汽車制造行業(yè)中的挑戰(zhàn)不斷快速升級。以傳動齒輪箱為例：AT變速箱與雙離合變速器等現(xiàn)有系統(tǒng)不斷增強。與此同時，還出現(xiàn)了新型的混合動力驅(qū)動系統(tǒng)及各類輔助系統(tǒng)，這進一步增加了整個系統(tǒng)的復(fù)雜程度。在此背景下，對相關(guān)的質(zhì)量經(jīng)理來說，“零公差”比以往任何時候都更加重要。
每一個工件必須完美無誤地完成生產(chǎn)，而且還要盡量降低單件成本。憑借新研發(fā)的 VL 1 TWIN 機床，埃馬克充分展示了一個高度專業(yè)化的機床制造商如何游刃有余地應(yīng)對上述挑戰(zhàn)。這款雙主軸上下料車床適合加工直徑不超過 75 mm 的工件，并且能在一個加工區(qū)內(nèi)同步加工兩個相同的工件。另外，創(chuàng)新型直線電機和X軸直接式行程測量系統(tǒng)等裝備，也能保證生產(chǎn)達到極高的精準性和持續(xù)精度。這款機床能顯著提高行星齒輪和太陽輪等重要的傳動齒輪箱部件的加工效率。不僅如此，凸輪件、法蘭、套筒或滾動軸承環(huán)的生產(chǎn)相應(yīng)提高。
在傳動齒輪箱的生產(chǎn)過程中，對于“數(shù)量和質(zhì)量”的要求在不斷提高：由于變速箱的齒輪數(shù)量不斷增加，所生產(chǎn)的齒輪和齒輪部件的數(shù)量也顯著上升。同時，為了達到現(xiàn)代化傳動齒輪箱所需的功率密度，也必須提高工件的“質(zhì)量”。此外，當然還必須繼續(xù)保持傳動齒輪箱眾所周知的其他性能特點，例如在達到最佳動態(tài)性能的情況下使用壽命也較長等。那么，是否能協(xié)調(diào)不斷提高的質(zhì)量和生產(chǎn)力要求與普遍上升的成本壓力之間的關(guān)系呢?“這正是我們的目標，”模塊化解決方案銷售與市場營銷部門總監(jiān)Björn Svatek說，“我們研發(fā)出一款極具成本效益的機床。一方面它配備兩條上下料主軸，能在極短時間內(nèi)達到極高的產(chǎn)出量;另一方面，機床上的其他裝備，比如 X 軸中的直接式行程測量系統(tǒng)、規(guī)格 45 的閉環(huán)滾珠導(dǎo)軌和創(chuàng)新型直線電機，都能確保機床達到極高的動態(tài)性能以及可重復(fù)性和持續(xù)精度，并縮短交付周期。對于直徑不超過 75 mm(3英寸) 的車削件，這的確是完美的解決方案。”
可達到最短的節(jié)拍時間
通過簡單描述整個加工過程，即可看出這款機床將帶來什么樣的可能性：在機床的同步加工過程中 (OP 10/OP 10)，會以極高的速度同步加工兩個相同的工件。由兩條上下料主軸(占空比為 40% 時可達到 9.9 kW/136Nm)負責從進料帶上抓取兩個相同的工件、將工件運送到加工區(qū)內(nèi)并在同一次裝夾中同步加工——兩個工件的直徑和長度 (X/Z 方向)可獨立調(diào)節(jié)，因為主軸可以完全自主移動。在同步加工過程中，X 軸中的直線電機與直接式行程測量系統(tǒng)搭配使用，還可以進一步提速。這些功能可以達到什么樣的節(jié)拍時間呢?“這顯然取決于所加工的工件和工藝，”BjörnSvatek 說，“一般來說，平均換裝時間只有不到 5 秒。”
VL 1 TWIN Line
為充分利用機床的生產(chǎn)率，埃馬克還采用高效的 TWIN 方法來提供更加先進的解決方案。例如VL 1 TWIN Line，也就是使用 TrackMotion 工件輸送系統(tǒng)相互連接在一起的兩臺 VL 1 TWIN 機床。這樣，便可以在 OP 10 和OP 20 中同步在兩個工件上從兩側(cè)進行加工。通過這種方式，可以將整個OP 10/OP 10 和 OP 20/OP 20 加工過程的節(jié)拍時間降到低于 20 秒——這個節(jié)拍時間極短，在對行星齒輪等工件進行軟加工時，可以顯著降低單件成本。這套系統(tǒng)還配備了適用于毛坯件和成品件的大型工件存儲器。所使用的堆垛機托盤已經(jīng)過優(yōu)化配置，因此可在極小的空間內(nèi)存放相對更多的工件。正如其名稱所述，這可以通過將工件上下疊放(即英語的Stacked，堆垛)來實現(xiàn)。
基于 TrackMotion 連接方法，埃馬克可提供多工藝技術(shù)生產(chǎn)線。以齒輪為例：在兩臺 VL 1 TWIN 上完成毛坯件的兩側(cè)加工后，會由一臺埃馬克滾齒機對工件進行滾齒加工。在最后的 OP 40 工序中，使用埃馬克工藝技術(shù)進行去毛刺處理。在各道子工序之間，TrackMotion 系統(tǒng)的最大移動速度可達到 150 m/min(5,905 in/min)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)極高的加工速度。
高質(zhì)量——低成本
研發(fā) VL 1 TWIN 時的另一個目標是提高所生產(chǎn)部件的質(zhì)量。顯而易見，機床上各種配置細節(jié)說明了這一點。例如，在 X 軸中配備有一個直接式高精度行程測量系統(tǒng)，所使用的閉環(huán)滾珠導(dǎo)軌能確保達到極高的剛性和引導(dǎo)精度，采用聚合物混凝土 Mineralit® 制成的機床床身可以降低車削過程中的振動。 另外，在加工區(qū)和上下料工位之間還可以選裝一套測量系統(tǒng)，可以額外提高工藝可靠性。“這臺機床能提供極高的精準性和持續(xù)精度，”Svatek 總結(jié)說。在達到高要求的同時降低用戶的投資成本，這可能就是這項技術(shù)最令人驚嘆之處。在整個研發(fā)過程中，埃馬克持續(xù)關(guān)注成本控制。
并且還采用標準化的高性能組件。由此顯著降低了每一根主軸的價格。另外，機床床身占地面積僅 4.59 平方米(不含排屑器和工件輸送系統(tǒng))，在建立新的生產(chǎn)流程時，自然會進一步降低成本。“在這臺車床中，我們真正將所有決定性的因素匯集在一起，”Björn Svatek 最后總結(jié)說，“ VL 1 TWIN 的節(jié)拍時間極短，可確保極高的工件質(zhì)量，并能將投資成本降到最低。此外，我們還可以針對子工序或整個過程配置出極度靈活的系統(tǒng)解決方案。最終，我們的客戶能從顯著降低的單件成本中獲益。”
埃馬克 VL 1 TWIN：在機床的同步加工過程中，能以極高的速度同步加工兩個相同的工件。
使用 TrackMotion 可以將兩臺 VL 1 TWIN 連接成 VL 1 TWIN Line。因此可以從兩側(cè)同時加工。
選裝的測量工位安裝在加工區(qū)和上下料工位之間。這樣，便可在上下料期間完成測量，從而節(jié)省時間。
同步加工可以縮短節(jié)拍時間。以行星齒輪為例：加工時間為 24 秒時，節(jié)拍時間僅為 12 秒（使用 2 條工作主軸）
Björn Svatek，埃馬克模塊化解決方案銷售與市場營銷部門總監(jiān)