风力发电设备由各种不同的高科技部件构成。减速箱齿轮便是其中一个主要部件
在六台加工风力发电设备齿轮的车床生产线上,龙门式机械手承担着装载和卸载的任务。工件从三个中央储库里被输送到机械手那里。接受流程监控的整套设备可以实现无人化的操作。
在可替代能源(水力发电、太阳能、生物能源和地热)中,风力发电发挥着关键性的作用。至2020年,德国将至少有30%的电能来源于可替代能源。尤其是德国东部和北部的风能。风力发电设备由各种不同的高科技部件构成。减速箱齿轮便是其中一个主要部件。
根据Germanische Lloyd的技术规范,风力发电设备的大型减速箱的使用寿命为20年或130000工作小时。由此,可以确定减速箱和零部件必须达到何种质量水准,以达到所需的运行寿命。
图1 带有10台Hankook紧凑型加工中心、用来硬加工风力发电设备大型减速箱齿轮的空调化生产线
齿轮加工的诸多技术诀窍
加工此类齿轮,需要用到具备较高专业能力和技术诀窍的专业人员。位于不莱梅Bassum的Stelter Zahnradfabrik公司便是这样一家专业公司,公司成立50多年以来,始终作为高品质的合作伙伴,向欧洲工业领域提供齿轮。客户需要的是汽车、造船、风力发电和太阳能方面的全球品牌制造商以及大型减速箱的制造厂商。
Stelter公司的一种特色产品是行星齿轮(如型号范围在0.5~34之间的齿缘研磨的正齿轮)。为了使德国生产的所有齿轮产品达到很好的质量水平,就需要让人与设备达到完美配合。
图2 在生产线上,龙门机器人承担着对加工中心的装载和卸载任务
创新型的生产线、智能型机器人和高素质的操作人员,这些要素构成了一个可确保品质与安全的工作团队。对于客户来说,按时供货是最重要的,因此,要选择一个可靠的,经受住市场多年考验的企业作为合作伙伴,可以给客户安全感。除了能够持续提供高精密的产品,巨大的技术创新潜力也是企业的一个窗口。在不久的将来,不断有新产品被研发和制造出来,并应用于新的领域。这便是企业与客户共同成长的一个基础。
这家公司成立于1950年,从私营企业逐步发展成为全欧洲生产和精制齿轮与链轮的品牌主导企业。该公司设有三个部门:技术部、经济部和质量管理部。各部门之间相互联系,因此在各个层次上均确保质量万无一失。
对齿轮进行自动化的高精密加工
Stelter公司拥有200多名员工。在18000m2的厂房面积上,配置了一批“最先进”的生产设备和大约200台机器人,以两班或三班的作业方式进行小批量直至大批量的齿轮的高精密加工,产品质量达到甚至超过全欧洲的品质水平。企业的目标是要充分利用设备的生产能力,在技术创新上永远走在竞争对手的前面。
图3 在Hankook VTC 100型立式车削中心上对切割刀具进行检验
前不久,又有两个有效面积为6600m2的新车间竣工。这两个新车间安装了Hankook紧凑型数控车削加工中心,用于对风力发电设备和大型减速箱的齿轮进行软、硬车削加工。自动化的加工流程无需人工连续监视。由此不难看出,在风能领域,也可以通过现代化的加工方案,大幅降低生产成本。
六台Hankook的VTC 100和VTC 125E型现代化立式车削中心排成一行,工件的上料和下料由可行走的龙门机器人执行(图1、 2)。两个循环式中央仓库负责工件的输送。整套生产设备接受流程监控,可以达到无人化运行。同时,可以缩短加工循环时间。加工车间可以实现三班作业,由此,生产成本可以进一步降低约25%。车削质量可以达到IT 7级。
龙门机器人负责设备的上料
这种生产策略也被应用到车削直径为850mm的VTC85R小型立式车削中心上。机床采用的刀柄很容易实现快捷的换装,因此在加工过程中还可以进一步提高生产效率。该车间的所有立车均配备有:机器人自动对2t以下的工件进行上、下料操作;测量系统在设备上即可对工件进行测量(图3);对加工流程的自动监视,其核心部件为电子辅助统计流程控制系统(SPC);切屑集中排送。
图4 在一个设有空调的测量室里对齿轮进行检测
该公司运作良好,能够适应各种挑战,并致力于持续“提高效益”的目标。由此,多年来客户对这种合作关系经常予以新的评价,赋予新的意义。为了实现目标,Stelter公司也采取了下列策略和方案:
强化服务意识和服务精神;
在SPC基础上建立最先进的质量管理体系(排除故障是好的,但防患于未然则更好);
零故障率,因为质量为先,Stelter公司作出五重保证,从材料入厂和加工开始,经过检验实验室和测量室把关,直至质量管理、认证(图4);绝对精确。
所有这些措施均有助于Stelter齿轮公司成为欧洲最先进的外协加工企业。用户是上帝,这也是公司管理层、员工和二级供应商所面对的理念和挑战。惟有满足客户的需求,企业方可持续得到发展,从跑车、水泥厂、采矿和输送等技术领域,一直到风力发电及太阳能设备。
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