坏着的时候比好着的时候要多,令公司头痛不已。
    “我们几乎每周都要拜访客户,两个人不得不两班倒甚至三班倒来对焊接机进行维护。这对我们来说在经济上不可行,对我们的客户来说是也一个巨大的问题,因为这些故障意味着机器经常处于停顿状态,会极大地影响到工厂的其他下游流程。” 分公司副经理冈特•贝克尔(GünterBecker)解释说。
    这个焊接系统体型巨大,长30米,宽10米,在两台焊接机上各安装了四个机器人,两个在下面,两个在上面。机器人以缓慢、恒定速度运动,将长达28米的铝制组件焊接到车厢的外壳上。机器人安装在单个机架驱动的托架上,每个托架由一个电动机驱动,在两条滚轮导轨上运行。

    维修?是的,停顿?不行

    “我们一直在寻找这样一种线性滚轮导轨系统:它可以在非常肮脏的环境下、在恒定的负载下、在非同寻常的长轨道上运行。我们需要一个可以安装在现有计算机上的长期解决方案。”
    贝克尔说:“我们在机器上面临的问题是多方面的。”“从构造的角度来看,最大的困难是现有的这套90年代的焊接系统在建造时没有足够的驱动和滚轮导轨系统,不适用于重负载或如此肮脏的工作环境运行。现有的导轨系统早已经安装在铣得不那么完全平坦的表面上。另外,由于载荷重,导轨已经严重磨损。”这不仅导致了驱动电机经常出现故障,而且接缝也不整齐。此外,每个焊接机器人的导向块中都出现了灰尘颗粒进入循环球轴承的情况,这也是此类环境中的常见问题,加速的磨损也导致了电动机的频繁阻塞。

    海普克的GV3系统

    “对于我们来说问题就来了,即:如何在无需更换整个机器的情况下得到一个运行平稳且可靠的焊接系统。这往往会产生极高的成本,有可能在200万欧元左右,并且停产时间也因此延长。”因此我们需要有这样一种线性滚轮导轨系统:它可以在非常肮脏的环境下、在极端且恒定的负载下工作,它要有较长的滚轮导轨长度,它要有最少的维护,并且可以在不中断生产的情况下将它其安装在现有机器上(一项特殊的挑战)。
    这恰恰是海普克可以发挥作用的地方:贝克尔之前曾在一家专业的机器制造商那里工作,因此对英国线性滚轮导轨系统制造商也非常熟悉。“我们的计划是将现有滚轮导轨系统与一个更合适的新系统进行一对一替换。”贝克尔在该项目上工作了四个多月,以确保一切正常运行,这样他就可以说服他的经理和客户该项目的可行性和获利能力。“由于这个应用程序有非常特殊的要求,因此只有海普克进入了我们的考量。据我所知,海普克是唯一一家可以提供这种灵活性的公司,既可以适应不同尺寸和长度,同时又能应对焊接机器人的机械应力和载荷。”这位熟练的机械工程师解释说。所有导轨,包括SPIE指定的滑座和轴承,均来自海普克成熟的GV3滚轮导轨系统。新设计中使用了大约500m的单边滑块;每个组件的上滑块均配有齿条,以通过电动小齿轮驱动滑座。滑座上使用了一体的双列轴承。“一体式设计可确保没有灰尘进入轴承。V型导轨的原理还确保当轴承沿着滑动件移动时,污垢颗粒会从运行表面带走。”这些轴承具有很高的承载能力,尤其是在径向方向上。在这种情况下,这一点尤为重要,因为焊接机器人和滑座的重量约为220公斤。”
    “我们与海普克德国办事处的技术销售团队紧密合作,他们对解决这一挑战和确保系统的使用寿命非常有帮助。”同样重要的是,不用怎么费劲就可以手动重新调整轴承,以便消除由于持续高负荷而产生的磨损。借助偏心调节装置,海普克的V型导轨系统可以快速轻松地进行调节,消除发生的任何游隙。
    SPIE团队在生产进行的同时要对机器进行更新,这是很繁琐的一项工作。每当不使用焊接机器人时,都要进行机器更新。“你必须拆卸旧的导轨、彻底清洁安装表面,以便可以钻出5500个新的孔来安装新的导轨系统,这一切都要手工完成!海普克的滑轨最大长度为4米,由于易于连接,全长可达30m。每条滚轮导轨的对齐特别重要,它可以确保齿与齿之间的良好连接以及滑座在轨道中每一节上的平稳移动。借助莱卡激光跟踪仪进行测量,我们能够以小于50微米/滑块的偏差准确地对准导轨。这就意味着系统完全不会有故障!”贝克尔自豪地解释说,他与他的团队一起对机器进行了五个月的大修。
    肯定是很多工作要做,但是投资很快就得到了回报:焊接机器人的无故障运行便是SPIE客户的主要标准之一,还可以在不停机的情况下对机器进行更新,从而无需购买新的机器来替换。Becker补充说:“当然,我们不仅从海普克获得了高质量的产品,而且以合理的价格购买了这些部件,真的非常好。




     

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