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MAG携带惠乐喜乐NBH家族第三代新品——NBH 1000亮相CIMT2013

  北京, 2013年4月23日- 自四十多年前首台惠乐喜乐数控加工中心nb-h 70(图片1)问世以来,传奇始终在不断继续,相继推出 nb-h 90 到 nb-h 260系列, 如今MAG已可提供托盘尺寸从500 x 500 mm 到 1,000 x 1,250 mm 的全系列卧式加工中心。在设计、性能及控制方面,这全部8种NBH机型及其众多定制选项已经处于世界尖端技术水平。经过四十多年的市场考验,NBH已经成为强大的机床设计、高性能的生产加工及持久耐用的产品典范!

四十多年来,从nb-h 70到NBH 1000,始终使用穿孔纸带记录编程数据,如今开始使用现代、强大的CNC控制系统Siemens SINUMERIK 840D sl

 

  该新产品在MAG位于德国Mosbach的工厂生产,现代化及创新的生产模式,是该厂成功在两个平台上生产NBH系列机床的关键。从NBH 500到NBH 630,机床均在一条流水线上组装(图2),生产高效且经济。因尺寸不同,大的NBH机型则采用精益生产模式,即所有材料只在需要的时候,按需要的量进行提供,按次序组装机床(图3)。所有NBH机型均基于坐标镗床原理设计,这意味着工件在Z轴方向运动,这与精密镗床方式相同。

图2: 对于尺寸达到NBH 630的所有机型,均快捷、经济的在生产流水线上完成装配

图3: 在顺序箱中完成NBH 1000装配

 

铸铁床身 及强壮的导轨系统,确保长期精度

  高加强筋肋,带高阻尼减震性的一体式铸造床身,成为可靠加工的基础。强壮的导轨系统强化了这一优势,进一步提高了MAG惠乐喜乐产品的加工质量。所有线性轴均配有大间距导轨,这些预紧的、无反向间隙线性导轨单元,导轨间距宽,无反向间隙(图4),确保了高刚性及高承载力。同时可提供高动态快移速度及避免爬行现象,从而确保高定位精度及圆周度。这些重要部件均采用稳定、可靠的产品,使用寿命长,这将会有助于降低NBH机床的生命周期成本,而在做投资决定时,生命周期成本具有非常重要的意义。所有NBH机床均在导轨上集成了空间编码直接定位测量系统,当然也可选配绝对光栅尺。另一值得一提的优势是快速、可靠的排屑,我们为NBH 800/NBH 1000系列机床设计了4个集成在床身上的切屑槽(图片5),优化了切屑处理,从而使得在大切削量加工时,排屑也变得轻而易举。为了优化用户的安装条件,可采用前端和后端排屑,实现了车间规划的最大灵活性.

图4: 超大导轨间距(NBH 1000,X轴导轨间距1000 mm,Z轴间距1200 mm)是NBH加工中心高稳定性的关键

图5: 大量切屑被安全快速的排出NBH加工中心

智能驱动

  如今,现代化高性能机床均配有数字轴驱动。完全位置控制结合辅助支撑及故障诊断功能,从CNC传送到驱动。在NBH系列里,免维护、无刷、数字控制三相伺服电机已经采用完全封闭式设计。总之,动力通过星形耦合器直接传导至精密滚珠丝杠主轴上。这些星形耦合器采用特殊的塑料材料制成,以更好的实现减震及降噪功能。

  谈到加速度这一方面,NBH系列加工中心始终是最优秀的。结合专用选项包及滚珠丝杠驱动反应结构,最大加速度可达10 m/s2 。

 

图6: 在一台NBH 1000上,通过数字控制三相伺服电机直接驱动进给轴(X轴)图7: 安装在NBH 1000上的新兴转台配直接驱动(扭矩电机)

 

扭矩驱动转台,实现更好的动态性

  最先进的技术已经被应用到NBH系列转台上,过去通过蜗杆驱动Hirth及转台的日子已经一去不复返,未来属于具有高加速度及动态性的扭矩直接驱动转台(photo 7)。绝对编码器确保精密定位及更好的重复定位精度。因为引用的参考位置始终是已知的,在生产开始或急停后,不再需要任何的耗时参考。可维护性也成为这一新兴转台驱动的一大优势,与传统的蜗杆或锥形齿轮驱动相比,这种驱动模式可以省去油润滑。直接驱动可绝对消除反向间隙,这意味着无磨损。因磨损导致的油润滑及重复调整已经不再需要。 全系列产品尽量采用相同零部件,这使得备件供应变得始终可控。

  由于夹持力高且显著减少了定位时间,与传统驱动模式相比,扭矩转台的优势显而易见,从MAG使用的扭矩转台数量即可见一斑。

  通过两个位于转台上的导引螺栓预定位托盘。在夹紧托盘时,采用4锥销定位托盘,确保定位精度及高重复定位精度。托盘提起后,锥销被吹出并进行冲洗。

快速 180°托盘交换器

  最大托盘尺寸可达1000 x 1000 mm的快速180°回摆托盘交换器被广泛应用, 这可显著减少托盘交换时间,甚至在更大的机床上亦可确保这一优势。例如,与其前身NBH 290(配有线性托盘交换器)进行直观的比较,NBH 800托盘交换几乎要快一倍,NBH 290需用时39秒,而NBH 800用时20秒。

  托盘安装站可进行360°平稳旋转,这也使得采用复杂夹具完成加工变得可行。气动安装站可在每个90°方向上进行锁死从而完成夹具安装工作。

  安装站及工作台可配置2线或6线液压夹紧系统以实现自动驱动夹紧设备。可根据需要选择气动进给或液压进给。

图8: 快速180°托盘交换器,用于NBH 1000,每个转台最大承重3000 kg

由我们自己工厂生产的电主轴及齿轮主轴

  作为通用多面手,NBH系列可提供丰富的电主轴和齿轮主轴选择,具有多种主轴速度和扭矩选项,这使得任一NBH机床均可最佳的适用所需的加工任务。电主轴采用主轴箱设计,齿轮主轴采用管式结构,可以快捷方便的进行维修。

  对于轻型金属材料,电主轴运行-停止时间短,转速可高达16,000 rpm,因而加工效率最高,这已得到充分证实。对于重型切削,采用二级齿轮主轴。另外,对于经济加工钢及铸铁材料,齿轮主轴转速可达10,000 rpm,与加工铝材操作相结合同样可行。主轴采用4位双“O”形主轴承。这些极高刚性主轴结合直径高达100 mm的主轴承(亦可选择齿轮主轴配直径130 mm的主轴承),可确保高加工精度。
迷宫式密封设计,结合额外的空气净化装置,有效避免冷却液及灰尘侵入,从而确保长期、稳定的加工可靠性及长使用寿命。另一强大的竞争优势由非常纤细的可伸缩的主轴管实现。这种纤细设计使得复杂零件内部加工变得轻而易举(图9)。

图9: 纤细主轴管套在多数情况下均可深入夹具装置内,或进入工件内部加工

5轴联动加工

  针对采用一次装夹完成复杂零件加工、多面加工、钻削或不同角度的平面加工,以及其他要求很高的加工操作,如模具加工或航空航天业内的自由轮廓和复杂几何形状加工,NBH 630以上的机床均可配备摆动头(图10)。摆动范围从0°(卧式主轴位置)到225°(180°=立式主轴位置),NC转台可以通过无反向间隙的齿轮驱动。这种设计方式可以最大限度的提供定位扭矩及同步操作。另一重要因素是五轴精度。为此,热稳定机床成为必需。另外,还采用了冷却伺服电机、滚珠装配及冷却液温度控制等技术。

图10: 摆动头,用于五轴联动加工

 

  除了摆动头,NBH 800及以上机型均可提供可替换的摆动/旋转工作台(图11)。Z轴龙门架势结构完善了这一强大的理念。摆动/旋转工作台可与强大的HSK–A 100电主轴及齿轮主轴。根据工件频谱可以选择最合适的五轴原理。

图11: 所有NBH主轴均可毫无限制的与任意摆动/旋转工作台进行组合

 

模块化刀库满足任一生产需求

  无论NBH加工中心是用于小批量加工需求,还是用于大批量生产,始终有一款最合适的刀库以优化适应机床加工工艺(图12)。在此,这种解决方案从带有40个刀位的简单经济的拾取式盘式刀库,到盘式、链式及线性刀库,再到可一次换刀400把的惠乐喜乐匣式刀库。如果通过拾取模式未能直接将刀换到盘式刀库,可以通过由NC驱动的线性刀具处理装置完成快速并联刀具进给。实际刀具交换工艺由快速180°电机刀具交换器处理,在摆动过程中刀具被机械锁死。

图12: 盘式刀库,容量120把

  对于匣式刀库,前部刀匣可以通过一个合适的支架(图13)完成交换。在改型过程中,例如一个完全不同的工件系列,可以在几分钟内完成全部对应刀具与预置刀匣的完全替换。对于相应的较长的刀具操作时间情况,换刀可以在加工同时完成。

图13: 在加工过程中可以用几分钟就可完成一组50把刀的替换.

 

  通过刀具加载站,在加工过程中,单个刀具可以分别置于刀库,对于磨损的刀具,也可将相应的坏刀单独卸下。可伸缩的刀具抽屉也可作为选项用于刀具加载站(图14)。因此,在机床运行中,最多4把刀可以进行交换。实际刀具参数,长度可达600 mm(大的机型可达800 mm),刀具重量可达40 kg,针对广泛的工件范围可提供最大的柔性,同时为未来的生产需求提供必要的储备。

14: 通过刀匣可以在加工过程中完成最高14 把刀的更换

托盘存储系统显著提高生产率

  大容量匣式刀库同样是高效利用托盘存储系统的先决条件。通过与托盘存储系统相结合,NBH用户可以显著提高机床运行时间,降低单件成本,提高竞争优势,至少部分消除了人-机工作流程 (图 15)。机床可以在下班后、周末或无人值机的情况下正常运行。针对多机床分配、中断过程中的生产连续、以及无人值守生产,所有的NBH加工中心可配备 多托盘存储系统、 线性托盘容器、 线性和多层托盘存储系统、 机器人和龙门架上料以组建柔性加工单元或柔性制造系统,甚至与其他工艺技术机床相组合。

15: 两级多托盘存储系统



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