瞬時(shí)的刀具更換速度匣吊，極短的工作輔助時(shí)間和換裝作業(yè)儒拂，所有過(guò)程只需按動(dòng)鍵鈕——現(xiàn)代化無(wú)心磨床通過(guò)采用非常具有競(jìng)爭(zhēng)力的加工工藝，發(fā)掘出了可觀的生產(chǎn)效率潛力色鸳。依據(jù)不同的使用場(chǎng)合社痛，生產(chǎn)效率的優(yōu)勢(shì)可以達(dá)到100%。

在無(wú)心磨床上命雀，改進(jìn)工件加工周期的潛力往往不僅體現(xiàn)在磨削工藝上蒜哀，同時(shí)也反映在工件的輸送上。帶有高速無(wú)心上料裝置（HSCL）的Kronos speed新型無(wú)心切入式磨床可用于加工直徑在8mm以內(nèi)吏砂、長(zhǎng)度在80mm以下的細(xì)長(zhǎng)型工件撵儿，其工件的更換時(shí)間 <1s（圖1）。由此狐血，Studer Mikrosa公司傳統(tǒng)的3s工件更換時(shí)間可以縮短60%多淀歇。這也對(duì)無(wú)心磨床的整體加工循環(huán)時(shí)間產(chǎn)生影響：對(duì)于最終用戶來(lái)說(shuō)，其生產(chǎn)效率可以得到極大的提高氛雪，單件加工費(fèi)用可以大幅下降房匆。

 適用于直徑小于8mm、長(zhǎng)度小于80mm的工件的Kronos speed切入式無(wú)心磨床在1s內(nèi)即可完成換裝作業(yè)

Studer Mikrosa公司和位于瑞士Winterthur的Wenger Automation & Engineering公司的工程師們開發(fā)出了HSCL新型上料系統(tǒng)灶昏，這種系統(tǒng)采用冷卻劑作為工件的輸送介質(zhì)：冷卻劑把工件從工件座上抬起（已申請(qǐng)專利的液力升降原理）并在<1s的時(shí)間內(nèi)對(duì)工件進(jìn)行更換茬麻。操作簡(jiǎn)便的上料裝置控制系統(tǒng)被集成到機(jī)床的控制系統(tǒng)里，工件的強(qiáng)制輸送導(dǎo)軌確保了安全的輸送言雀。由于上料裝置采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)模譬，因此無(wú)需投入昂貴的輔助設(shè)備。

氣動(dòng)元件內(nèi)置在機(jī)床上

氣動(dòng)元件同樣被集成到機(jī)床上刚哼。此外啥读，采用壓縮空氣還可以確保冷卻潤(rùn)滑劑幾乎不被帶走：采用傳統(tǒng)的裝載裝置時(shí)，在對(duì)工件進(jìn)行吹刷時(shí)丹残，工件會(huì)失去附在其表面的部分冷卻潤(rùn)滑劑然枫，因此只有較少量的冷卻潤(rùn)滑劑與工件一起被輸送走。Mikorsa公司在Kronos speed設(shè)備上有意放棄了昂貴的NC軸搬体，而是提供新型無(wú)心切入式磨床和快速雾诈、省空間和免維護(hù)的交鑰匙工程技術(shù)方案。上料裝置既可采用稀油垮川，也可采用乳化油進(jìn)行傳動(dòng)陶店，因此適用性很廣，如用于單逾条、雙班生產(chǎn)和連續(xù)的兩班運(yùn)行琢岩。

在企業(yè)內(nèi)部投資核算時(shí)投剥，不僅要顧及到購(gòu)置費(fèi)用，而且還要考慮將來(lái)一些相關(guān)的費(fèi)用担孔，如能源和相關(guān)部件的維修江锨、保養(yǎng)等。只有這樣攒磨，方可在投資決策之前對(duì)所有的費(fèi)用心中有數(shù)泳桦。通過(guò)這種方式，可找到一種購(gòu)置成本較為合算的設(shè)備娩缰，而非采用昂貴的技術(shù)方案灸撰，因?yàn)橄窆に嚵鞒虝r(shí)間、長(zhǎng)久的質(zhì)量保證和其他一些因素都無(wú)法明確地被納入到設(shè)備成本核算中拼坎。

理解TCO的最重要的基礎(chǔ)是直接費(fèi)用和間接費(fèi)用的差異浮毯。屬于間接費(fèi)用的有所謂的“停工期”，即系統(tǒng)不是用于直接創(chuàng)造價(jià)值的工件磨削加工作業(yè)上泰鸡。Mikrosa公司通過(guò)提高無(wú)心磨床的生產(chǎn)效益债蓝，來(lái)達(dá)到顯著縮短這個(gè)時(shí)間的目的。

柔性運(yùn)用大批量生產(chǎn)工藝并把換裝時(shí)間降到最低是所有生產(chǎn)企業(yè)的目標(biāo)障翼。恰恰是在大批量工藝的無(wú)心磨削過(guò)程中缚宜，往往會(huì)耗費(fèi)很多的調(diào)節(jié)時(shí)間和換裝時(shí)間，對(duì)此加工設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)工藝流程環(huán)節(jié)時(shí)谚茅，首先需要考慮無(wú)心磨削的這些因素型圈。此外，這種對(duì)所謂的“加工工藝不可控的復(fù)雜性”的擔(dān)心往往會(huì)導(dǎo)致投資傾向于生產(chǎn)效率不高昙椭、但看似簡(jiǎn)單的加工工藝喜拥。

投資決定TCO效用

由于人們無(wú)法從費(fèi)用上對(duì)磨削工藝進(jìn)行一對(duì)一的技術(shù)對(duì)比，因此無(wú)心磨削的投資還不能被廣泛認(rèn)知因饥，其巨大的費(fèi)用節(jié)省潛力也可能不被加工行業(yè)所挖掘抹欢。與其他工藝相比，無(wú)心磨削擁有巨大的經(jīng)濟(jì)潛力请立，在不同的運(yùn)用場(chǎng)合中脉织，其生產(chǎn)效率的優(yōu)勢(shì)甚至可以達(dá)到100%。如同TCO所反映的那樣捐憔，在以較低的購(gòu)置價(jià)格和較高的TCO對(duì)設(shè)備進(jìn)行投資之前篙耗，應(yīng)該對(duì)之進(jìn)行費(fèi)用審核。

無(wú)心磨削和設(shè)備的手動(dòng)調(diào)節(jié)通常都需要比加工中兩個(gè)高峰時(shí)間更長(zhǎng)的調(diào)節(jié)和換裝時(shí)間趟大，但是通過(guò)采用這種生產(chǎn)效能潛力巨大的工藝鹤树，可以彌補(bǔ)上述的不足铣焊。為了極大降低加工過(guò)程中的輔助時(shí)間逊朽，Mikrosa公司在控制系統(tǒng)中集成了新型的罕伯、操作簡(jiǎn)便的軟件模塊。在常規(guī)的無(wú)心磨床上叽讳，不管是B軸的校準(zhǔn)追他，還是調(diào)節(jié)盤的回轉(zhuǎn)，都是通過(guò)機(jī)械方式完成的岛蚤。而在Kronos S型設(shè)備上邑狸，這些調(diào)節(jié)功能均通過(guò)獨(dú)立的計(jì)算模型和設(shè)備的控制系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行。

迄今為止涤妒，如果要確保無(wú)心加工流程的安全進(jìn)行（圖2）单雾，則需要操作人員具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)。這種對(duì)加工流程的感知有時(shí)會(huì)使有潛力的用戶反而感到不自信她紫。當(dāng)然乐慌，對(duì)無(wú)心磨床進(jìn)行合乎規(guī)范的調(diào)節(jié)，本身也是一項(xiàng)較復(fù)雜的工作泣幼。對(duì)無(wú)心磨削的圓度來(lái)說(shuō)飘含，決定性的因素是所選擇的工件與砂輪、工件與工件支座以及工件與調(diào)節(jié)砂輪之間接觸點(diǎn)的角度關(guān)系几垃。在對(duì)“磨削間隙幾何外形”進(jìn)行錯(cuò)誤調(diào)節(jié)時(shí)鼓笨，不會(huì)生成圓形的外觀，而工件會(huì)在μm范圍內(nèi)形成相應(yīng)的多邊形劈狼。為了可重復(fù)實(shí)現(xiàn)這種復(fù)雜的調(diào)節(jié)過(guò)程锰胀，并使很多不同設(shè)備操作者都可以很好地掌握調(diào)節(jié)過(guò)程，Mikrosa公司開發(fā)出了Heureka控制集成軟件茫失。這種軟件可以幫助操作人員掌握復(fù)雜的流程（圖3）精柒，通過(guò)它可以針對(duì)各種不同的加工任務(wù)，測(cè)得最佳的工件支座高度和角度調(diào)節(jié)值真王，由此可以使磨削流程在磨削盤和調(diào)節(jié)盤的整個(gè)有效直徑范圍內(nèi)穩(wěn)定進(jìn)行探九，也可確保所需的工件圓度。

專家系統(tǒng)集成到控制系統(tǒng)中

以前街立，不僅是這種所謂的“幾何圓度效果”使很多設(shè)備操作人員頭痛舶衬，設(shè)備的動(dòng)態(tài)性能也很難令人滿意。對(duì)此赎离，Mikrosa公司在Kronos設(shè)備的控制系統(tǒng)中集成了一種專家系統(tǒng)逛犹，它可以使設(shè)備在轉(zhuǎn)速關(guān)系上與運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械元件的機(jī)械頻率特征相匹配，由此可以避免因動(dòng)態(tài)特性所限而導(dǎo)致的圓度差錯(cuò)梁剔。

為了能夠充分利用這種磨削工藝虽画，機(jī)床需要充分展示其合乎規(guī)范的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)剛性和良好的“熱穩(wěn)定性”特征。近十年來(lái)，Mikrosa公司一直為設(shè)備采用礦物鑄鐵床身（Granitan）码撰。這種材質(zhì)具有極好的熱穩(wěn)定性和阻尼特性渗柿。系統(tǒng)良好剛性的基本條件早在研發(fā)階段就已經(jīng)通過(guò)了對(duì)設(shè)備各部件所做的大量的尺寸確定和FEM熱對(duì)稱優(yōu)化設(shè)計(jì)而具備。當(dāng)重要的表面在無(wú)心外圓磨床上不僅需要磨光脖岛，同時(shí)還要進(jìn)行人工刮磨時(shí)朵栖，設(shè)備也表現(xiàn)得相當(dāng)穩(wěn)定。表面由專家進(jìn)行手工精制（圖4）柴梆。由此陨溅，承載部分得到極大提高，而這種加工品質(zhì)是加工設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)的沸根。刮磨的部位都是對(duì)設(shè)備加工質(zhì)量來(lái)說(shuō)非常重要的表面健十，如磨削軸和調(diào)節(jié)軸的承載孔，或心軸箱的承載表面和工件的托架等瘟百【隹客戶能夠以穩(wěn)定的加工精度進(jìn)行生產(chǎn)，達(dá)到長(zhǎng)期的質(zhì)量保證散岩。每臺(tái)新設(shè)備在進(jìn)行批量生產(chǎn)之前酿乾，均要接受分析和測(cè)評(píng)，并按照客戶的生產(chǎn)情況進(jìn)行優(yōu)化萌圣。

冷卻對(duì)磨削結(jié)果的影響

在磨削特別是高速磨削時(shí)渣蒙，冷卻具有重要的作用。工件和磨削刀具的熱載荷必須盡可能的低低海，以免邊角區(qū)域受到熱損傷缔寒，并提高刀具的使用壽命。此外顿蝇，針對(duì)不同的無(wú)心磨削任務(wù)感细，可以向磨削間隙里每分鐘灌注400 l的冷卻潤(rùn)滑劑（KSS）。這也是一個(gè)不可忽視的費(fèi)用因素票彪，尤其是所需的KSS凈化處理費(fèi)用红淡。

Mikrosa公司因此給自己提出了如何節(jié)省冷卻劑而不影響工件質(zhì)量的要求。問題的解決方案是降铸，采用新型針形噴嘴實(shí)現(xiàn)對(duì)工件和刀具的定點(diǎn)冷卻在旱。在新型的冷卻系統(tǒng)上，層狀的冷卻劑被加速到砂輪的圓周速度推掸，針形噴嘴把冷卻劑直接帶入到切削位上桶蝎。KSS很高的脈沖效應(yīng)可以使得所產(chǎn)生的氣墊沖向砂輪。其結(jié)果是工件和刀具均獲得極好的冷卻谅畅，冷卻劑的耗量明顯降低登渣。

對(duì)設(shè)備的良好保養(yǎng)可以延長(zhǎng)設(shè)備壽命噪服。Mikrosa公司通過(guò)在線監(jiān)視，引入狀態(tài)定向的維護(hù)和保養(yǎng)胜茧，這是一種集合了機(jī)械芯咧、系統(tǒng)理論、電子和信息化等技術(shù)的方案竹揍。在設(shè)備上所選定的關(guān)鍵點(diǎn)上的傳感器定期向設(shè)備控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)￠僭洌控制系統(tǒng)可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析棱悄，并可向操作人員發(fā)出極限值被超出的報(bào)警，同時(shí)提示操作人員需要進(jìn)行更準(zhǔn)確的專家診斷寡络。通過(guò)對(duì)特征值和傳感數(shù)據(jù)的測(cè)定鬼壹，在線監(jiān)視功能可以揭示設(shè)備和所選定部件的運(yùn)行狀態(tài)。

Mikrosa設(shè)備把所示的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)里述搀。數(shù)據(jù)庫(kù)可以識(shí)別技術(shù)流程時(shí)間和因維護(hù)而發(fā)生的停機(jī)時(shí)間寥药，并測(cè)得所分析系統(tǒng)組件的利用率、效能和停機(jī)概率恰避。狀態(tài)監(jiān)視有助于費(fèi)用的節(jié)省颅蟹，這是因?yàn)橹匾脑O(shè)備部件的壽命可以得到充分的利用，維護(hù)和保養(yǎng)措施與生產(chǎn)計(jì)劃可以達(dá)到高度的協(xié)調(diào)获殉。此外令消，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以用于對(duì)薄弱環(huán)節(jié)的分析、對(duì)工藝流程安全性的加強(qiáng)和對(duì)部件磨損狀況的早期發(fā)現(xiàn)轩鸭。

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