铁路车轴制造改造
再制造和更新一台三级车床比购买一台新的现代化机器更有益。一切都已准备就绪;它只需要更新驱动器和液压系统。
总部位于威斯康辛州的欧洲机械专家最近重新制造了一个20世纪60年代的老式施耐德“三级”车床加工线在轨道和机车轴的生产工作。由于从液压示踪器到先进的计算机数控(CNC)，从直流主轴箱到同步交流驱动，从液压到交流伺服运动，最终用户的钢坯锤锻成品轴的生产得到了极大的改善。
根据Euro副总裁Karl Engelke的说法，“Standard Forged Products正在寻求显著的生产力提高，以使‘三级’系统恢复到原始设备制造商级别的周期时间，因为多年来一直在24小时进行重型加工。对于一个完全机械加工的车轴来说，从开始到结束，峰值工作性能最初大约需要4分钟的周期时间。多年来，由于大量的机械和电气问题，每轴的循环时间缩短了7分钟以上。因此，这条生产线需要全面检修和重新制造。
再制造
由于旧铁非常耐用，它是再制造的理想候选，包括关键的运动控制包，由三个cnc、每台车床上的电机和驱动器组成，外加一个PLC和HMI作为整条生产线的主。”他指出，在这三台机器上，都设计了直径4英寸的滚珠丝杠和推力超过44,000磅的轴承块，以取代原来的液压缸。该生产线需要完全重建所有的主轴箱和液压卡盘，更换大多数齿轮，轴和铁姆肯轴承。设计并集成了所有新的液压和润滑系统。其他改进包括双向雨刷系统和特殊金属片，以保护操作员和机器部件免受沉重芯片的伤害。整个项目总共需要11000多小时的劳动。
除了三个车床的重新制造，欧洲重新设计并提供了一个全新的架空龙门工件穿梭系统。该自动化系统已从液压操作转换为伺服操作，执行条形码扫描，并将初始原始锻造轴移动到粗加工车床“第一阶段”位置，用于左右轴颈断面加工。然后，它将工件依次转移到接下来的两个加工阶段，即中心断面粗加工“第二阶段”和精加工“第三阶段”。最后一步是将完成的工件转移和卸载到保持区。
车削线同步左头和右头150马力电机为第一阶段和第二阶段粗加工车床。粗切削在每个刀块上，多个高碳化物含量的大直径按钮头刀具以每转约0.200英寸的速度插入到锻件中，切割深度至少为0.5英寸。高碳工具允许极高的工具压力和抵抗高温，将热量放入芯片，而不是进入刀具。
挑战在于进一步优化切割过程，这要归功于来自主轴箱电机和新设计的大型滚珠丝杠、齿轮减速和伺服电机的惊人功率和扭矩，而不是旧的液压系统。由于轴是锤锻，表面是极难打破和机器与任何一致性;因此，刀具的稳定性和极其坚硬的机器部件对于工艺的完整性是绝对关键的。
在第二阶段，轴的中心部分进行机械加工，并进行整体第一精加工。第三阶段是最后的精加工，由一个75马力的主轴箱驱动工件。Engelke指出，在实际运行中，虽然客户对车轴表面光洁度的要求是250均方根(RMS)表面光洁度，但该生产线目前一直保持着124均方根(RMS)。在加工过程中的每一个工件都受到形式的压力表和轮廓仪读数的准确性。有趣的是，这条生产线每天生产两辆满载芯片的半挂车。
每个工作台的运动控制由一个集成了金属加工操作的CNC系统运行。每个站都有一个移动手持终端，便于安装和调试。
欧洲数控程序员和控制工程师Cary Ramthun表示，第一阶段的双通道(X, Z和U, W)切割路径需要更高水平的CNC来实现运动控制精度。他详细介绍了线路控制重建的其他挑战和解决方案。“我们面临的挑战是，在三个阶段中的每一个阶段都需要大量的功率和扭矩来执行加工操作，再加上架空龙门系统和其他材料搬运设备都需要精确集成。”
Ramthun说:“两家公司的程序员与我们一起完成了这个项目的最终解决方案。”他提到了CNC上独特的自适应控制功能，可以适应锤锻件上经常出现的圆度不全的情况。Profinet耦合器提供了新的CNC同步龙门和机器阶段的一系列“握手”，没有硬布线，只需要子网连接，再加上完全隔离的网络。[Profinet是PI北美的工业以太网协议。]
恩格尔克详细介绍了该项目所需的工程设计，同时也提出了相当大的挑战。“我们使用的是一家斯奈德公司上世纪60年代制造的机器，这家公司已经停产了。我们从CAD系统中的每个机器部件逆向工程开始。这样做使我们能够设计、设计和适应新的现代机械和伺服驱动解决方案，并为客户提供完整、非常详细的机器文档，如带有装配图的手册、备件清单、液压、润滑和电气系统原理图。”
Engelke表示，此次改造是自动化供应商、标准锻造产品公司和欧洲机械专家公司的合作成果。结果是一条比新的更好的生产线，这是通过使用新的现代运动控制和CNC技术，不同人才的合作以及大量老式的美国独创性而实现的。”
- John Meyer是西门子工业公司营销传播、数字工厂、运动控制、机床系统经理;由主编埃里克·艾斯勒编辑石油与天然气工程，eeissler@cfemedia.com．
关键概念
- 用新的自动化技术翻新旧技术是可行的。
- 与其他公司合作可以为解决工程难题提供更好的见解。
- 数控改造为旧机器带来了新的生命。
考虑一下这个
还有什么其他的重新设计的想法可以来自于与其他制造商在旧设备上的合作?
在线额外
西门子2015自动化峰会-用户大会将于周一晚上在拉斯维加斯开幕。了解更多关于活动的信息。
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