在服務年限已經超過30年的老舊設備上進行合理化改造也可能是值得的.一款1975年出廠的圓磨磨床加裝了一個自動化操作站,現在設備已經可以自動工作將近3h.機器人除了服務於裝載和卸載作業之外,還可用於內置的測量係統.

　　Unirobot是一種模塊化的機床自動化係統。機器人對外圓磨床進行裝載和卸載

　　在服務年限已經超過30年的老舊設備上進行合理化改造也可能是值得的。一款1975年出廠的圓磨磨床加裝了一個自動化操作站，現在設備已經可以自動工作將近3h。機器人除了服務於裝載和卸載作業之外，還可用於內置的測量係統。

　　設備通過采用機器人進行裝載和卸載作業，被視為是一種有效的合理化改造手段。但是，對一種於1975年出品的機床進行自動化改造是否值得？私營企業Lerchenmüller Systeme公司敢於進行這樣的嚐試並在FMB公司訂購了一台配備完善的自動化工作站設備。該設備將被用於Lidk?ping 4B型外圓磨床上。合理化改造的效果令人折服，這是因為該企業在此期間還為其新型的Mikrosa Kronos L660機床設備配備了一個Unirobot自動化工作站，從而達到無人操作、三班作業的滿負荷作業
，由此可以明顯加速對設備的大約700000歐元的投資回收。

　　圖1 Lerchenmüller Systeme公司Bernbeuren工廠關注於無心式磨削
、連貫性磨削、平磨和圓磨

　　擁有大量生產設備的Lerchenmüller Systeme家族公司關注於對100mm以下直徑和660mm以下長度的無中心式的磨削和連貫性的磨削作業（4m長度以下）以及平磨和圓磨。除了金屬工件之外，也可以精加工塑料
、鈦和玻璃工件。用戶來自各個行業，其年銷售量可以達到大約500萬件（圖1）。

　　機器人延長機床設備有效運行時間

　　用戶期待Lerchenmüller公司能夠達到良好的問題解決質量、很高的靈活性、嚴格的供貨期限、精細穩定的製造質量和較低的單件製造成本。因此，公司業務必須注重自身製造流程和成本結構的持續優化。　

　　圖2 穩定存取8~10個偏心軸的工件存取托盤是兩個Unirobot自動化工作站的顯著特征

　　shenshourenmenxiaidejishujiejuetujingbianshijichuangpeibeijiqiren，shixianzidonghua。jiqirensheyouyigekechucunmaopijianhechengpindechuku，keyixianzhutigaojichuangshebeideyouxiaoyunxingshijian。chenggongdezidonghuafanganyinggaiduichengbenhesuandailaijijideyingxiang。zaizhengchangdejingjitiaojianxia，juyoujingzhenglidegongjianchengbenkeyixiyinyonghudedingdan。

　　zaixinxingjichuangshebeishangshiyonggongjianbanyunzidonghuajishuyijingshuyuzhengchangshiqing
，erqiesuoyoudegongyingshangjunketigongxiangyingwanzhengdejishufangan，danshiduiyuxianyoudejiqishebeilaishuo，wentishixiangjiqirengongzuozhanjinxingtouzishifouzhide。FMB Maschinenbaugesellschaft公司的回答是，就自動化而言，並非是設備的新舊和設備的類型
，而是其技術狀況才是具有決定性影響的。

　　圖3 用於Motoman機器人的DX100型便攜式可編程裝置，具有緊湊、輕型、舒適的特點。

　　磨床自動存取100件偏心軸

　　FMB公司於2010年在Lerchenmüller公司把Unirobot自動化工作站與無心磨床進行聯接（圖2）。通過所提供的Unirobot自動化工作站，生產成本連續得到改善。磨床有能力自行對100件偏心軸進行存取，由此，所投入的大約80000歐元可以得到償還。在每個工件為105s循環加工時間的條件下，機床設備可以達到接近3h無人操作的作業狀態。

　　長度為356mm
、直徑為60mm的偏心軸毛坯件通過Motoman機器人被引向10個堆垛托盤上。通過精心碼放設計，在400mm×600mm規格的工件托架上，可以安全地存儲10件(jian)偏(pian)心(xin)軸(zhou)。除(chu)了(le)對(dui)毛(mao)坯(pi)件(jian)進(jin)行(xing)堆(dui)垛(duo)之(zhi)外(wai)，機(ji)器(qi)人(ren)還(hai)可(ke)以(yi)把(ba)成(cheng)品(pin)件(jian)分(fen)門(men)別(bie)類(lei)地(di)放(fang)入(ru)到(dao)托(tuo)盤(pan)上(shang)。毛(mao)坯(pi)件(jian)托(tuo)盤(pan)碼(ma)好(hao)後(hou)，機(ji)器(qi)人(ren)即(ji)把(ba)托(tuo)盤(pan)送(song)到(dao)存(cun)儲(chu)垛(duo)上(shang)。這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)反(fan)複(fu)進(jin)行(xing)，直(zhi)至(zhi)最(zui)底(di)下(xia)托(tuo)盤(pan)騰(teng)空(kong)為(wei)止(zhi)。

　　除了裝載和卸載作業之外
，機器人還可服務於位於Fuchstal的SMB公司所提供的內置的測量裝置。在工作站裏


，接受加工的偏心軸的長度和直徑可以通過動壓技術原理，得到微米級的精確測量（圖4）。

　

　　圖4 兩個機器人工作站集成了精密和耐髒的動壓測量裝置
，保證了質量。

　　帶有兩個托盤垛的小車作為毛坯件和成品件的緩存

　　Lerchenmüller公司首先自行對設備進行自動化改造。在新近所購置的Mikrosa Kronos L660磨床上配備了完善的Unirobot自動化工作站，以實現無人操作的圓磨作業。該磨床三班作業

，對注塑係統的590mm×60mm規格的偏心軸進行磨削。每個儲存托盤可接受8個工件，儲區一次可以存儲10個托盤
，兩個地麵工作點之間的傳遞時間為55s
，該自動係統運行大約為74min。

　　第一套Unirobot工作站通過兩個由工作區和閘門隔開的工作區間進行托盤垛的存取
，而用於Mikrosa磨床上的自動工作站則被用作帶有兩個托盤垛、對毛坯件和成品件進行緩存的小車。由於有兩輛車可供使用，托盤可以得到安全的裝載或卸載。在工作站內
，更換小車所需的時間不足1min。對(dui)於(yu)兩(liang)個(ge)無(wu)中(zhong)心(xin)式(shi)磨(mo)床(chuang)的(de)多(duo)班(ban)作(zuo)業(ye)，雖(sui)然(ran)每(mei)班(ban)仍(reng)需(xu)要(yao)一(yi)名(ming)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)跟(gen)班(ban)，但(dan)是(shi)
，該(gai)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)卻(que)有(you)充(chong)足(zu)的(de)時(shi)間(jian)去(qu)為(wei)下(xia)一(yi)個(ge)客(ke)戶(hu)準(zhun)備(bei)出(chu)所(suo)需(xu)加(jia)工(gong)的(de)工(gong)件(jian)。

　　新自動化技術保障安全優先

　　作者：JÖRG NIERMANN文章來源：MM《新自動化》 發布時間：2012-05-24

　　圖1  自舞台技術實施現代化改造以來，杜伊斯堡劇院現在主要使用固定安裝的配有2×22"觸摸屏的Opencue控製台

　　杜伊斯堡劇院舞台所用的技術已有很長時間，所以該劇院決定在幕後安裝新的電動設備驅動後台機構。用於控製100台以上驅動裝置的新自動化技術，如今可滿足符合SIL 3的安全要求。

　　牽引裝置、杠杆係統以及其他久經考驗的機械裝置和大部分使用已久的減速馬達雖然仍在繼續工作，但控製采用的是自動化行業專業公司Unican的新型係統。這種使用性能極好的成套方案達到了SIL 3的安全要求。它包括HMI操作台、功能強大的軟件和許多配有現代化軸線控製器的成套開關櫃
，以及數十個采用新型變頻器的驅動單元。

　　在歌劇院和舞劇院中，手工操作的探照燈、mubuhewutaiqixieyihenshaoshiyong。rujin，quantaodezidonghuajishuyijidaliangdequdongdanyuan，fuzezaiyanchuguochengzhongdeshidangshijianweiwutaibanyungenghuanbujingshisuoyongdaodehouzhongmubu
，suishijiangjuguangdenggenghuandaoshidangdeweizhi
，huozheshiyinxiangshebeijingquexietiaodiyunxing。Neusser Unican GmbH公司是各類舞台的全麵自動化方案、操作方案和控製方案的重要製造廠家之一。

　　有了同名軟件的Opencue，歌劇院、舞劇院
、會議中心和類似機構便有了一整套係統
，它們既可以帶有固定安裝的操作平台
，也可以選配便攜式操作台。HMI設備可以經過其圖形界麵順暢地進行操作
，可隨時監控，也可對舞台上部機構和下部機構中多達240個驅動裝置進行靈活的演示編程。

　　安全措施保障了員工的人身安全

　　在zai歌ge劇ju舞wu劇ju院yuan裏li，許xu多duo牽qian引yin裝zhuang置zhi以yi及ji其qi他ta設she備bei在zai實shi際ji運yun作zuo上shang都dou不bu可ke避bi免mian地di貼tie近jin演yan員yuan和he技ji術shu人ren員yuan，且qie距ju觀guan眾zhong也ye並bing不bu遠yuan。由you於yu同tong時shi還hai要yao搬ban運yun重zhong物wu
，更geng增zeng加jia了le潛qian在zai的de危wei險xian性xing。為wei了le避bi免mian發fa生sheng嚴yan重zhong的de事shi故gu，安an全quan措cuo施shi成cheng為wei不bu可ke推tui卸xie的de責ze任ren。在zai大da多duo數shu情qing況kuang下xia，必bi須xu保bao證zheng與yu安an全quan相xiang關guan的de電dian動dong部bu件jian符fu合heEN 61508中的SIL 3綜合安全水平。

　　這項要求也適用於杜伊斯堡劇院裏新安裝的係統。舞台的現代化改造需要上部機構的74部驅動裝置

，首先是驅動舞台空間上部繩索牽引和鏈條牽引的驅動裝置，另外還有總共6個舞台和下部機構傾斜底座的39台驅動裝置。

　　圖2  安全可靠的現代控製方案包括用於劇院上部和下部設備100多台驅動裝置中每一台驅動裝置的成套開關櫃

　　控製台也以觸摸屏或鍵盤的形式進行操控

　　Unican為新的控製方案安裝了3個控製台，其中兩台配備了2×22"的顯示屏（圖1），另一台配置了19"的(de)控(kong)製(zhi)盤(pan)。顯(xian)示(shi)器(qi)既(ji)可(ke)以(yi)立(li)式(shi)安(an)裝(zhuang)，也(ye)可(ke)以(yi)平(ping)躺(tang)式(shi)放(fang)置(zhi)在(zai)控(kong)製(zhi)盤(pan)操(cao)作(zuo)。輸(shu)入(ru)既(ji)可(ke)以(yi)用(yong)觸(chu)摸(mo)屏(ping)直(zhi)接(jie)進(jin)行(xing)，也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)內(nei)置(zhi)於(yu)相(xiang)應(ying)鋁(lv)製(zhi)底(di)座(zuo)中(zhong)的(de)鍵(jian)盤(pan)進(jin)行(xing)
，鍵(jian)盤(pan)配(pei)有(you)背(bei)景(jing)光(guang)照(zhao)的(de)特(te)殊(shu)按(an)鍵(jian)，兩(liang)個(ge)操(cao)作(zuo)棒(bang)和(he)一(yi)個(ge)跟(gen)蹤(zong)球(qiu)。底(di)座(zuo)采(cai)用(yong)移(yi)動(dong)式(shi)設(she)計(ji)，以(yi)備(bei)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)的(de)地(di)點(dian)變(bian)化(hua)。作(zuo)為(wei)固(gu)定(ding)位(wei)置(zhi)的(de)補(bu)充(chong)
，還(hai)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)套(tao)配(pei)有(you)12"觸摸屏的便攜式HMI。

　　不過
，係統的最大部分還是100多台驅動裝置的成套開關櫃（圖2）。每一個開關櫃裏都使用了一台ICUxingzhouxiangjisuanji。zhezhongzhinengdianzidanyuangongzuoshibuyilaisuolianjiedequdongzhuangzhi，yinerchuledianqudongfanganzhiwai，yuanzeshangyeshiyingyeyaqudongheqidongfangan。kongzhiqitigongshuangzhongCAN接口，支持CAN-Open，還為SSI-Encoder配有兩個輸入端口
，並配有一個內置的緊急停車繼電器。對於SIL 3的應用，Unican提供的軸線計算機是雙通道結構。

　　變頻器係列開關櫃可以接入控製方案

　　在杜伊斯堡劇院裏，軸向計算機控製電動機。為此
，在100多台成套的開關櫃中

，每一台都安裝了Nord Drivesystems公司的SK 535E型變頻器（圖3）。對於舞台驅動來說
，可靠的大功率電子裝置市場情況很好，這種電子裝置可以納入到Unican全麵係統方案的安全方案裏，而且它是具有令人信服的性能價格比的一種合適的功能配置。Nord當前的這種變頻器係列開關櫃對此適用。

　　圖3  每座開關櫃裏都裝有一台Unican軸向計算機（左下）和一台Nord Drivesystems公司的SK 535E型變頻器（右上）

　　SK 500E係列的所有變頻器均標配內置製動管理

、製動斷路器、電網濾波器以及無傳感器的電流矢量調節裝置。該係列的基本類型配有5個可參數化的控製輸入端
、兩個模擬輸入端、一個模擬輸出端和兩個繼電器輸出端，提供了靈活多樣的連接備選方案。該係列目前配備的電動機額定功率達37kW，從該係列中為杜伊斯堡劇院選出的是SK 535E係列中的機器，結構規格為5和6，功率為11kW或22kW。除上述基本配置之外
，這種型號還分別配有兩個額外的數字輸入輸出通道以及一個用於轉數和扭矩調節的TTL輸入端。SK 535E係列支持EN 954-1或者EN 13849-1（最大安全類別為4
，停車類別為0和1）規定的“安全停車”功能

，並配備有直接內置於電路板上的CAN-Open接口。

　　除此之外

，配置範圍還包括Posicon模塊
，該模塊提供性能強大的定位控製功能。此外SK 535E的控製卡還可以選用24V的(de)外(wai)部(bu)電(dian)源(yuan)供(gong)電(dian)。切(qie)斷(duan)功(gong)率(lv)電(dian)源(yuan)後(hou)
，亦(yi)可(ke)對(dui)參(can)數(shu)數(shu)據(ju)和(he)總(zong)線(xian)接(jie)口(kou)進(jin)行(xing)調(tiao)用(yong)，這(zhe)樣(yang)就(jiu)提(ti)高(gao)了(le)在(zai)線(xian)的(de)可(ke)使(shi)用(yong)性(xing)，還(hai)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)諸(zhu)如(ru)電(dian)梯(ti)疏(shu)散(san)運(yun)行(xing)等(deng)特(te)殊(shu)應(ying)用(yong)。

　　采用控製100多部上部機構和下部機構驅動裝置的新型自動化技術，杜伊斯堡劇院就有了一套滿足SIL 3安an全quan要yao求qiu的de係xi統tong解jie決jue方fang案an，有you了le一yi套tao適shi用yong的de現xian代dai操cao作zuo裝zhuang置zhi，並bing可ke利li用yong觸chu摸mo屏ping對dui全quan部bu設she想xiang進jin行xing編bian程cheng。電dian氣qi設she備bei的de核he心xin組zu成cheng部bu分fen是shi用yong於yu舞wu台tai驅qu動dong的de成cheng套tao開kai關guan櫃gui
，它ta們men把ba部bu分fen仍reng在zai使shi用yong的de電dian動dong機ji通tong過guo新xin型xing變bian頻pin器qi和he智zhi能neng軸zhou使shi計ji算suan機ji從cong功gong能neng上shang可ke靠kao地di連lian接jie到dao現xian代dai控kong製zhi係xi統tong上shang。

　　自動化技術將成機床製造業轉型關鍵

　　機床工具產品自動化程度的高低,對機床的速度,精度等性能有著至關重要的影響,也成為了區分機床檔次的一個重要因素.據了解認為,先進的自動化技術與產品,無疑將成為機床製造業轉型所尋求的重要方向,其發展潛力在這種變化中必將得到凸顯.

　　機床工具產品自動化程度的高低
，對機床的速度、精(jing)度(du)等(deng)性(xing)能(neng)有(you)著(zhe)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)影(ying)響(xiang)，也(ye)成(cheng)為(wei)了(le)區(qu)分(fen)機(ji)床(chuang)檔(dang)次(ci)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)。據(ju)了(le)解(jie)認(ren)為(wei)
，先(xian)進(jin)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)與(yu)產(chan)品(pin)
，無(wu)疑(yi)將(jiang)成(cheng)為(wei)機(ji)床(chuang)製(zhi)造(zao)業(ye)轉(zhuan)型(xing)所(suo)尋(xun)求(qiu)的(de)重(zhong)要(yao)方(fang)向(xiang)，其(qi)發(fa)展(zhan)潛(qian)力(li)在(zai)這(zhe)種(zhong)變(bian)化(hua)中(zhong)必(bi)將(jiang)得(de)到(dao)凸(tu)顯(xian)。

　　在機床產品，尤其是高端機床產品中，自動化技術與產品幾乎作用於從控製機構、執zhi行xing機ji構gou到dao測ce量liang與yu反fan饋kui機ji構gou的de各ge個ge部bu分fen，而er目mu前qian這zhe些xie應ying用yong於yu機ji床chuang及ji機ji床chuang生sheng產chan線xian的de各ge種zhong自zi動dong化hua產chan品pin，幾ji乎hu都dou在zai發fa生sheng著zhe推tui陳chen出chu新xin的de變bian革ge。作zuo為wei中zhong高gao端duan機ji床chuang的de控kong製zhi中zhong心xin
，數shu控kong係xi統tong包bao含han了le運yun動dong控kong製zhi、智能技術
、自診斷等多方麵的技術
，多軸多係統的數控裝置已紛紛被研發出來並投入應用;伺服係統的控製方式，也逐漸由常規信號型向總線型過渡;伺服驅動器和電機也同樣向數字化
、交流化和智能化的方向不斷發展。

　　在這方麵，很多前沿的自動化技術趨勢也紛紛展現出來。例如直線電機、力矩電機的應用就是一個很好的例子。馬紮克
、森精機大部分規格的龍門式導軌已經不再采用滾動導軌，而改用直線電機，thk的直線電機在3000n負荷下
，已經能達到720m/min的(de)速(su)度(du)，這(zhe)不(bu)能(neng)不(bu)說(shuo)是(shi)一(yi)個(ge)突(tu)破(po)。而(er)力(li)矩(ju)電(dian)機(ji)以(yi)前(qian)隻(zhi)能(neng)用(yong)在(zai)小(xiao)規(gui)格(ge)機(ji)床(chuang)上(shang)，現(xian)在(zai)已(yi)經(jing)可(ke)以(yi)應(ying)用(yong)於(yu)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)規(gui)格(ge)的(de)機(ji)床(chuang)。以(yi)上(shang)這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)的(de)成(cheng)熟(shu)，也(ye)在(zai)不(bu)斷(duan)地(di)促(cu)進(jin)著(zhe)機(ji)床(chuang)性(xing)能(neng)的(de)提(ti)升(sheng)。