灵活和自动化

位于德国柏林的西门子高压开关工厂是用INDEX公司的车削加工中心来生产高压开关零部件的，其中2台柔性车铣复合加工中心G200.2给人留下了深刻的印象。

西门子柏林工厂利用INDEX公司研发生产的G200.2型车铣复合加工中心和IXcenter六轴机器人实现了自动化切削加工。

西门子是一家专注于工业自动化、基础设施建设、移动通讯和医疗健康领域的科技公司。西门子多种多样的产品中也包括了适合各种中压电网运行的开关设备：发电厂、变电站、变压器和在船舶和火车中使用的中压电气开关设备。

其中最畅销的就是一种安装在空气绝缘设备中的真空开关。而这一真空开关的核心装置就是西门子柏林工厂研发生产的、有着良好密封性能的真空开关管。这种真空开关管的优势是：在产品的整个使用寿命周期中都保持着很高的工作质量、有着很高的可靠性，能够可靠地分配电力能源。

Rolf-Peter Gust是西门子柏林工的生产车间负责人。他说：“我们生产真空开关管中的定导电杆、动导电杆、定跑弧面、动跑弧面、定触头和动触头等关键元器件并将它们组装在一起。在真空开关管中，铜铬合金制造的动、定跑弧面是决定真空开关管的可用性和使用寿命的关键。结合它们的设计细节就确保了真空开关管的短路容量和最小的回路电阻。简而言之，它使我们生产的真空开关有着非常好的性能。”

高质量的产品源于高质量的设备

动、定导电杆和动、定跑弧盘的机械加工都是由生产部门负责人Erick Köhler负责的。他负责协调12台车床和车铣加工中心的生产任务，而这12台生产设备都是INDEX公司的产品。Köhler说：“我们已经与INDEX公司合作多年了。尽管我们在添置新设备、新机床时也邀请了其他供应商的投标、竞标，但我们最终选定的都是INDEX公司的设备。”

目前，大部分真空开关管产品的生产都集中在2条各有5台机床设备组成的三班制生产线上完成。这2条生产线是由C 100型数控车床和G 160型车铣复合加工中心组成的。“这些设备使我们具有很高的生产灵活性和切削加工的经济性。”Köhler说。

纯铜材料在加工中形成的长条形卷状切屑会汇集成球状并阻碍切削加工。“INDEX公司通过集成在ChipMaster芯片中的断屑程序为我们提供了有力的支持和帮助，优化了各种切削速度工况下的断屑。”Köhler说道。

2台配有INDEX 公司iXcenter机器人的G200.2型全自动车铣加工中心提供了几乎无与伦比的生产加工灵活性。Köhler说道：“对我们来讲，自动化是必不可少的。我们必须依靠自动化技术来保持自己的竞争力，而且这在缺少劳动力的情况下也尤为重要。”

这在真空开关管的生产加工中并不是新鲜事。早在2008年，真空开关管的生产负责人就引进了INDEX公司的C 65型自动车床。五年前，配用了UR机器人的G160车铣复合加工中心也加入了生产大军。

5年前，真空开关管的生产负责人决定投资购买集成了iXcenter机器人的G200.2型加工中心。他们需要的是一种可以完成峰值订单、完成客户加急订单的解决方案。“我们的产品类品种很多。仅就动、定跑弧盘来讲就有不同的形状、厚度和直径等等区别，最大的直径尺寸可达40mm。而我们用棒料加工的动、定导电杆也有50-60种不同的变型，再加上大约25种不同的原材料。这些产品的生产都要经过车削、铣削和钻削等多道工序才能完成。”

对一台车铣复合加工中心来讲，完成这些切削加工是没有问题的，加工中心主轴通孔直径为65mm，卡盘直径为165mm，有效加工长度为660mm，足以加工各种规格型号的动、定导电杆和跑弧盘；Y轴各有14个刀位的3个刀盘可以完成主轴和尾座副主轴的所有切削加工；360度回转的铣削B轴，最高转速高达每分钟7200转，切削功率高达22kW，输出扭矩为52Nm。它能完成要求苛刻的铣钻加工，而且无需使用自驱式刀夹；HSK-A40标准的锥柄结构使其可以方便地在刀具库6个刀位上灵活安装和拾取。“凭借G200.2强大的性能和技术，我们将原来的切削加工工时缩短了33%。另外，由于更多的刀具库刀位数量，我们也减少了大量的刀具调整时间。” Köhler说。

生产经理Eric Köhler（左）说：“对我们来讲，自动化是绝对必不可少的。只有这样才能确保我们经济的生产地高质量的动、定跑弧盘和动、定导电杆。”INDEX公司的技术工人Fatih Ates（左）和销售经理Eric Leinung（右）对G200.2型车铣复合加工中心的工作成果非常满意。

与加工中心配套的自动化系统确保了可以在需要时实现无人值守的自动化切削加工。因为G200.2车铣复合加工中心不仅配备了iXcenter型机器人，它还有一台短棒料自动装载机、集成有一套龙门式的产品输送带。

大型的导电杆是用初轧成形的毛坯加工而成的（左图），在G200.2车铣复合加工中心里它们完成了车削、铣削和钻削加工（右图）。

这里首先要介绍一下安装在车铣复合加工中心上的机器人单元：在调整设备的时候可以将这机器人单元简单地推到一边，操作者可以不受任何阻碍地进入工作区。在车铣复合加工中心工作时，iXcenter机器人被固定在机床加工空间前方。在打开六轴运动机器人下方的防护窗之后，它就可以在车铣复合加工中心内完成产品零件的拾取和毛坯装夹任务。设备操作者也可以在任何时刻、在不中断切削加工的时候打开立式毛坯库向里面添加待加工的零件毛坯，并将加工好的成品整齐的排放在托盘上。

整套解决方案

Köhler和他的同事从一开始就被这一设备解决方案折服了，尽管它们是INDEX公司iXcenter机器人解决方案的首批客户之一。“从见到这一解决方案开始我们就非常信服。然而，根据我们的工作经验觉，机器人7kg的最大负载承受能力有点紧张，因此我们考虑最好用拾取能力12kg的机器人。”Köhler说。

西门子的生产负责人还指出，可以使用的托盘数量取决于零部件的大小。“从自动化生产的角度来讲，如果我们使用棒料来加工小形动、定导电杆，用机器人将其放入托盘库则是最理想的工艺方案。能够让我们实现12小时的自动化加工。当我们加工初轧成形的大形导电杆时，我们只能用四4-5个托盘来放置毛坯和成品，而且每个托盘只能存放12件。这给了我们4个小时的无人值守自动加工时间。”

另一种解决方案是利用机器人放置毛坯，利用龙门式拾取机构取出加工好的成品，并由传送带传送到车铣加工中心外部。“没有比这更好的使用灵活性了。” Köhler说。

本文译自德国Werkstatt und Betrieb杂志

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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