更精确，更快的设置模具磨床

在罐头制造业中，模具的质量可以直接影响生产质量和生产率。模具研磨到超精确的公差将持续更长时间，并产生更少的撕裂，在成型过程中，罐头实际上撕裂或撕裂。

为了满足对更精确，更持久的模具的需求，明尼苏达州明尼阿波利斯的Pride工程公司开发了30型空气轴承磨床，这是一种五轴空气轴承硬质合金模具磨床，为磨削精度，易用性和快速，高效的磨床设置和更换设定了新标准。

对于罐头制造商来说，这是一种可以显著提高制造和工具室效率的工具类型。为了帮助实现这些目标，Pride Engineering使用博世力士乐IndraMotion MTX CNC控制器和驱动平台构建了Model 30。

精确到“死”

Pride Engineering是为两件式罐行业提供设备的领先制造商之一，如空气轴承磨床。该公司服务于北美、南美、亚洲和欧洲的罐头制造商。

30型是Pride工程公司最先进的产品之一，旨在满足罐制造商对更快的模具生产、更短的安装时间和更高效的工具室操作的日益增长的需求。

集成的运动和逻辑支持30型“骄傲触摸”控制功能。资料来源:博世力士乐

罐头制造业是一个高通量行业，其条件对生产机器和工具的要求相当苛刻。铝或钢“杯”从金属薄板中抽出，然后通过一组被称为“工具包”的碳化钨模具在极高压下“熨烫”成最终形状。典型的生产速度从每分钟400到600罐不等。

模具的圆度、内径或其他规格的微小缺陷会导致过度摩擦和不均匀磨损，这可能导致罐头的形状或直径超出公差，或导致所谓的“撕裂”问题。模具可用于四至五天的24小时生产，然后再进行磨削。

以前版本的磨床使用手动设置和转换程序。在开始磨削之前，操作人员必须小心地将模具居中并找到“零点”。在Model 30的开发过程中，Pride的工程师得出结论，他们需要一种新的CNC控制器来达到他们的精度、可靠性和易用性的目标水平。与当地力士乐经销商Motion Tech Automation合作，Pride选择使用力士乐IndraMotion MTX运动系统。

该系统是一种用于磨削和成形操作的数控机床。它包含了为机床自动化优化的所有组件——驱动器、控制器、操作软件和强大的工程框架。

控制器支持多达64个运动轴和12个独立的CNC通道。它通过较短的CNC周期时间和最短的PLC程序处理时间来提高机床性能，帮助刀具制造商实现可靠的高速加工，并减少非生产性的设置和转换时间。它还使用具有标准接口(如Profibus、SERCOS和以太网)的开放架构。

Pride的Model 30还采用了力士乐的IndraDrive智能驱动器系列，提供基于驱动器的精密环路闭合和补偿功能，以及符合IEC 61131-3标准的集成运动和逻辑等可选功能。

30型模具的研磨精度可达15微英寸。38毫米)总指示跳动。在磨削过程中，模具被固定在工作头中，可以在三个轴上旋转，同时以精确定义的速度对单独的磨削工作头旋转模具。旋转工作头，它研磨所需的不同角度，以实现每个模具的精确规格。工作头必须定位与千分尺精度的枢轴点，以控制切割的轮廓。

操作员填写空白区域，MTX控制器定位正确的轴心点，并将模具研磨到规格。资料来源:博世力士乐

更快，更简单，更精确

随着模具直径或其他规格的变化，MTX自动重新定位磨削枢轴点的尖端精度。模具的自动推进或进给可以在一微米增量。

该接口缩短了模具周转时间。从机器设置到模具更换，该平台提供了一个快速，自动化，菜单驱动的过程，使刀具操作员能够处理各种任务。

使用系统的12英寸人机界面(HMI)，操作员选择要运行的模具，并输入模具球、地宽和环厚等规格。Pride使用力士乐的WinStudio可视化软件开发了定制的HMI屏幕。

接下来，操作人员装入模具并选择“循环开始”按钮开始操作。控制器自动移动x轴和y轴到正确的位置，在整个模具磨削过程中保持精确的枢轴点。

在早期的机器上，通常需要两到三分钟来设置卡盘上的模具和找到z设在零。Pride Touch是一项利用分布式架构的关键功能，使磨床能够在大约15秒内自动找到零点并开始磨削周期。

的z轴以更快的进给速度移动砂轮，直到找到模具，最大限度地减少非磨削时间。一旦砂轮接触模具，高速输入信号控制器开始磨削周期。由定制的基于驱动的PLC技术功能控制，该过程利用了更快的更新时间，更快，更精确的测量砂轮扭矩。

研磨循环自动运行，不需要操作员监督工具。当它完成时，闪烁的灯告诉操作员返回机器。

阿林说:“磨床只有在研磨的时候才有利可图，而不是在定位的时候。”“准备的时间越少，制作的时间就越多。”

改进轮廓控制

Model 30上的运动平台还包括力士乐IndraDyn S MSK电机x，y而且z直线运动轴，滚珠丝杠，运动平稳，可靠，精确。此外，工具的旋转轴采用高性能扭矩电机，控制地面半径的精度。

无框扭矩电机直接驱动30型的转子，以获得高度精确的半径。资料来源:博世力士乐

扭矩电机直接为转轴提供动力，没有齿轮，联轴器或关节，从而消除了机械元素，以帮助确保极其平稳的旋转和控制。

“控制重拉模具的半径是至关重要的，”阿林说。“无框扭矩电机提供了最精确的半径，重复精度为

Rexam PLC是全球领先的饮料罐制造商，每年为欧洲、美国和南美生产超过540亿罐饮料罐。在该公司位于英国白金汉郡的诺斯菲尔德工厂，模具磨削系统升级为Pride Model 30。

这家工厂有三条铝罐生产线，日产量超过500万罐。在这样的生产水平上，工厂的机床车间平均每天需要磨20个新模具。

根据模磨操作员Keith Berryman的说法，Model 30提高了模磨生产率，以及模具的质量和工作寿命。目前，Northfield工厂已经生产了创纪录数量的罐头，但他们的工具使用率已经下降了。

Berryman说道:“在此之前，我们每天必须刷30个或更多的骰子。“现在，我们每天的死亡人数不到20人。由于机器研磨的每个模具都完全相同，而且每个模具都更接近规格，因此模具寿命更长。”

他继续说道:“在过去，我可能需要刷两三个骰子才能得到一个好的骰子。”“有了这台机器，我知道一旦我设置了研磨参数，它就会保持我想要的尺寸。我对这台机器的准确性以及它给我执行其他任务的时间印象深刻，因为它把一切都磨得很真实。”

Berryman说，在Rexam开始使用Model 30之前，Northfield的模具磨削是手工操作。每当他需要离开去处理其他工作时，就会停止研磨，直到他回来。现在他的工作效率高多了。

“30型是一种空气轴承磨床，它是自定心的。在开始的时候，没有对模具进行计时或校准，”他说，“它会在大约6分钟内自动研磨模具。与过去相比，这是一个很大的进步。”

由于模具磨削现在是自动化的，Berryman可以远离机器，处理其他任务，而不必中断和减缓模具磨削过程。

作者信息

Karl Rapp是博世力士乐电气传动与控制部门的机床部门经理。与他联络:karl.rapp@boschrexroth-us.com．

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