近20年來(lái)，總部位于奧地利上奧州格里斯基興的Pöttinger Landtechnik GmbH一直依靠一套包含4臺(tái)加工中心和托盤(pán)庫(kù)系統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行機(jī)械制造。憑借這一配置，Pöttinger長(zhǎng)期以來(lái)在柔性制造領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。然而，5年前，公司認(rèn)為是時(shí)候?qū)で笠环N新的解決方案，以便在生產(chǎn)技術(shù)上再次走在行業(yè)前列。

Pöttinger生產(chǎn)用于草地、農(nóng)田和數(shù)字化農(nóng)業(yè)技術(shù)的機(jī)械與設(shè)備。無(wú)論是割草機(jī)、裝載車(chē)、犁、松土機(jī)，還是輔助系統(tǒng)與軟件——所有產(chǎn)品都代表著頂尖技術(shù)水準(zhǔn)。Pöttinger生產(chǎn)與物料管理執(zhí)行董事Jörg Lechner解釋道：“作為一家家族企業(yè)，我們重視可持續(xù)性、質(zhì)量和長(zhǎng)遠(yuǎn)思維——這些價(jià)值觀直接體現(xiàn)在我們的制造理念中。”

這一理念的核心原則是一種高度靈活的生產(chǎn)方式，能夠根據(jù)客戶的個(gè)性化需求進(jìn)行定制。Pöttinger并非面向庫(kù)存生產(chǎn)，而是以每周為周期制造產(chǎn)品，并可根據(jù)市場(chǎng)需求進(jìn)行調(diào)整。這一點(diǎn)在犁的制造中體現(xiàn)得尤為明顯，其產(chǎn)品種類(lèi)繁多，幾乎沒(méi)有兩臺(tái)設(shè)備完全相同。支撐這種高度個(gè)性化的，是Pöttinger研發(fā)的模塊化設(shè)計(jì)體系，它使得在復(fù)雜度很高的情況下仍能實(shí)現(xiàn)后期的產(chǎn)品差異化以及準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)。

在運(yùn)行中完成系統(tǒng)更換

Pöttinger所需加工的零部件種類(lèi)極其廣泛：從重量約300g的簡(jiǎn)易建筑鋼制小板件，到由鑄坯制成、重達(dá)27kg的復(fù)雜變速箱殼體，應(yīng)有盡有。此外，長(zhǎng)度接近900mm的焊接框架件也必須在該生產(chǎn)系統(tǒng)上進(jìn)行切削加工。對(duì)精度的要求同樣極為嚴(yán)苛，例如在變速箱殼體的加工中，必須確保達(dá)到μm級(jí)的公差。“這就需要既堅(jiān)固又高精度的加工中心。”機(jī)械制造主管Iskender Merkezoglu如是強(qiáng)調(diào)。

4臺(tái)Heckert H75加工中心以及由Promot提供的托盤(pán)與高架倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)組成了Pöttinger全新的全自動(dòng)化生產(chǎn)線

對(duì)舊系統(tǒng)進(jìn)行改造的方案很快被否決，因?yàn)槟菢訒?huì)耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，而且不同的軟件版本也會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。于是，Pöttinger決定在生產(chǎn)不中斷的情況下實(shí)施一次徹底更換。

借助CHECKitB4軟件平臺(tái)和Heckert H75的數(shù)字孿生，零部件已經(jīng)在虛擬環(huán)境中完成調(diào)試——為僅用十二周即可順利投產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)

最終，中標(biāo)的是機(jī)床制造商斯達(dá)拉格，其提供的Heckert H75臥式加工中心成為核心選擇。這款在開(kāi)姆尼茨工廠新研發(fā)的機(jī)床，憑借比同類(lèi)機(jī)床更大的工作空間和干涉圓直徑，同時(shí)卻擁有更小的占地面積而脫穎而出。Merkezoglu解釋說(shuō)：“在我們場(chǎng)地有限的情況下，這是一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。同時(shí)也考慮到未來(lái)，因?yàn)槲覀兊牧悴考芸赡軙?huì)在尺寸和復(fù)雜度上進(jìn)一步增加。”負(fù)責(zé)整個(gè)生產(chǎn)的Raimund Hohensinn補(bǔ)充道：“斯達(dá)拉格的加工中心還具有極高的能效，這對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常重要，因?yàn)镻öttinger非常重視能源的節(jié)約使用。”

在自動(dòng)化合作伙伴的選擇上，Pöttinger選定了來(lái)自?shī)W地利上奧州Roitham的Promot Automation GmbH。Merkezoglu進(jìn)一步介紹說(shuō)：“斯達(dá)拉格Heckert H75機(jī)床配備了一個(gè)經(jīng)濟(jì)型的260位刀庫(kù)。通過(guò)Promot的Toolmaster龍門(mén)裝載系統(tǒng)，可以將4臺(tái)機(jī)床的刀庫(kù)互聯(lián)，總共可容納1040把刀具。這樣，我們可以根據(jù)需要在4臺(tái)機(jī)床之間自由調(diào)配刀具。這意味著一把專(zhuān)用刀具可供4臺(tái)機(jī)床共享——相比過(guò)去每臺(tái)機(jī)床都必須配備相同刀具的方案，這帶來(lái)了巨大的成本優(yōu)勢(shì)。”

這一方案不僅節(jié)省了成本，也為生產(chǎn)計(jì)劃帶來(lái)了新可能性。生產(chǎn)控制系統(tǒng)可以在任何時(shí)候、毫不費(fèi)力地將工件任務(wù)重新分配到空閑機(jī)床上。Merkezoglu還指出，所有機(jī)床都能即時(shí)獲取刀具數(shù)據(jù)，這得益于集成在刀柄中的巴魯夫芯片，該芯片由卓勒預(yù)調(diào)儀寫(xiě)入。

數(shù)字孿生

Pöttinger負(fù)責(zé)整體協(xié)調(diào)，并直接分包各個(gè)專(zhuān)業(yè)工程。集成商角色由自動(dòng)化公司Promot承擔(dān)，他們將4臺(tái)Heckert H75加入一個(gè)共有134 個(gè)貨位、分為五層的高架倉(cāng)庫(kù)中——由Palmaster FFS1500 貨架操作機(jī)操作。該靈活生產(chǎn)系統(tǒng)還包含4個(gè)Vario裝夾站，其中2個(gè)可電動(dòng)傾斜，從而大幅提升操作便利性。整個(gè)系統(tǒng)的大腦是由Promot提供的中央控制計(jì)算機(jī)，它與SAP通信，負(fù)責(zé)控制整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)。

在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中，Pöttinger的編程與生產(chǎn)準(zhǔn)備負(fù)責(zé)人Mario Hamedinger也發(fā)揮了重要作用。他早期就意識(shí)到，若要在僅有的12周時(shí)間內(nèi)完成設(shè)備更換，必須借助數(shù)字化手段。他建議引入Pimpel GmbH及其軟件平臺(tái)CHECKitB4，該平臺(tái)可以提前在精確的虛擬控制系統(tǒng)上進(jìn)行 NC 程序的試運(yùn)行。

虛擬試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程

斯達(dá)拉格提供了其Heckert H75的數(shù)字孿生，精確再現(xiàn)了機(jī)器和控制系統(tǒng)。這使得Pimpel軟件能夠?qū)SO 代碼進(jìn)行圖形化模擬，驗(yàn)證零件的可加工性，并提前發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)潛在的錯(cuò)誤——這一切都發(fā)生在實(shí)際設(shè)備安裝的幾個(gè)月前。Hamedinger強(qiáng)調(diào)數(shù)字化的優(yōu)勢(shì)：“借助CHECKitB4，我們能夠在正式投產(chǎn)前測(cè)試流程，并虛擬試運(yùn)轉(zhuǎn)零件。”

此外，斯達(dá)拉格還提前在開(kāi)姆尼茨工廠提供了4臺(tái)Heckert H75中的一臺(tái)，使 Pöttinger的程序員和調(diào)試員能夠在交付前，在真實(shí)條件下對(duì)所有零件加工進(jìn)行測(cè)試。Hamedinger補(bǔ)充道：“我和同事們?cè)陂_(kāi)姆尼茨 工作了大約4周，先虛擬試運(yùn)轉(zhuǎn)程序，再進(jìn)行實(shí)際調(diào)試。沒(méi)有數(shù)字孿生和CHECKitB4，我們根本無(wú)法在十二周的改造時(shí)間窗口內(nèi)完成所有工作。”

機(jī)外零件清洗

Hamedinger還在工藝鏈中發(fā)現(xiàn)了改進(jìn)空間及潛在的節(jié)省機(jī)會(huì)。此前，加工完成的工件清洗過(guò)程都是在機(jī)床內(nèi)完成的。Hamedinger解釋道：“我們的目標(biāo)是將清洗過(guò)程從機(jī)床中剔除出來(lái)。”在斯達(dá)拉格和Promot的支持下，實(shí)現(xiàn)了將加工完成的工件通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)移到倉(cāng)庫(kù)的裝夾位上。該位置配備了自動(dòng)閉合門(mén)以及用于空氣和冷卻液的沖洗噴嘴。在這里進(jìn)行清洗的同時(shí)，機(jī)器已經(jīng)開(kāi)始加工下一個(gè)零件。Hamedinger高興地表示：“這每次托盤(pán)更換至少節(jié)省一分鐘加工時(shí)間，相當(dāng)于周期時(shí)間的近20%。這是顯而易見(jiàn)的生產(chǎn)力提升，而且并沒(méi)有縮短銑削時(shí)間本身。”

在改造過(guò)程中，Pöttinger還對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行了現(xiàn)代化升級(jí)。原本的分散式冷卻液供應(yīng)系統(tǒng)被中央冷卻液系統(tǒng)取代，容量達(dá)8500升。這不僅提高了工藝安全性，減少了維護(hù)工作量，也在日常運(yùn)營(yíng)中帶來(lái)了便利。

來(lái)源：榮格-《國(guó)際金屬加工商情》

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