本地 CNC 專家助力中國公司開發實現徹底改進的齒輪切割機床

NUM 中國助力巴泰克加速開發一款突破性的六軸精密滾齒機。透過利用直接傳動主軸、NUM 超精密電子齒輪箱和著<br />名的 CNC 滾齒機技術,加上由本地專業機床設計商所開發的獨特 HMI,新型 Betek YK3132Z 滾齒機提供了前所未有<br />的切削速度和加工效率。與傳統的機械滾齒機相比,速度提高了近 10 倍 —— 比極具競爭性的六 軸 CNC 滾齒機快兩<br />倍以上 —— 可以預見,其將樹立一個全新的齒輪生產自動化性能標準。

天津巴泰克機械製造有限公司(巴 泰克)總部設于中國天津,專門從 事工業應用機械零件的生產和加工。 公司在製造業務中的機床使用經驗, 並結合市場調研,均已強調其在國內 齒輪生產市場的重大機遇。中國對結 合高精度、高加工效率和簡單易用的 CNC 齒輪切割機床的需求日益增長, 藉以取代低效的機械設計。2013 年, 公司作出戰略決策,擴大齒輪切割機床的多元化生產,並投資 8000 萬元 (約 1300 萬美元)建設一個 25,000 平方米的專用生產工廠和辦公室。

巴泰克的最新 CNC 機床 —— 六軸 YK3132Z 滾齒機現已推向市場 —— 在啟動開發工作後不足兩年時間。在 專案開始階段,公司對諸多製造商的 CNC 系統進行了考察,並快速決定基 於 NUM 的 Flexium+ CNC 平臺開發 機床。

據巴泰克總裁兼總經理金國林先生 透露:「我們之所以選擇 NUM 的 CNC 系統來開發新型滾齒機,主要原因是 其不同於市場上的很多競爭性控制 產品,而是採用開放式體系。這為開 發和定制工作提供了無限基礎,可 助力我們顯著降低成本及縮短上市 時間。我們計畫盡可能將 NUM CNC 打造為未來機床的標準化平臺,例 如,目前我們正在開發一款同樣基於 NUM CNC 技術的新型磨齒機。」

關於滾齒機項目,巴泰克選擇 CNC 供應商的另一因素是 NUM 公司在齒 輪生產應用上延續了數十年的經驗。 其基於 NUMgear 軟體的 CNC 滾齒解 決方案,如今被眾多領先的齒輪生 產機床製造商廣泛使用。靠近位於 北京的 NUM 工廠也是考慮因素之一 —— 這意味著巴泰克可享受快速回 應的本地應用支援和技術服務。

巴泰克的新型 YK3132Z 六軸滾齒機完 全基於 NUM CNC 設備。其使用最新 Flexium+ CNC 內核及高端 NUMDrive X 伺服驅動器,並結合緊湊型 BHX 和 SHX 伺服馬達;高解析度編碼器 和閉環控制最大限度地提高了速度 和位置精度。內置刀架主軸馬達和工 作臺(C 軸)力矩馬達為強大的直驅 裝置,同樣也由 NUMDrive X 伺服驅 動控制。這些馬達完全消除了對機械 傳動零件 — 如蝸輪蝸杆和斜齒輪的 需求,進而提供精密、無間隙的運動。

刀架主軸的轉速最高可達 1,200 rpm,工作臺旋轉速度最高可達 280 RPM ;這允許使用最新的高速切割刀 具。機床的線性軸採用由伺服馬達驅 動的高剛度精密滾珠絲杠,進一步提 高了精確度和可靠性。

所供應的 NUMgear 齒輪生產軟體套 件,包含專用滾齒功能和精密電子齒 輪箱,允許所有主動軸和刀架主軸完 全同步。電子齒輪箱透過預測加速率 與軸的速度,實現同步時間最小化。

與滾齒機的所有人機交互工作透過定 制式 HMI 的 NUM FS152i 操作面板實 現。該操作面板配備一個 15 英寸高 解析度背光液晶屏,帶有 22 個大功 能鍵,並包含一個強大的工業用 PC。 HMI 中使用大量直觀的圖形資料,使 用者僅需幾小時的簡單培訓即可順利 操作這台機床。齒輪製造資料可以透 過簡單的類似「填空」的方式來輸入, 也可以取自之前加工的零件的資料 —— 套裝軟體含了資料庫管理功能。

與滾齒機的所有人機交互工作透過定 制式 HMI 的 NUM FS152i 操作面板實 現。該操作面板配備一個 15 英寸高 解析度背光液晶屏,帶有 22 個大功 能鍵,並包含一個強大的工業用 PC。 HMI 中使用大量直觀的圖形資料,使 用者僅需幾小時的簡單培訓即可順利 操作這台機床。齒輪製造資料可以透 過簡單的類似「填空」的方式來輸入, 也可以取自之前加工的零件的資料 —— 套裝軟體含了資料庫管理功能。 定制式 HMI 軟體由常州邁通精密機 械有限公司專為機床而開發,該公司 專注於齒輪切割機床和使用者介面 軟體的設計,並大力投資于建立必要 的開發和技術支援基礎設施來服務 中國新興精密齒輪機床行業。邁通所 有人王海宇先生,擁有超過 15 年的 齒輪加工應用經驗,精通滾齒機和磨 削機床專業知識。

NUM 產品經理 Florian Schmidt 指出 近幾年,邁通已與 NUM 中國一起合 作完成了數個高價值的 CNC 機床專 案。其補充道:「為了向客戶提供理 想的解決方案,我們集全球製造商之 所長。」

王海宇先生對合作的益處表示認同: 「我相信,業務合作夥伴關係為客戶 提供了巨大的競爭優勢。透過如此緊 密的合作,NUM、邁通和巴泰克共同 創建了一台高度先進的精密滾齒機 床,可以預見其必將取得巨大的市 場成功。基於久經驗證且穩定的 CNC 系統,這台機床在易用性、效率和性 能方面將大大超越競爭對手。再加 上巴泰克卓越的生產管理和品質控 制體系,將有助於確保每一位元客 戶在受益於世界級精密機床的同時, 成本卻顯著低於同類產品」。

巴泰克六軸 YK3132Z 滾齒機對齒輪 坯料的最大可加工直徑為 320 毫米 (12.6 英寸)。其搭載的先進 CNC 系統 可處理五軸插補,從而順利高效地打 造複雜的齒輪齒型材。整個齒輪切削 的過程是完整且連續的,無需中途移 除/ 重新插入齒輪坯料或手動換刀。

幾乎可對任何類型的齒輪進行切削, 包括一些並不常見的類型,如平行 齒、人形齒、錐齒和非圓齒輪。為了 最大限度地提高加工精度,機床採用 幹式切削技術,過渡切削齒輪的加 工精度可以達到 6 級,成品可達到 3 級。採用幹切技術也消除了對切削 液的需求,而切削液是加工行業中常 見的污染物,需經特殊處理和處置。

(十月 2015)