EMAG opracowuje linię produkcyjną do wytwarzania wałów wirnikowych

Do 2032 r. na rynku samochodów osobowych może się pojawić więcej alternatywnych systemów napędowych niż silników spalinowych – jak wynika z nowego opracowania firmy Deloitte. Łatwo sobie wyobrazić, co to będzie oznaczało dla przemysłu motoryzacyjnego: udział wartości dodanej komponentów silników spalinowych zmaleje równie szybko, co wrośnie udział komponentów napędów elektrycznych. Do tych ostatnich należy także wiele symetrycznych obrotowo części, dla których specjaliści od budowy maszyn – tacy jak EMAG – opracowują obecnie specjalne rozwiązania produkcyjne. Firma może się pochwalić realizacją zautomatyzowanej i wydajnej linii do produkcji wałów wirników i precyzyjnego toczenia pakietu z wirnikiem. Dzięki elastycznym systemom klient może wykonać wiele różnych operacji obróbkowych.

Rosnąca liczba silników elektrycznych stanowi wyzwanie dla planistów produkcji. W wielu obszarach muszą oni tworzyć nowe rozwiązania, dzięki którym komponenty, takie jak wał napędowy silnika elektrycznego, można produkować szybciej i wydajniej, w ramach kompletnych systemów produkcyjnych. Przykład realizacji systemu dla klienta, który produkuje komponenty do e-mobilności, pokazuje, jak może wyglądać takie rozwiązanie:

 

– Nasi partnerzy poszukiwali elastycznego systemu, obejmującego inteligentne rozwiązania automatyki i integrację IoT, który wykonywałby dużą liczbę operacji obróbki skrawaniem wału wirnika. W obliczu takich wyzwań klient od wielu lat polega na EMAG, ponieważ firma ta oferuje rozwiązania pod klucz, z jednego źródła, a Grupa EMAG opanowała prawie wszystkie technologie obróbki skrawaniem – wyjaśnił Andreas Bucher, Key Account Manager w EMAG.

 

Klient udostępnił firmie EMAG rysunki projektowe komponentu, aby ułatwić późniejszą obróbkę mechaniczną i umożliwić opracowanie jak najoszczędniejszego i najbardziej niezawodnego procesu produkcyjnego. Rozwój linii odbywał się w ścisłej współpracy, co potwierdza Michael Ihring z EMAG Systems:

 

– W EMAG obowiązuje zasada „jedna osoba kontaktowa dla klienta”. Doświadczony przedstawiciel firmy omawia z klientem wymagania dotyczące całego rozwiązania produkcyjnego – dotyczy to również np. maszyn, które nie pochodzą z EMAG [przyp. red.: jak w tym przypadku OP 30]. Dlatego zajmujemy się kompletnym rozwiązaniem produkcyjnym i definiujemy jego specyfikację. Zalety są oczywiste: znacznie mniej uzgodnień interfejsów skraca czas dostawy, a także prowadzi do stworzenia korzystniejszego i efektywniejszego całościowego rozwiązania.

 

Osiągnięcie celu w dwunastu operacjach

W efekcie powstała imponująca sekwencja zadań obróbkowych wykonywanych wokół wału wirnika – z co najmniej dwunastoma głównymi i różnymi dodatkowymi operacjami. Automatyzacja i łączenie poszczególnych maszyn oraz stanowisk odbywają się z użyciem robotów, portali i własnego systemu EMAG TrackMotion.

 

Dwanaście głównych i wiele dodatkowych operacji, których efektem jest gotowy, obrobiony wał wirnika. Automatyzacja i połączenie maszyn i stanowisk odbywają się z użyciem robotów, systemów portalowych i własnego systemu TrackMotion firmy EMAG

 

Proces ten został tutaj szczegółowo przedstawiony: 

• Po podaniu przez operatora surowych detali na transporterach buforowych rozpoczyna się toczenie zgrubne na dwóch obrabiarkach VTC 200 firmy EMAG – idealne rozwiązanie do czteroosiowej obróbki wałów ze skróconymi czasami głównymi (OP 10/20). Następnie odbywa się przedmuchiwanie i pomiar. Maszyna pomiarowa przekazuje informację zwrotną do tokarek, które automatycznie dokonują korekt.

 

OP 10/20 – toczenie na miękko na dwóch maszynach VTC 200. Obróbka wału w czterech osiach znacznie skraca czas operacji

 

• Po procesie wytwarzania wewnętrznych kół zębatych (OP 30, formowanie) gniazda łożysk wału wirnika są podgrzewane indukcyjnie i hartowane w OP 40 na maszynie MIND L 1000 firmy EMAG eldec.

 

OP 40 – hartowanie indukcyjne gniazd łożysk na maszynie MIND L 1000 firmy EMAG eldec

 

• Interesujące są również kolejne operacje wykonywane na dwóch obrabiarkach VTC 200 CD (OP 50, toczenie wewnętrzne) i dwóch VTC 200 (OP 60, obróbka otworów) firmy EMAG. Oba procesy wykonywane są równolegle na dwóch maszynach w celu zwiększenia wydajności. Następnie wał wirnika jest przedmuchiwany po raz drugi, mierzony, a dobre części są znakowane za pomocą DMC.

 

OP 50 – wewnętrzne toczenie wałów wirnika na VTC 200 z napędem centralnym

 

OP 60 – operacje precyzyjnego toczenia i wiercenia narzędziami napędzanymi na maszynie VTC 200

 

• W OP 70 mają miejsce dwa procesy montażowe, podczas których łączone są tuleja i pokrywa.

 

OP 70 – Montaż tulei i pokrywy

 

• Końcowa operacja toczenia (OP 80) na VTC 200 doprowadza do perfekcji kołnierz i gniazda wału wirnika. Przedmuchiwanie, pomiar i składowanie to ostatnie zadania realizowane w ramach linii produkcyjnej.

 

OP 80 – precyzyjne toczenie kołnierza i gniazd wału wirnika

 

Film z całego procesu można obejrzeć tutaj: https://youtu.be/SasBiB_R1Fs

 

– Widzimy, że nasze założenia się potwierdziły. Procesy są bardzo stabilne, co znajduje odzwierciedlenie w jakości komponentów. Równocześnie klient korzysta z elastycznego rozwiązania gniazd, które w każdej chwili można rozbudować, aby sprostać rosnącym wymaganiom dotyczącym wydajności. Elastyczność ta jest widoczna w każdym szczególe, aż po automatyzację. Ponadto różne inteligentne strategie wymiany narzędzi zapewniają bardzo niewiele przestojów – podsumował Michael Ihring.

 

Toczenie bez linii śrubowej zapewnia perfekcyjne wykończenie powierzchni pakietów blach

Na tym jednak nie kończy się duży projekt e-mobilności realizowany przez EMAG dla tego klienta. Konstruktorzy maszyn zaprojektowali również rozwiązanie do wysoko precyzyjnego toczenia pakietu z wirnikiem na obrabiarce VTC 200. Zastosowali tu tzw. proces toczenia bez linii śrubowej: narzędzie porusza się po detalu ruchem tocznym – skośnie ustawiona krawędź skrawająca CBN przesuwa się po obracającym się detalu. Punkt zaczepienia krawędzi skrawającej przesuwa się w sposób ciągły. Cały proces jest około pięć do sześciu razy szybszy niż konwencjonalne toczenie na twardo i do trzech razy szybszy niż szlifowanie. Mimo to uzyskuje się doskonałą jakość bez linii śrubowej. Powierzchnie, które wcześniej musiały być szlifowane, w przyszłości mogą być toczone. Jest to idealne rozwiązanie do pakietu blach z rotorem.

Cały proces można zobaczyć na filmie: Scroll-Free Turning.

 

Korzyści dla rozwijającego się rynku e-mobilności

 

– Klient korzysta z doskonale dostosowanych systemów, które gwarantują stabilność i niezawodność procesu, zarówno podczas obróbki wału wirnika, jak i podczas toczenia pakietu blach. Są to ogromne zalety, które zamierzamy wnieść do rozwijającego się rynku e-mobility w nadchodzących latach – powiedział Andreas Bucher. – Zapytań z sektora produkcji silników elektrycznych jest coraz więcej. Jednocześnie nasza technologia już dziś jest stosowana w wielu obszarach w przemyśle.