Flexium 使新型航空无心磨床更为强大

在 NUM 的软件开发协助下,英国磨削专家 RefreshEng基于全球应用最为广泛的无心磨床,推出了其改造版。该升级方案将过时的 Cincinnati 2-OM 系列无心磨机转型成同类型的最新型自动化精密加工磨床 — 而费用比购置新机低近 60%。

该升级方案改变了 Cincinnati 2-OM 原来的液压和机械修整架构 — 利用固定凸轮和触针控制,使其成为一套基于 CNC 软件的先进系统。根据客户选择,该系统最多可提供七个伺服电机轴。该款新型机床最初针对航空业,提供应用定制软件,以实现机身和飞机引擎专用埋头、圆头和减压紧固件的自动化生产。

为完成自动化升级,RefreshEng 融入了大量的先进功能。这些功能包括自动监控和补偿砂轮磨损的声敏传感器。这些传感系统还被用来动态调节砂轮的进给率,从而消除间隙,仅这一功能就能将一批原料零件的磨削周期缩短约 20%。更高的运动控制分辨率以及插补运动能力不仅提高了磨削精度,还扩展了可磨削的形状范围。砂轮配备动平衡系统。砂轮转速也可调节,以适应不同的材质。另一个关键功能是可选择卸料机、销式上料机和前端上料机。

这一项目的思路源自 RefreshEng 对无心磨床业务的了如指掌,因其长期在英国和欧洲提供刀具维修服务。许多客户希望按先进标准重新管理旧机床,以便增加产能,淘汰人工操作,但是发现很难找到这项工作的技术支持。RefreshEng 发现了这一机遇,特别是在普遍使用的 Cincinnati 2-OM 系列上,据其估计仅英国仍存在 2000 台左右的 Cincinnati 2-OM 系列磨床。

RefreshEng 拥有经验丰富的磨床设计人员,十分清楚该怎样更新机械架构。更新包括将液压机构替换为伺服电机控制的运动,以及对下层架构的诸多改造如采用新铸件安装机电元件。RefreshEng 首席执行官 Damian Clements 需跨过的主要障碍是找到一个愿意使用高水准控制系统软件技能来完善公司专有技术的 CNC 供应商。为了使项目在经济上具有可行性,RefreshEng 还希望该 CNC 供应商能推迟收取开发投资回报,直至机床开始销售。因为之前与 NUM 的良好合作经历,Clements 首先与 NUM 英国探讨该项目。NUM 提议担当虚拟伙伴,允许其编程人员作为开发组的成员,与 RefreshEng 人员一同工作。

RefreshEng 向 NUM 提供其想要的新机床运行方式流程图,以便开发控制逻辑和操作界面软件。然后两个公司的工程师们一起实现和测试新控制系统 — 通常使用互联网远程连接原型机。尽管 RefreshEng所希望的个性化 HMI 类型对该款机型来说看似是全新的尝试,但是NUM 的软件开发员很快地完成了界面的开发工作 — 仅用了 3~4 个人月。Flexium 人机界面的开放式可编程性是实现这么短的设计周期的“催化剂”。除提供控制结构外,NUM 还利用 HMI 的可编程性,为控制软件创造了独一无二的感官 — 简化应用并为 RefreshEng 进入无心磨床市场竖立品牌认知度。

NUM 的操作软件采用对话框,从而简化了编程 — 新磨削曲线的生成不超过 1 分钟。操作员只需在一系列屏幕上填写数据(包括紧固件样式的图形表示),即可自动生成曲线。然后即可全自动生产零件,同时机床软件自动执行整理任务,如修整砂轮。

硬件基于 NUM 的经济型Flexium 68 CNC 内核,包括FS152i 触摸屏式 HMI、操作员编程控制用的机床面板(带手轮)、MDLU3驱动器和配备绝对编码器的 BPX 伺服电机。控制轴(视机床型号而定)分别控制砂轮进给、横向移动和转动、修整轮进给和横向移动、后止位和主轴横向调节。

“这个项目是 NUM 所青睐的工作方式的典型例证,”来自 NUM 英国的 Steve Moore 说。“因为我们的业务就是建立在帮助中小型机床制造商获得竞争力的基础上。我们已经投资建成了一个分散型研发结构,及位于世界各地的工程设计人员。我们也非常愿意个性化打造我们的 CNC 技术,为客户提供支持。”