自动化系统提高催化转化器生产

eberpaecher N.A.成立于1865年，自1931年以来一直从事汽车排气业务，是世界上一些最著名的汽车品牌的催化转换器罐和完整的排气系统的一级供应商，包括克莱斯勒，道奇，吉普，庞蒂克，别克，雪佛兰和梅赛德斯-奔驰。这家总部位于德国的公司自2000年以来在美国和加拿大拥有运营设施，目前在密歇根州的布莱顿以及AL的塔斯卡卢萨和加拿大安大略省的布兰普顿生产产品。

当该组织想在布莱顿工厂增加一条新的催化转化器生产线时，Eberspaecher N.A.选择了一种有点非常规的工艺，选择安装激光焊接短管生产单元，而不是“传统的”管磨机。

该系统的核心是“Twinmaster”滚压成形和激光焊接生产系统，由密歇根州特洛伊市的Weil工程北美公司提供。Weil工程是德国Muellheim Weil工程有限公司的子公司，目前在北美有60多个管件成形和焊接系统在运行，其中大多数使用激光焊接应用。

完整的生产中心

Twinmaster在一台机器上结合了两个主要功能:滚压成形和焊接。二次工序，如坯料进料和焊后膨胀管完美圆度直接连接到Twinmaster，创建一个完整的生产中心。整个系统的控制功能由西门子提供，使用Sinumerik 840D进行计算机数控(CNC)和Simatic OP170操作面板进行对话功能。人机界面(HMI)由Weil Engineering在ProTool中配置，以满足该生产系统的独特性能要求。

该生产系统旨在满足广泛的产品和客户需求，包括:

• 管径为3英寸。到8英寸;

• 管长8英寸。到50英寸;

• 圆形或椭圆形管形;

• 壁厚0.020 ~ 0.080英寸;而且

• 温和和不锈钢。

为速度而生

该系统最引人注目的方面之一是它能够将灵活性与性能相结合，使用3.2 kW激光以每分钟4至5米的焊接速度每小时制造多达500个零件。

该系统从头开始设计，可实现连续操作和快速生产。两个转盘安装的钣金卸料机分别装载大约一个小时的生产材料，用于将坯料送入成型机。在转移过程中检查坯料是否为双片，一旦第一个卸料机为空，转盘将第二个卸料机移到合适的位置，第一个卸料机可以重新装入。这种方法确保了原料的不间断供应。

根据管的长度，多个坯(最多4个)可以在同一机器周期内滚成管。轧制后的管坯自动从滚轮转移到缝焊机，在那里使用Trumpf TLF 3200激光自动夹紧并对接焊接。Twinmaster系统也可使用钨惰性气体(TIG)焊接这一过程，Eberspaecher有一个每一个变化。然而，尽管TIG提供了较低的初始成本，但与基于激光的方法相比，它也产生了较慢的焊接速度。

一旦焊接过程完成，成品罐从模具中提取并转移到内联焊接退火系统，该系统将焊接区域加热到约。1000ter衬底，绝缘垫的厚度和用于转换罐的不锈钢材料的回弹。

在控制

这些操作的顺序，每个过程的准确时间和所有运动的控制都由西门子Sinumerik 840d控制器监控和操作。西门子CNC还监控激光束的位置、电源和开/关状态，以及所有传输机构和模具。Weil Engineering的服务经理Matthias Philipp表示:“CNC的开放式架构和强大功能使得轻松监控和控制所有这些功能成为可能。我们还在操作员面板上为CNC和PLC制作自己的HMI协议。西门子系统让这一切变得更加容易。”

在Twinmaster上，西门子CNC技术控制着8个旋转轴，在剥壳器和倒角装置上装有Simodrive 611U驱动包。另一个611U在扩展器和处理系统上操作四轴。所有CNC、PLC、HMI和驱动系统都通过Profibus进行通信，使机器制造商(如Weil Engineering)能够编写和适应一个CNC程序，以根据其设备的特定功能修改其控制。例如，在这种情况下，两个模拟输出被用于功率和排序，以控制激光的斜坡、开/关和其他参数。Twinmaster机器上的Trumpf激光器有一个恒定焦距的200毫米光学双焦镜。当材料厚度发生变化时，数控工装改变工件的位置。

高性能的机器

新生产系统的价值体现在它所带来的业务和生产力改进上。这种金属成型应用使催化转化器的产量提高了20%，提高了零件质量，加快了数据采集。

Eberspaecher的工程经理Anthony Mussarelli表示:“这些机器在我们对客户交付要求的响应能力方面有了显著改善。模具序列，客户驱动的设计变化的实施，以及我们各种最终产品形状和尺寸的整体连续生产，使我们满意。我们的员工从Weil Engineering和西门子获得的额外培训是一个额外的好处。”

作者信息

John Meyer是Siemens CNC的营销传播经理，您可以在以下地址与他联系SiemensMTBUMarCom.sea@siemens.com．

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