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Zimmer Group夾爪 拋光硬化電池端子機台系統運作更順利

2020-04-24 16:17經濟日報 楊連基

大概是在中午左右接到一通電話,是從蒙古邊界附近的一個俄羅斯偏僻小鎮Novoaltaisk打來的。生產線另一端的那個人對我們自家設計的電池端子表面氣密解決方案很感興趣,Wenaroll Tools and Systems GmbH的創始人Ralf Löschner回憶說。

這些零組件在俄羅斯以前通常是從中國進口的手工製品。Löschner建議開發一種滾筒型的拋光工具,因為滾筒拋光技術在大多數的情況下可以用來代替磨削,鉸孔,研磨,珩磨與拋光等成本較昂貴的工藝技術。以該技術加工過的表面具有較高接觸比及較佳的摩擦性。從一通來自遠方的神秘電話開始,經過一年半的往來討論,德俄雙方逐漸發展成為合作順利且穩定的夥伴關係。

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Wenaroll公司的德國總部位於號稱刀具名城的索林根(Solingen),在金屬表面的滾筒拋光技術領域位居領導品牌超過35年之久。其核心技術能力在於研發生產工具與機器。此外,正如該公司名稱的「工具與系統」所暗示的那樣,Wenaroll也提供創新且具前瞻性的特殊應用解決方案。該公司長期往來的國際客戶包括來自商用車輛,工程機械,航空技術,機械工程,汽車工業等許多領域的知名大廠。

■德俄攜手合作的研發專案

這個德俄合作的大型的研發專案,是一種用於硬化電池端子表面的自動化機械系統。該系統包含了許多不同的零組件,包括內建驅動裝置的機架及裝配各種滾輪的機台底座、整合四支夾爪的夾持搬運系統、控制箱、進料與分料機構,以及操作面板。該機器稱為「自動電池端子拋光工具」,因此可以使用滾輪拋光來壓縮鉛合金製成的電池端子的表面。

Zimmer Group的GEP2000系列夾爪夾持電池端子。 極馬亞洲/提...
Zimmer Group的GEP2000系列夾爪夾持電池端子。 極馬亞洲/提供

電池端子自動打磨工具由以下部份組成:內建驅動裝置的機架、裝配各種滾輪的機台底座、...
電池端子自動打磨工具由以下部份組成:內建驅動裝置的機架、裝配各種滾輪的機台底座、夾爪、控制箱、進料和分料機構,以及操作面板。 極馬亞洲/提供

簡而言之,當電池端子透過進料機構進入機台,夾爪便將電池端子夾到進行加工的滾輪裝置處,然後在滾輪裝置啟動時緊緊箝制住電池端子並同時旋轉。如此,電池端子便能以設定的強度進行表面拋光硬化。滾輪拋光的最大強度為255牛頓,最高速度為400 rpm。在拋光支硬化之後,電池端子便具有氣密性,表面粗糙度深度Rz <1 µm。然而除了氣密性外,對於俄羅斯市場來說,高生產速度尤為重要,每個電池端子的處理時間最多僅需要8秒。因此該加工系統的品質與速度著實令人印象深刻。

Zimmer Group提供整套夾爪系統,包括四支夾爪,機架結構以及配線裝置。 ...
Zimmer Group提供整套夾爪系統,包括四支夾爪,機架結構以及配線裝置。 極馬亞洲/提供

■GEP2000系列夾爪為系統的核心零組件

安裝在鋁擠機架上的四支平行夾爪是該加工系統的核心零組件之一。當談到夾爪設計時,俄方有非常具體的想法。首選使用單電纜解決方案的電動夾爪。當時的概念是夾爪的夾持力越小越好,以防止損壞鉛電池端子的脆弱表面,夾爪也才不會在工件上留下任何瑕疵。此外,俄方希望能選用較長的爪片,這樣才能在夾取工件時將爪片深入機械設備中,儘管安裝空間有限,夾爪需要有平行偏移配置和長型導軌才能夠有效的吸收高扭矩。另外,能精確偵測各種材料厚度和尺寸也是目標之一。

在尋找合適的夾爪時,由Wenaroll負責人Ralf Löschner所領導的開發團隊,認為Zimmer Group的GEP2000系列夾爪為首選。根據Löschner的說法,這家來自德國巴登.符騰堡州(Baden-Württemberg)萊瑙市(Rheinau)的公司具有「該區最好的信譽」,旗下產品更是切合Löschner一向追求的卓越品質和實用性。

GEP2000系列的類比型號(GEP2010IO-05-A)特別適合該應用系統:電動小型夾爪、非常易於操控,主要用來處理小零件(例如電池端子)以及組裝任務,具有 40 N至500 N的可調夾持力以及6至16mm的夾持行程。

此外,這款夾爪還具有機械自鎖功能,可以在斷電時防止電池端子落下。因為Zimmer夾爪的高耐用性和可靠性也是Wenaroll將其視為首選的另一個因素。夾爪的外殼由硬質陽極氧化鋁製成,加上Zimmer Group的研發團隊憑著數十年經驗累積打造出的扁平導軌,不需維護即可運行1000萬個循環。不僅如此,Zimmer Group交付給Wenaroll的並不僅是四個夾爪而已, 還包括機台結構、配線在內的完整夾持系統。

■超前部署 展望未來

系統與夾爪的設計的團隊不斷與時俱進,為使用者設想未來可能使用得到的功能:Zimmer Group的GEP2000系列夾爪Digitial I/O版具有類比訊號查詢功能。類比訊號感測器整合在夾爪中,根據夾爪位置,輸出電壓在0~10V之間。該電壓可以通過上級控制中的類比型介面卡進行評估,因此能夠以小於0.05mm的測量精度來確定夾爪的位置。

■滾輪裝置是特殊挑戰

建置這個加工系統的另一個特殊挑戰是開發滾輪裝置。 該裝置必須同時具有許多功能,以精確地拋光或壓縮具有較大公差的零件表面。目前這個加工系統已經在索林根的Wenaroll公司完成組裝與驗收,很快的會被運至俄羅斯交貨。「我們對該系統非常滿意,無論是品質,精度及加工速度方面,都完美達到我們的目標。」很顯然的是,今後Wenaroll公司與Zimmer Group在未來繼續合作專案,指日可待。

Zimmer Group技術諮詢銷售經理人Reinhard Berger(左)與...
Zimmer Group技術諮詢銷售經理人Reinhard Berger(左)與Wenaroll工具與系統有限公司董事總經理Ralf Löschner(右)合影。 極馬亞洲/提供

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