德国诺德独特的双层组合夹持解决方案

加工批量小、工件易变形、精度要求高：实现高效的外壳组件加工，不仅需要专业人员，更需要合适的技术方案。位于加德布施的 Fertigungstechnik NORD 公司采用了结合磁力夹持和零点快换两项技术的组合式夹持解决方案，在机加工和机器人去毛刺作业中，获得了优异的加工效果和高效的工作流程，最大程度减少了设备的闲置时间。

追求更智能的夹持方案
德国诺德集团的子公司 Fertigungstechnik NORD 主要生产电机外壳组件。该公司负责人认为周期时间和作业空间是限制生产率的最关键因素，并预先采取了积极的应对措施：利用托盘快换系统达到了高度自动化水平。
但对于公司负责编程和工艺优化的 Michael Hintze 而言，尚未实现他的理想目标。在加工外壳组件时，他一直在寻找能使 OP10 和 OP20 共用一个托盘的高效夹持方案。这样，在无工人值守的班次中，工件无需在等待 10 分钟后才被手动更换到 OP20 上。



雄克双层组合夹持方案，OP10 和 OP20 集成在一个托盘上。

紧凑的双层夹持系统
针对 NORD 公司的这一需求，雄克提出了一套特别的解决方案 — 专门定制的双层夹持系统：下层配备 SCHUNK MAGNOS 方形磁极吸盘 MFR 02-070 (920 mm x 650 mm x 86 mm)，上层配备四个SCHUNK VERO-S NSE-plus 138 快换模块，可直接夹持工件。

在 OP10 中， 电磁吸盘上的浮动导磁块可以补偿铸铁件不均匀的夹持面，避免工件变形。工件先放置在三个固定磁极上，通过按钮通电启动电磁吸盘。数秒内，其余的浮动导磁快 (7mm) 会快速适应工件轮廓完成夹持过程。多点接触铸铁件的大面积夹持方式可以减少震动，保护机床主轴和刀具刃口。



OP10：齿轮箱由雄克 MAGNOS 电磁吸盘夹持，不会发生变形。

工件直接夹持实现灵活加工
在 OP20 中，在下层加工完成的零件通过加长定位销夹紧在上层的 VERO-S NSE-plus 138 模块中。快换模块嵌在上层结构的底板上。在加长定位销的辅助下，被直接夹持的工件可从五面实现无干扰自由加工，使四轴加工中心使用最大化。



雄克 VERO-S 快换夹持系统更换工件只需几秒。
凭借该解决方案，NORD 公司利用了机床的全部加工行程。理想情况下，每次夹持都会取出一个加工完成的工件，再放入一个新工件。所有操作在一个托盘中完成， OP10 和 OP20 之间无需切换。



OP20：粗削和精铣时，双层夹持系统具有高稳定性和刚性。

平行加工减少切换时间
双层夹持系统共有三种组合应用方式：仅OP10、仅OP20以及两层同时使用。Hintze 先生和他的团队会选择上下层同时进行。例如，逐一对上下两层的工件底部通孔，这样可以缩短加工路径，减少刀具更换。对于需要多次换刀的特殊零件，可减少重新设置机床的次数。在 NORD，组合式夹持系统还与托盘库相连，进行机器人去毛刺操作。



除了用于加工中心，该夹持方案还用于机器人去毛刺。

为简化工件更换，组合方案的上层有一个凹口，方便使用吊具更换工件，经计算这一凹口不会影响夹持方案的稳定性。Hintze 先生对加工结果很满意：“夹持很稳定，测量数据很好，底孔内或铣削加工中都没有振纹。”



借助上层夹持面的凹口，可使用吊具轻松地将工件从电磁吸盘上取出或放置。

时间和成本双效益
总体而言，雄克的双层组合夹持系统优势明显：

1过去，通常需要5-6个夹持设备应对多品种加工需求。现在，一个双层夹持方案即可满足。降低了设备成本以及空间需求。
2每个工件成本可达数千欧元，低变形夹持和稳定的加工解决了工件损耗问题。
3从长远考虑，如需要更换刀具配置，夹持方案只需少量调整，因为浮动导磁块可以适应工件表面。即使双层夹持方案不再满足需求，也可将电磁吸盘和快换模块改造后单独使用。

该项目在具体的实施过程中，雄克专家 Tim Janke 先生为 Michael Hintze 先生和他团队提供了该系统设计概念上的支持及实际操作建议。



雄克磁性夹持技术专家 Tim Janke（左）和 Michael Hintze（右）

加德布施的 Fertigungstechnik NORD 公司
Fertigungstechnik NORD 是诺德传动集团的下属公司，有 190 名员工，生产用于各类诺德齿轮箱的一体成型外壳、轴、轮齿和螺旋输送器。诺德传动有 3600 名员工，是全球传动技术领域的领先服务供应商，生产扭矩范围在 10 Nm 至 250 kNm 的各类传动系统，可提供 0.12 至 1000 kW 的电机，并开发和生产高达 160kW 的驱动电子组件。