使生命周期成本實現了最小化
發動機和變速器的復雜金屬零件通常在傳送線中生產,從一臺專門完成特定加工步驟(車削、銑削、研磨等)的機床傳送到下一個剛性制造周期。只有在零件產量足夠大并且不進行任何改動的情況下生產,才會降低這些生產線的巨額成本。這些生產線對空間的要求很高,而通過各個工作站傳送零件會限制準確性。另一方面,由于系統固有閑置時間,萬能加工中心一般達不到要求的高生產力水平,并且主軸配置需要處理各種加工作業,因此會降低精確度。
ANGER MACHINING GmbH(ANGER)傳送中心結合了傳送線和加工中心的優點。在公司1984年發明的機床概念中,不是主軸移向零件,而是零件移向很多主軸,并且根據每個主軸執行的具體任務對其進行了優化。主軸安裝在零件組里面,因此可以同時執行多個加工步驟。這樣優化之后,加之零件只在一臺機床里面移動,速度更快,從而大幅縮短了周期時間。由于空間集中,傳送中心可以取代兩到八個傳統加工中心,從而把機床占地面積、能耗以及維護減少到最低程度,縮短了周期時間。因此,這一革命性機床概念在全球汽車行業廣泛采用。
生產力與靈活性的完美結合
ANGER MACHINING總經理Dietmar Bahn表示,“創新周期越來越短,最終產品個性化要求越來越高,從而減少了數量,縮短了零件的生產周期。這使企業在投資新設備 – 尤其是汽車行業新設備 – 時面臨巨大挑戰。”
認識到這一點之后,ANGER為中大批量制造設計了一系列新的靈活傳送中心。一家日本公司訂購了兩個ANGER HCX傳送中心,用于加工閥體。這些機床的多主軸頭和磚塔旋轉頭不直接安裝在機框上,而是安裝在可更換的載體模塊上面。由于既不降低精度,又不降低加工速度,因此這個構造加上一個自動換刀裝置和一個零點夾緊系統將成功傳送中心技術與投資保護最大化理念結合起來,在加工新零件時更容易重新配置機床。
仿真與現實
ANGER MACHINING技術與研發部門主管Roland Haas表示,“當我們在2007年向市場推出當前使用的HCX傳送中心系列時,我們在傳送控制技術方面處于領導地位。零件像閃電一樣快速移動,與100個刀尖之間只有幾分之一毫米的距離,并且有大量平行加工作業,因此必需進行全面的虛擬三維過程仿真,這不僅僅是為了防止發生干涉。”
數據一致性是軟件選擇的決定因素
機床的非傳統架構,將計算機輔助設計(CAD)數據直接導入仿真,無需進行自定義編程。很多年以來,ANGER一直采用產品生命周期管理(PLM)專家Siemens PLM Software公司提供的Solid Edge® 軟件 設計機床。
Haas回憶說,“由于完整的數據一致性對我們來說很重要,并且像我們這樣一個以長期投資資產為基礎的企業,一個經得起時間考驗并且有制造商提供可靠支持的系統會起到決定性作用,因此Siemens PLM Software公司提供的NX計算機輔助制造軟件在與另外五個系統的競爭中脫穎而出。軟件提供商的支持一直延伸到根據我們的規格設計機床運動構造。在進行全面生成仿真時,我們只需要將合同專用零件從Solid Edge添加到基本虛擬機床即可。”
實時仿真減少了切換和重新配置時間
通過全面仿真生產過程,用戶能夠開發高效制造過程,生成帶自動干涉檢測功能的優化數控(NC)程序。NX既用于過程工程,又用于車間機床編程。此外,在概念階段銷售部門還用NX來提供會滿足要求功能的證據。
由于集成了三維設計模型,工作流管理一致性強,為產品和過程決策以及快速得到規劃和計算結果提供了最優基礎。在HCX系列,ANGER用全面機床仿真將設計成本減少了20%,并且把合同平均前置時間縮短了30%。
從設計到軸的一致性
通過將三維設計模型用作輸入,NX CAM允許ANGER工程師快速生成NC程序,高效加工這些零件。通過用NX CAM進行集成機床仿真,實現車間無錯加工。ANGER設計工程師Markus Schürz表示,“在對采用創新技術進行切換和換刀操作的ANGER FLXBL機床進行編程時,NX CAM先進的機床仿真功能在保證編程可靠性方面起到至關重要的作用。為了控制高復雜度,ANGER機床安裝了SINUMERIK 840D sl計算機數字控制裝置和SIMOTION驅動技術 – 用NX CAM生成的程序,從而保證從設計到每個單軸的數據完全一致。
Haas表示,“通過用Siemens PLM Software公司提供的NX CAM對加工工程進行全面仿真,我們提高了效率和過程可靠性,從而顯著提升了競爭力。”
Teamcenter – 朝數字工廠邁出的重要一步
掌控復雜度也是促使ANGER MACHINING在公司范圍內安裝Siemens PLM Software提供的Teamcenter® 軟件的目的之一。Haas表示,“對我們而言,采用Teamcenter代表我們朝數字工廠邁出了重要一步。該軟件讓我們清楚地看到了機床和生產過程內部以及之間的連接,為我們描繪了一條完整的數字價值鏈。為了降低有形的復雜度,提高正確決策的速度,我們將Teamcenter與我們最重要的軟件工具(從企業資源規劃(ERP)系統到Solid Edge CAD軟件)連接起來。Teamcenter幫助我們描繪了一條完整的數字價值鏈。
Schürz表示,“比如,我們將物料清單從Solid Edge傳輸到制造過程規劃系統,間隔數據隔離,以便能夠更好地滿足生產需要,然后再傳輸到采購。最后,自定義設計和商業訂單處理工作實現了完美同步。”
現在大概有30個用戶用Teamcenter,根據有效的共用數據編寫建議書、文件以及車間任務,因此大幅減少了以前花在搜索驗證文件以及滿足不斷增加的文件需求方面的時間和精力。
第一個Teamcenter項目提前完成
Teamcenter不僅為ANGER提供了一個簡單、一致的方法來跟蹤哪些零件用在哪些機器里面,而且還推薦現有零件和裝配,幫助公司大幅提高了共用零件的使用率。
Schürz 表示,“在引進Teamcenter時,我們必須檢查數據并且以不習慣的方法對其進行重排。不過我們的付出得到了豐厚的匯報 - 我們的第一個Teamcenter項目 – 用于對自動變速器閥體進行多重加工的HCX傳送中心 – 的實際完成時間比計劃提前了很多。”
Haas表示,“集中管理數據是未來全球網絡系統的基石。對我們而言,廣泛采用Siemens PLM Software公司的標準具有重要意義,因為這些標準已經被我們公司汽車行業客戶視為最新標準。除了軟件的技術特性外,這一成功主要歸功于Siemens PLM Software公司銷售合作方ACAM Systemautomation GmbH在解決問題方面豐富的專業知識。”
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