数控机床公司和硬质合金刀具制造商 合作创建下一代生产自动化系统

美国制造商Star Cutter公司和Garr Tool公司联合开发了一种创新的5轴数控机床,可完全自动生产复杂的异型立铣刀 - 从毛坯到成品刀具。

Star Cutter公司专门从事生产硬质合金和预制件制造、切削工具和用于工具/刀具研磨和滚刀研磨的数控机床。该公司早在1927年就在底特律成立,如今在密歇根州各地经营着六个制造厂。其Elk Rapids工程部负责著名的Star品牌的数控刀具和刀片磨床。

Garr Tool是美国领先的高性能整体硬质合金切削工具制造商。从1944年Fred Leppien在他的车库里开始,它现在在密歇根州中部经营着一个最先进的20万平方英尺的制造工厂,拥有150多台数控磨床。Garr Tool专门生产硬质合金切削工具,包括立铣刀、钻头、铰刀和铣刀。

Garr Tool广泛使用数控自动化设备,包括Ulmer Werkzeugschleiftechnik(UWS)的工具磨床和Star-Cutter的工具磨床。所有这些机器都是基于专业数控公司NUM提供的控制系统技术。例如,Star Cutter公司自1998年以来一直与NUM公司合作开发特定应用的数控硬件和软件,如今其几乎所有的机床都基于NUM公司的开放式架构Flexium+数控平台。

据Garr Tool公司副总裁John Leppien II称:“我们使用NUM的NUMROTO软件在我们所有的Star和UWS机床上进行刀具生产和修复。我们的操作员认为它非常灵活且用户友好,我们发现它便于部门间的知识共享,也有助于减少我们的培训费用。”

几年前,Garr Tool开始生产一系列大直径刀具,用于航空航天工业中使用的高扭矩机器;然而,制造这些刀具涉及多台机器和多道工序。因此,该公司开始与Star Cutter的Elk Rapids工程团队开展合作项目,以开发能够处理整个生产任务的多工序机器。其结果是2018年开发了一台Star数控刀具磨床,其中包括NUMROTO端铣软件、外圆磨削,以及直线电机和驱动器,所有5轴都在一个闭环冷却器/冷却剂系统上。这种热稳定的机器使Garr Tool能够在48小时无人看管的情况下保持这些刀具外径0.001英寸的直径。

Star公司的最新机床,NXT刀具和铣刀磨床,现在也集成了这些引入Garr Tool的功能。基于NUM的Flexium+数控系统和NUMROTO软件,这款全新的5轴机床在X、Y和Z轴上采用直线电机代替滚珠丝杠,在B和C旋转轴上采用直接驱动扭矩电机,并采用液冷主轴电机。有三种不同类型的主轴电机可供选择,以最好地满足应用需求;其中包括一个能够达到24,000转/分的极高转速单元和一个额定功率为28千瓦的极高功率单元。

NXT的占地面积特别小(包括主轴/轴冷却器),只有7' 6'' x 6' 6" (2300 x 2032 毫米),安装高度只有7' 5" (2284 毫米)。这些尺寸意味着该机器可以很容易地被安置在车间里,因为那里的空间往往是有限的。该机器的底座是用Zanite® Plus聚合物复合材料铸造的,以确保机械刚度和热稳定性。

尽管它的尺寸很小,但NXT提供了一个宽泛的磨削区域,最大X、Y和Z行程分别为19.7"、25.6"和29.5"(500毫米、650毫米和750毫米)。该机器可以允许最大15英寸(381毫米)的端部加工和最大10英寸(254毫米)直径的零件。自动换砂和在线探测是标准配置,最大直径为8英寸(203毫米)的砂轮,NXT还可以运行最大直径为10英寸(254毫米)的砂轮,带冷却液歧管,最大直径为12英寸(305毫米)的轮子。

在同一台机器上,既可以使用大直径的砂轮进行成型加工,也可以使用直径小于1英寸(25毫米)的小砂轮进行PCD口袋式磨削,这给生产带来了极大的灵活性。

Star Cutter公司的新型NXT工具和刀具磨床具有完全集成的Fanuc 200iD紧凑型6轴短臂机器人,便于对圆形和扁平刀具坯料进行全自动加工;标准夹具可处理5毫米至32毫米的坯料,还有其他选项。过程中的测量数据直接输入数控系统的NUMROTO软件,以提供对整个磨削过程的适应性实时控制。

基于模块化结构,NXT的设计便于与其他形式的工业自动化和搬运机器人集成。广泛的工厂制造和改造选项包括一个移动的W轴和一个12,000转/分的砂轮修整器。

Aaron Remsing, Jr.Star Cutter公司Elk Rapids工程部的销售经理指出,“我们相信,NXT是市场上最小和最强力的数控刀具和铣刀磨床。即使它是一种先进的设计,其性能也是不折不扣的革命性的。”

(九月 2022)