在2019年初,著名铣床制造商Kunzmann重新推出了其万能铣床系列,该系列在职业培训和车间生产中深受欢迎。凭借贝加莱技术和集成安全功能如安全制动测试(SBT),Kunzmann能够减少轴的转换时间,节省控制柜空间,并使机器更易于安装和维护。

世界各地运行着超过10000台Kunzmann的手动铣床。(来源:F. Rossmann)

2019年8月,超过1600名年轻的专业选手汇聚俄罗斯喀山市,在世界技能大赛(WorldSkills)上展现他们的才能。世界上最好的铣床成功入选“综合机械与自动化”、“制造团队挑战赛”、“原型制作”和“工业机械装调”这四个竞赛项目。比赛使用的15台WF 410 M铣床均由德国著名机床制造商Kunzmann提供。

该机器和其兄弟机型WF 610 M一样,全都采用100%手动操作。它们以使用寿命长、加工精度高、先进的安全特点以及符合人体工程学和易于操作而著称。这使其非常适合培训、原型制作和车间生产。因此,它们不仅是许多职业学校和学徒车间里的标准设备,而且成为了许多机床制造商、模具制造商和OEM厂商那里的标准设备。

WF 610 M/MA和WF 410 M/MA铣床是Kunzmann公司最畅销的产品 – 自2019年初以来全部使用贝加莱技术。(来源:Kunzmann)

使用贝加莱驱动器重新装备

Kunzmann在2019年初对其铣床进行改造时实现了众多改进。其中一项是更换了新的驱动器供应商。“贝加莱以其创新方案和高性价比产品领先于其他供应商,”Kunzmann公司电气设计主管Ralf Guthmann说道。“他们在咨询方面具有出色的专业知识,这同样赢得了不少分数。”贝加莱员工在最初的探索性讨论中即席回答了Kunzmann的大部分问题。“这与我们过去的经历大不相同,”Guthmann说道,“在一些情况下,他们必须派出多达四名员工来拜访我们才能做到这一点。与过去的方案相比,贝加莱向我们展示了一个巨大突破。”

铣削更高效,无切换时间

Kunzmann使用贝加莱技术实现的一个关键性改进是提高了铣削效率。手动铣床的安全标准规定,不准同时操作多个轴。目前,Kunzmann通过为三个坐标轴(X、Y、Z)安装一个控制器来满足这一要求。无论下一个加工步骤需要使用哪个轴都可以连接到该单轴控制器。这有效地防止了两个坐标轴被同时启用。然而,对于用户而言,在轴之间切换所花费的时间在加工过程中会造成相当大的延迟。

新一代产品现在使用三轴ACOPOS P3伺服驱动器,因此无需在轴之间切换,因此对于用户来说无需等待。该驱动器具有集成安全功能,包括安全制动测试。贝加莱的X20系列PLC配合X20安全I/O模块使用能够按照标准要求可靠地防止同时操作多个坐标轴。X20 PLC还可以处理驱动机床主轴的单轴ACOPOS P3模块的控制和监测。X20 PLC通过Heidenhain CNC控制器的模拟量接口接收轴设定值。TNC128用作机器的直切控制器和用户界面。

节省大量空间

贝加莱解决方案的另一大优势是减少了机柜的占用空间,正如Guthmann解释的那样:“贝加莱的集成安全功能首次使我们完全无需使用外部安全硬件。结合贝加莱组件的紧凑尺寸,我们显著地减少了机柜所需的占用空间。”贝加莱的三轴伺服驱动器比其单轴前代产品更小。将机器转换为24 V技术还消除了对变压器的需求,因此,电气工程师可以完全去掉控制柜门中的安装板。

Kunzmann的机械工程师也可以从贝加莱方案节省空间的设计中获益。“我们用在轴和主轴上的贝加莱伺服电机具有很好的功率密度,”Guthmann解释道。“这一点对于主轴来说尤其明显,因为我们第一次在主轴上使用伺服电机,它在设计上比异步电机更小。由于贝加莱电机还不需要使用风扇,因此,我们得以将整体空间需求减少了近一半。”这并非是从他的角度看到的唯一设计优势:“能够立刻给我留下深刻印象并使我的工作变得更容易的是贝加莱提供的指向每种产品的技术文档和CAD数据的链接。这对设计师来说是一种极大的帮助。”

通过使用无风扇贝加莱伺服电机替代异步电机,Kunzmann将主轴电机的空间需求减少了近一半。(来源:F. Rossmann)

完全组装好的系统

Kunzmann的专家对贝加莱应用工程师如何处理选择组件、确定驱动器尺寸和对PLC进行编程的工作感到非常满意。但这还不是全部。贝加莱还组装了包括12个X20模块在内的铣床控制系统,然后安装软件,贴标签并且进行最终测试。“然后我们购买了包含一次6台机器所需所有贝加莱组件的产品包。这极大地减轻了我们内部订购、组装和测试过程的负担,”Guthmann说道。

最后但同样重要的一点是,供应商的变更和使用全新的贝加莱自动化技术还使手动铣床的维护和保养变得更加容易。“X20模块由三个模块化组件构成,因此,更换端子排、电气模块和底座模块无需拆卸系统的其余部分。这真是一个经过深思熟虑的解决方案。”Kunzmann还可以直接通过Heidenhain控制器的集成Web浏览器访问X20 PLC的Web服务器,以便从贝加莱的系统诊断管理器(SDM)中检索诊断数据。这样就可以通过TNC128的TeleService对Heidenhain控制器和贝加莱系统执行远程诊断。“我们不需要在现场有另一台PC,也不必安装任何专用软件或程序,”Guthmann说道。贝加莱的SDM可以传递有关驱动器当前状态的数据,例如当前速度、位置和控制器启用值。也可以通过SDM打开和操作集成在每个驱动器中的示波器,或者使用其I/O查看器显示贝加莱系统中所有I/O通道的当前状态。由于无需进行耗时的I/O接线测试,因此这缩短了调试时间。

顺利过渡

对于Kunzmann而言,最重要的是采用贝加莱技术更容易确保用户对铣床所期望的高安全性,同时为他们提供前所未有的设计自由,并使机器更易安装和维护。对于用户而言,过渡是无缝的。“自从2018年秋季交付第一台试验机以来,我们还从来没有收到过任何负面反馈。这很好地表明了我们所做的一切都是正确的。”

Ralf Guthmann

电气设计主管,Kunzmann

“贝加莱的方案和服务都经过深思熟虑,能够简化我们铣床的安装、调试和维护。”

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