公司消息

博世力士乐杂志:Rexroth产品的应用(2012.2)。

2012/12/18
案例1:部件少,产能高。
PCMC公司生产的柔版印刷机Fusion集换工装时间短和废料少的优点于一身,博世力士乐的技术对此的支持是功不可没的。


位于美国威斯康星州绿湾市的 Paper Converting Machine Company (PCMC) 公司开发研制了Fusion印刷机,这种柔版印刷机比它的前身工作效率更高,这要归功于力士乐的驱动技术、控制技术以及线性传动技术为此起到了至关重要的决定性作用。“在这个行业中提出了缩短换工装时间,由此而增加宝贵的印刷时间的要求,而且印刷机还要避免浪费,无论是材料还是时间都是如此”,PCMC公司印刷、涂层与热塑研发部负责人 David Wall 说道。
 
很短的加油停车时间
印刷机Fusion配置有力士乐的自动化系统IndraMotion 和伺服电机,完全满足了这种高要求。机器根据所配置的彩色印刷装置的数量带 17 根轴或 21 根轴工作,另外的七根轴负责纸张输入和设置在机器首尾上的纸卷筒之间的拉力控制。每台 Fusion 印刷机都由一个直径在 2.4 米到 3 米之间的中央印刷滚筒组成,在它的周围可以布置八个或十个印刷装置,每个印刷装置都配置有两个印刷辊,这些印刷装置负责把图片和颜色印刷到被印刷的材料上,印刷辊由 IndraDrive M 伺服电机和系列 IndraDyn T 的直接驱动电机来驱动。
“更快、更简单”- 这就是对选择设备所需的控制器的要求。IndraMotion MLC 能够控制配置最多 64 根轴的设备实现同步运动,因此,非常耗时的手工完成的各颜料装置的压力调整和颜色调整工作已经成为了历史。一个集成的可视检查系统能够在一个很短的时间内对调准器进行调准,这个标记保证了各种单个的颜色能够准确地套印在一起,隐藏在幕后的高新技术帮助印刷机顺利地完成非常复杂的任务。所达到的效果是:在更换了纸卷筒后柔版印刷机能够很快重新开始工作。控制器通过电机的数据能够获取印刷滚筒最佳定位的时间点。由PCMC研发的PrintSense功能发挥了很大的作用:它将每个印刷装置中的印刷滚筒和涂料辊精确地组合在一起,而此时就可以开始印刷工作了。
集成的安全功能元件和能源回收利用功能为Fusion带来了额外的竞争优势。迄今为止在各轴制动时产生的能量都以热能的形式损失掉了,在新研发的机器中能够对它们进行回收并重新送回系统,从而节约了能源。Wall接着介绍了另一个优点:“在更换印刷板的过程中,”Safe Stop”功能能够把各轴安全可靠地停在预先设计的位置上,而以前我们必须为此配置一套制动或联锁机构,这就需要更多的零部件。”

高效的组装系统
使用较少的零部件就意味着降低了成本,同样从这个角度出发,在Fusion印刷机中规定了新的标准。通过采用智能型传动技术,PCMC的新机器与其前身相比几乎省去了60%的零部件,因为,现在只需两种不同规格的电机来驱动十一根机器轴。在这里采用的是来自力士乐的范围广泛的标准组装系统中的直接驱动电机 IndraDyn T,这种液体冷却式转矩电机由单独的定子和转子组成,能够达到最大13800 Nm 的转矩,因此,它能够以比以前快六倍的速度来加速Fusion印刷机。“拥有大量的标准电机是力士乐的强项之一”,系统组合公司CMA/Flodyne/Hydradyne的销售工程师 Doug Anderson 强调说。专家们为PCMC选择了一种必须在15秒内停车的电机用于大型印刷滚筒,另一种型号的电机用于不同宽度的图片辊和彩色辊的驱动。

安全的框架
为了使印刷辊即使在高加速的情况下也能安全且精确地保持在固定的位置,为此PCMC在线性传动技术方面也采用了力士乐的产品,而且这些产品必须具有一定的特性:在每次印刷任务更换的时候必须使印刷装置和彩色装置对印刷板更换的工作能够来回移动,而一旦新的印刷工作开始起动,它就必须重新稳定固定,并安全可靠地夹持住印刷辊和网线辊,只有这样,才能即使在最大的回转速度的情况下也能精确地印刷每层彩色图案。在Fusion印刷机中,精密的滚珠丝杠传动系统和四个滚珠导轨导向系统一方面保证了所必需的灵活性,另一方面也保证了机器的稳定性,这些产品的结构非常紧凑,能够稳定地夹持很高的载荷,而且能够无错误地工作上千个小时之久,而只需很少的维护工作。“机械元件不许无所控制地晃动,否则就会对印刷图像产生影响,力士乐的滚珠丝杠传动系统和滚珠导轨导向系统为我们的Fusion印刷机提供了达到要求的刚度所必须要达到的间隙和误差”,Wall说道。
第一台柔版印刷机已经在PCMC的客户投入了使用,并在客户那里引起了很大的反响。David Wall 知道其原因是什么:“改善的换工装时间和一目了然的系统设计方案使机器能够非常简单地增加生产性的印刷时间,再加上节约能源的优点为新型Fusion印刷机的成功投入使用作出了卓越的贡献。”由这种印刷机印制的精美包装必然会得到顾客的厚爱,能够使逛街购物成为人们的一种享受。

 
 
案例2:积极参与革新
借助于力士乐的圆管系统EcoShape,Deutz股份公司的员工们把“精益生产方式”在日常工作中轻松自如地付诸实施。他们在自己的车间里就能简单快捷地制成新的生产辅具。
Deutz公司不仅只是为员工们定期举办学习班,而且也在生产车间的中部设置了一个根据日本的“持续改善”的生产哲学命名的“Kaizen车间”。

让浪费没有立足之地
坐落在科隆跑尔茨区的Deutz公司的生产基地是这家企业在全球最现代化的发动机生产厂之一,专门从事着发动机的生产制造工作。客户把这些发动机产品应用在多个领域中,如行走机械、农业机械或者船舶等行业。客户对产品的专门需求是多种多样的而且要求极高,所以生产的速度非常之快:每90秒就有一台新的发动机离开工厂。为了保证如此之高的生产量,必须使生产加工流程对新的条件能够快速作出反应,为此,员工们随时可以进入布置在发动机生产车间中部的“Kaizen车间”,这样就能够简捷地组建新的生产辅具,从而快速地匹配于正在进行中的工作流程。员工们可以在为此目的而建造的试验装配线上对其所组建的辅具进行优化和对日常工作的适用性进行试验,而同时生产流程可以不间断地继续运行。
 
每天都有新的生产辅具
这个车间的基础是储备了很多圆管系统EcoShape中的部件的大型料库。力士乐的销售伙伴PTS自动化公司为这个车间供货了所需的零部件,并且帮助Deutz公司组建了第一批生产辅具。公司员工们对能够如此轻松快速地利用EcoShape把“持续改善流程”应用于日常工作当中感到欢欣鼓舞,几乎是每天都有新的辅具产生:“大量组合的可能性使所有的要求都能得到满足,这也是这种系统优于其它系统的原因之一”,Laakmann高兴地说道。利用根据同样也是从远东引进的错误避免原理Poka-Yoke原理设计的简捷的连接技术,可以将19种不同的零件无错误地组合在一起。在这里,装配工也可以根据具体的应用范围使用完全兼容的力士乐“手工生产系统”和“基本机械组件”中的部件。最终组装完毕的结构完全由坚固的铝型材组成,并且可以马上投入到日常工作当中。


为未来做好了准备
这种系统的应用可能性同样也是多种多样的,例如,员工们组建了一种机架用于把发动机输送到中部车间,并在那里对组装辅具进行试验。因此,这样的输送工作无需很大的体力,正是采用EcoShape组成的、这些减轻工作负担的辅具为现在和将来的工作提供了极大的方便。

 
 
案例3:更好的冰淇淋棒
加拿大的冰淇淋棒制造商 John Lewis 借助于变转速泵驱动系统在一个工序的环节中就节约了 70% 的能源。
加拿大魁北克省的 John Lewis Industries 公司的木材厂:在这里的生产线上每天都要生产两千六百多万只冰淇淋棒。这家具有传统的企业自1920年以来一直为在世界占主导地位的冰淇淋生产商供应无异味的梨木冰淇淋棒。这家企业采用的是根据 Forest Stewardship Council (FSC) 认证的可持续性林业经济,然而这家供应商还想要在其生产加工中尽可能降低能耗。
可持续性林业,可持续性生产。
因此,这家企业为其生产流程启动了一个优化项目。在这个项目中,这家公司与能源效益专家博世力士乐一起把木板加工设备中的用于液压驱动式运动轴的动力站作为了革新的主要目标。在这个加工位置上,一套自动起升装置负责把树干升起,并将其输送到木材厂进行加工。在上料装置被卡住时,由一台由动力站驱动的吊车负责把被卡住的树干拉出,并将其送入生产流程。为了使操作人员能够在这种情况下灵活迅速地作出反应,并且能够快速地完成这种手动操作的工作,至今为止一直是采用一台定量泵负责始终以全功率向系统供油,其中多余的流量直接返回油箱。这样一来,在部分负载工作的情况下,动力站要消耗十二千瓦的功率,而在尖峰负载的情况下需要消耗二十千瓦的功率。
 
节约 70% 的能源
为了改善这种不令人满意的效率,力士乐的专家们决定采用变转速泵驱动系统 Sytronix SvP7000。集成在系统中的IndraDrive电机在工作循环的间歇,或者在部分负载工作时会自动降低转速,使泵只向系统提供吊车操作员实际所需的流量。这种改建工作立即就见到了效果:在部分负载工作时动力站仅消耗两千瓦的功率,节约能源高达 70%。
更换工作本身也相当简单:预设的功能以及用于控制系统通讯的开式接口极大地简化了控制部件接入系统的工作,即使是在已经安装完毕的设备中也是如此。用户不需要进行繁复且耗时的编程工作,而只需对预设的控制器进行参数化即可。
 
同时也更安静
能源问题既是一个重要的,同时也是一个影响员工的工作条件的因素。“我们所讲的并不是一个纯粹的能源节约问题,而同时也是一个明显降低工作噪音和获得一个更好的系统行为的问题”,John Lewis Industries 公司改建项目负责人Stéphane Pronovost 解释说。因为,Sytronix一方面在不采取额外的防噪措施的情况下即可使平均噪音下降20分贝,另一方面,按需控制的控制器也改善了操作性。在与实际消耗进行高动态匹配的过程中,集成的控制器非常睿智地利用
了流体技术的特殊性,从而使操作人员不必进行调整工作。另外,现在的吊车比以前动作更加灵敏和产能更高。
 
用于未来的标准
另外,Sytronix还减少了设备对冷却功率的需求,因为,液压油发热的现象要比以前减少很多,这就提高了液压油的使用时间,因而再一次降低了能源消耗。“我希望这种技术能够成为所有未来的液压动力站的工业标准”,Pronovost 强调说。John Lewis Industries 公司为此做出了应有的贡献,并且正在准备对其它的动力站也进行改建。


 
案例4:把可靠性放在首位
中国的柴油机制造商中船三井公司利用模块化的系统解决方案使其大型船用柴油机的交货期缩短了一半。
大型船舶需要大型驱动装置。上海中船三井造船柴油机有限公司专门生产这种大型驱动装置:船用大功率低速柴油机,柴油机气缸直径为980毫米,转速为每分钟97转,功率高达50000千瓦。另外,船用发动机的正常运行还取决于一些非常关键的控制组件,例如设置在桥楼和机房中的控制阀箱、应急控制阀箱等。

整体集成
但是,这些子系统的供货和安装并没有像中船三井公司想象的那样一帆风顺,因此,他们开始寻求另一种解决方案。“组装各种控制阀箱这类‘细致活’相对比较繁琐,并且大多数情况下只允许在很短的时间内完成,时间非常紧迫,因此,我们积极努力地寻找一个有资质的供应商来配合分担这方面的一些集成工作”,中船三井采购项目经理方泽新谈到。恰逢此时,一家资深供应商提出了变元器件供应为模块化设计组装模式的方案,这就是誉满全球的供应商:博世力士乐。双方可以说是一拍即合。
博世力士乐长期为中船三井提供各种气动控制阀和重要的 Variable-Injection-Timing 控制单元,这些控制组件的作用就是对发动机进行操纵,如控制喷射燃油的时间和角度、启动、停车和换向,换向操纵由专门为这种应用开发的气动换向缸来完成。中船三井对双方可靠的密切合作感到非常满意,所以决定将这些子系统的装配和准时供货的工作委托给博世力士乐来完成,从而决定性地优化了整个运作过程,自此双方的合作进入了新的阶段。博世力士乐在上海康桥加工中心的员工们拥有在船舶技术方面的专业知识,在那里完成控制阀箱的组装工作。根据客户的具体要求将原来分散的元件进行模块化的集成,与管路、箱体相配合构成控制阀箱,革命性地实现了阀箱的整体交付。中船三井因而获得的是一种新的全部模块化的控制阀箱。
 
节约时间和成本
通过密切合作带来了效益的提高:在此之前,中船三井的安装工必须根据设计的要求来选用管件、箱体等部件,然后与阀件进行组装,才能得到完整的控制阀箱,而且还要为此寻找供应商。自从博世力士乐供应完整的模块以来,使客户的运作周期缩短了一半:从以前的四个月缩短到了两个月。博世力士乐气动应用经理王渊对此谈到:“我们已经在箱体上预留出了精确的控制阀箱进气口和出气口以及必要的电气接口。而用户方中船三井公司在接收后只需要与布置好的管路线路做简单的连接就可以正常使用,无需等待控制箱安装后再进行配管和配线工作,这就节省了很多时间。”这种配合默契的合作同时也节约了成本,中船三井采购项目经理方泽新介绍说:“这种改进不但效果更佳,还为我们节省了约 5% 的整体成本。”
 
不断继续改进
此外,博世力士乐在控制箱集成的过程中还融入了一些控制设计方面的独到经验,既为用户实现了价值的提升,也使博世力士乐在产品之外的一些技术优势体现得淋漓尽致。

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