自动车床的技术革命
Sebastian | 24 4 月, 2020
igus 为DMG MORI 开发用于旋转和直线运动的拖链系统解决方案
仅仅经过两年的开发时间，DMG MORI 就进入了多轴自动车床时代。目前的 MULTISPRINT 系列代表了自动车床的技术革命成果。高效的车床本身以及所实现的快速、精确和多样化的生产过程，使 MULTISPRINT 几乎无所不能。igus 为 DMG MORI 提供了用于旋转和直线运动的拖链系统解决方案，具备意大利开发和制造的出色性能和质量以及德国的专业支持。
2017 年 4 月，igus 的 “readychain” 装配拖链系统及主轴刀库首次整合在一起，而当时许多流程和手动程序还没有常规化，需要相关人员密切关注。那么，igus 的 750 公斤，近两米宽的装配拖链系统是否可以良好的安装在机器中呢？对于 DMG MORI 的意大利子公司 GILDEMEISTER，所有的部件都以生产技术上绝对创新的方式组合在了一起。安装时，借助于两个起重吊车将电机吊装进壳体中，然后安装了 readychain 装配拖链系统的 8 条拖链、64 条电缆及 73 条软管。该结构的主体高度为 1.8 米，可以旋转。用于驱动主轴的六个装配拖链像手臂一样从该主体中伸出。拖链中包含专为运动而设计的 chainflex 电缆，并配有匹配的工业连接器。目前，这些都已连接到车床上的机电部件上。将 readychain 装配拖链系统连接到主轴刀库的整个安装过程大约需要两个小时。这次安装是 igus 和 DMG MORI 合作中具有里程碑意义的操作。
工程师和技术人员继续工作了三个月，直到 2017 年夏天将机器完全组装好，在经过测试后将其运送到世界上最大的机床贸易展览会现场，在汉诺威举办的 EMO 展会。在这里，MULTISPRINT 向世人展示了机械工程领域的革命成果。毕竟，这是第一台应用了 SWISSTYPE 技术的多轴自动车床。这是通过在每个主轴位置上都配备了一个 Y 轴而实现的。
新技术带来最大的灵活性
由于经济全球化和市场的不断变化，客户对现代车床的要求已发生了变化，要求缩短处理和加工的时间、减少工艺开发和集成所需的工作量以及具有应对不断增长的复杂性的能力。DMG MORI 的新型 MULTISPRINT 机床可以满足所有这些具有挑战性的要求。MULTISPRINT 机床用于流体动力设备的喷嘴、用于牙科的植入设备和用于汽车制造的轴只是可以在高科技机器上制造复杂部件的三个示例。它可以应用于各种客户定制且弹性的制造解决方案，支持最初小规模生产到复杂工件的批量生产。
由于该机器的性能远远优于其他机器，使 DMG MORI 在生产力和效率方面树立了新的标准。三种机器技术的结合使客户能够从事全新的生产形式。客户可以灵活地批量生产最大直径为 50 毫米的部件。
重型刀库支持极高的精度和速度
该机器的核心部件是带有六个主轴的主轴刀库，用于同时加工多个工件。刀库中的主轴最长可移动 180 毫米。刀库可以将工件快速而精确地移动到工具上。工件从六个主轴之一移动到下一个主轴仅需要 0.65 秒。为了使主轴在六个工位完成加工后返回到初始位置，刀库必须反向旋转 300 度。为此，重达三公吨的设备仅需一秒钟就完成这个过程。杆通过刀库从装载机中推出，进入加工位置。DMG MORI 如何以这种速度和精度实现不同类型的机芯运动呢？
igus readychain 装配拖链实现可靠的能源供应
2016 年夏季，DMG MORI 针对需求目录发起了招标，科隆塑料专家 igus 赢得了合同。DMG MORI 意大利分公司 GILDEMEISTER Italiana S.p.A. 的技术总监Mirko Passerini 负责 MULTISPRINT 的开发和生产，他对支持 igus 的决定进行了解释：”igus 在定制能源供应系统开发方面有着多年的经验，并且公司拥有广泛的高质量测试设施。因此我们对 igus 执行这个项目充满了信心。”两家公司的专家于 2017 年 1 月举行了第一次会议。”第一次会议令人兴奋，”Passerini 说，”两名 igus 工程师在意大利拜访了我们一个星期。我们每天都会比较和协调进度和计划。提出了一些解决方案的想法，有时一些想法会被否定。”制定钣金设计计划，并选择了合适的电缆和软管为刀库提供能源、数据和流体。Passerini 坚定地表示：”igus 的 readychain 装配拖链解决方案对我们来说是一个突破
对精度和速度的高要求
专家们在会议中讨论出一个独特的拖链系统，该系统与刀库一起旋转，并使主轴刀库做线性运动。该系统由金属框架、电缆、软管和拖链组成，位于机器的中部，并悬挂在持续高速旋转的刀库上。”金属结构的静力学对我们来说是一个新的挑战。”VolkerBeißel 说。他是 igus 机床行业管理业务部门的主要联系人之一，他从一开始就监督 readychain 的开发。“在开发的每个阶段开始之后，我们都重新计算了静力学，以确保金属结构保持稳定并且不会疲劳。”igus 的目标是确保拖链系统的使用寿命至少为五年。
igus 使用了与刀库一起旋转的旋转拖链系统。该系统是一个带有拖链并做圆周运动的定制系统，用于机床和工程机械。标准旋转模块由两个圆形导向元件组成。导向槽的一部分连接到系统的静止部分，另一部分连接到系统的旋转部分。反向弯曲半径使拖链在两个方向上移动。因此，一个平面上的旋转角度最高可达 540°。
“我们用塑料就解决了问题”
MULTISPRINT 中的刀库旋转范围为300°，由两个旋转系统组成。外部系统中带有软管，因为它们需要稍大的弯曲半径，在本系统中为 160 毫米。内圈中有 24 根电缆—12 根编码器电缆和 12 根伺服电缆。因此，6 个线性拖链中的每一个都有 2 条编码器电缆和 2 条伺服电缆。其中一根伺服电缆为刀库中主轴的线性运动提供能源，另一根则用于驱动主轴电机。它们可以以 0.66 m/s 的速度移动，最大加速度为 10 m/s2。六个拖链系统可以通过配电板单独插入，易于维护或改装。这也是机械工程公司 DMG MORI Italiana 的主要需求之一。维护和服务对于 DMG MORI 至关重要。另外，readychain 的拖链和电缆必须能够以相对较小的安装空间进行管理。重要的是要确保在刀库后面可以留出尽量大的工作空间给机械师，由 igus 开发的系统可以完全满足这些要求。
超过 800,000 个（480万个零件）循环测试，在实际条件运行中没有发生任何问题
Igus 的工程师花了三个月的时间来开发该系统。在开发过程中，各个部件的模块化带来了很多的价值。线性拖链系统可以以插入的形式安装，由 igus 设计的用于连接至机器的钣金件由几个零件组成，方便在客户本地部署 readychain 及在 igus 工厂的连线。igus 专家需要大约 2.5 天将连接的线束电缆和软管最终组装在拖链上。为了实现快速生产，95% 的 readychain 零件由 igus 直接制造或采购。readychain 的机架也支持组装，这是 igus 的一种典型方法 – 一个金属机架具有四个不同的功能。机架是用于在 igus 设备上连接部件的组装工具，可使整个结构保持稳定。机架的大小是 2×2 平方米，恰好可以放在小型货车的载物台上。借助机架，设备可以更轻松地运输到客户处。在客户处，机架可将已连线的拖链轻松地以即插即用的方式连接到机器上。
igus 机床行业管理负责人 Lukas Czaja 说：”在交付之前，整个系统都要经过数周的密集测试。”igus 在其位于科隆的总部运营着业内最大的测试实验室，其规模为 3800 平方米。专门开发的测试台可以模拟多轴自动车床的运动。在现实环境中，readychain 已经完成了超过 80 万个循环，没有发生任何问题。
DMG MORI 和 igus 的新开发被证明是值得的
目前，Multisprint 将生产车床的生产力、自动车床的精度以及通用车床的复杂性结合在了一起。因此，MULTISPRINT 能够在棒材加工和卡盘加工领域中制造复杂的车削和铣削零件，而无需花费大量精力来改装系统。2018 年 6月，这家意大利工厂交付了第一台 MULTISPRINT。如今，德国、意大利、美国、西班牙和其他国家/地区已经有几十台MULTISPRINT投入使用了。Passerini 热情地解释说：”客户非常满意，并立即了解了新机器的概念，他们特别喜欢 igus 拖链系统易于维护的特点。”