雷尼紹機床測頭令FMS的生產效率提升60%
2021-10-27 來源：雷尼紹 作者：-
Trevisan公司合作時間最長的客戶之一，即一家為石油和天然氣行業供應閥門的跨國公司，向Trevisan尋求一套柔性制造系統 (FMS)，以提高閥門生產精度和效率，同時最大程度減少人工干預。Trevisan采用雷尼紹的一系列機床測量解決方案增強了該系統的制程控制能力。
背景
Trevisan Macchine Utensili (Trevisan) 公司于1963年成立，位于意大利，它是工件固定式車床設計和生產領域公認的全球領導者。該公司生產的車床應用于多個行業，涉及航空航天、農業、汽車、能源和海洋行業。
Trevisan一向以“超高的質量和工程標準”為宗旨。其機床均自主設計和制造，以確保對生產過程中的每個環節實現全面控制。
Trevisan還致力于不斷提升技術水準，為客戶提供完整的最新型FMS解決方案，其中集成多個Trevisan加工中心、托盤管理系統及自動化刀庫。
挑戰
Trevisan為客戶提供的FMS提案包括一條由四臺Trevisan DS600/200C加工中心組成的生產線，配備一個雙高度、40位多托盤系統，以及一個由機器人控制的600位刀庫，它能夠處理多種金屬，包括特殊鋼、不銹鋼、合金和鉻鎳鐵合金。
作為主要承包商，Trevisan與雷尼紹合作提供用于控制和驗證工件和刀具的測量系統，同時與其他專業供應商合作提供托盤搬運系統和機器人技術。Trevisan在自有的機床生產線上采用雷尼紹設備已有多年歷史，而且Trevisan的這家客戶也非常認可這一選擇。
于全球石油和天然氣行業，閥門的生產質量至關重要。閥門不僅要確保工人的安全，而且必須能夠百分百可靠地阻斷油流或氣流。完美的密封性是閥門的最基本要求，因為即使是最細微的裂縫或瑕疵也可能導致油或氣逸出，進而污染和危害周圍環境。
Trevisan Macchine Utensili商務總監Massimo Marcolin先生說：“為避免造成任何危害，閥門制造的精度要求極高。對于閥門的內部零件，為確保閥芯實現截流，我們不允許有絲毫誤差。因為任何誤差都可能導致整個閥門無法使用。”
為了滿足高精度和零件質量要求，必須克服工件及刀具的一系列測量與驗證挑戰：
• 序前工件確認和找正：確定毛坯工件在托盤上的精確位置、工件的精確尺寸以及余量，以優化粗加工、銑削和車削操作。
• 序中工件驗證：對加工特征進行序中測量，以確認和實時控制工序性能。
• 序中刀具測量：自動檢查刀具狀況，以防止出現刀具磨耗和破損。
• 精加工刀具驗證：在最終的精加工操作之前，檢查切削刀具有無磨耗或破損。
Marcolin先生表示：“我們將FMS設計為每臺加工中心均能獨立加工閥門，實現即產、即裝、即用的目標。這就要求在機床內完成所有精加工操作，而且精加工刀具的精度必須極高。”
解決方案
工件測頭技術
將每個毛坯工件通過托盤搬運到加工區域之后，使用雷尼紹RMP40無線電測頭在機床上執行自動測量。這款超小型觸發式測頭能夠輕松接近所有工件特征，精確可靠地測量工件尺寸、位置，并在托盤上找正對齊工件，重復精度在1 µm以內。
該測頭測量系統通過雷尼紹無線電機床接口RMI-Q與機床CNC通信。測量結果用于對齊拉平工件和工件坐標系找正，以及設定機床以執行精密的車削、銑削和磨削操作。
RMP40測頭采用跳頻 (FHSS) 通信，解決了大型復合加工中心的直聯難題。RMP40測頭堅固耐用、性能可靠。它采用最高等級的材料制造，能夠適應最惡劣的環境，克服沖擊、振動、極端溫度和持續暴露于冷卻液等各種不利影響。
該測頭在公認的2.4 GHz ISM頻段內工作，符合所有國際無線電通訊標準。這意味著，多個無線電測頭可在同一個FMS內工作，而不會相互干擾。
RMP40測頭還部署在整個閥門加工過程中，用于對粗加工和精加工特征進行尺寸檢查，以確保對加工操作實現全面控制。
非接觸式刀具測量
由于工件的尺寸精度取決于多種因素，包括刀具尺寸偏差和跳動度，因此在整個閥門制造過程中執行精確的刀具測量和驗證至關重要。為滿足精度要求，同時保持加工中心的高產出，Trevisan選用雷尼紹NC4非接觸式激光對刀儀。
NC4系統安裝在加工中心內，在發射器和接收器之間傳輸激光光束，這樣切削刀具能夠穿過激光光束。刀具切入光束時將導致接收器接收的激光量減少，從而生成觸發信號。這樣即可記錄機床的位置，用于準確確定刀具的尺寸、幾何形狀以及有無破損。
NC4系統適用于各種加工中心，支持多種工作范圍和配置，并且具有集成吹氣系統以MicroHole™和PassiveSeal™技術，以保護其精密光學裝置。它能夠測量和檢測直徑小至0.03 mm的刀具或特征，重復精度為+/-1 µm。
高精度對刀臂
FMS中還包括雷尼紹高精度自動對刀臂 (HPMA)，用于在精加工數控車床上執行序中刀具測量和刀具破損檢測。
HPMA包括一個自動對刀臂、一個RP3三維測頭、一套測針組件，以及TSI3機床接口（用于與數控機床控制器通信）。
該對刀臂適用于6 in至24 in的機床卡盤，而且其測針配置適用于刀方16 mm至50 mm的所有標準刀具尺寸。
結果
通過集成雷尼紹機床測頭測量系統用于閥門工件和切削刀具的找正和測量，Trevisan Macchine Utensili公司為其客戶打造了一套柔性制造系統 (FMS)，最大程度提高了精度和生產效率。
FMS將先前的手動操作自動化，從而消除了人為誤差風險，以及因刀具過度磨耗或破損而造成廢品的風險。測量精度提高，同時保持高產出。
Trevisan Macchine Utensili的客戶表示，自從全力運行FMS之后，其總體生產效率提升了60%，而不合格率降為零。現在，它能夠為石油和天然氣行業生產精度更高、性能更可靠的閥門，而且廢品率為零。
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