移动工件并推动创新

产品型号数量翻倍，设置时间减半——这就是专用机器制造商 Harrandt 通过重新设计其测量、测试和装配线所取得的成就。创新解决方案的核心是基于贝加莱 SuperTrak 长定子直线电机技术的运输系统。

Feinwerktechnik Otto Harrandt GmbH 创新和电子部门负责人 Samy Alain Song 说：“乍一看，发动机活塞似乎是完美的圆形并且相对坚不可摧，但在组装过程中，它们必须得到极其精确和小心地处理。”

随着活塞本身的发展，在设计活塞装配线时考虑这些核心要求变得越来越困难。例如，在过去十年中，随着汽车制造商寻求提高发动机效率，安装在活塞上的活塞环的厚度减少了一半。随着环变得更加脆弱和难以处理，在 24/7 生产期间保持工艺稳定性成为一个真正的挑战。“即使是装配过程中最轻微的偏差也会导致质量问题，”Song 说。

这就是为什么 Harrandt 的专家们精心开发并不断改进活塞组装和测试过程中的每一步，从以微米精度测量活塞到安装活塞环和压装活塞销。今天，该公司在精密工程领域名列前茅。

在传统的装配线上，活塞在由皮带或链条驱动的传送带上从一个站运到另一个站。“这些系统是高产量最具成本效益的解决方案，而且它们非常稳定可靠，”Song 解释道。“而且只要您运行的批量足够大，多达 30 个活塞型号所需的更换零件数量相对较多，平均更换时间约为一个半小时，这些对于大批量生产来说都无关紧要。然而，对于如今已经很普遍的仅几千台的生产运行，成本分析看起来就大不相同了。” 这些较小批量的生产需求——部分原因是市场向电动汽车的过渡——这就要求更灵活的生产选项，更换零件更少，转换时间更短。

为了更好地满足当今用户对更短生产周期的需求，Harrandt 开发了一种全新的装配线方法。基于新概念完成的第一条生产线生产二冲程活塞。它允许用户测量、测试和组装 65 种不同的活塞型号，更换时间仅为 20 到 30 分钟。不仅如此，它的占用空间也小得多。

使所有这些进步成为可能的支柱是贝加莱的 SuperTrak。这种由直线电机驱动的运输系统由一个椭圆形轨道组成，配备有工件载体的滑块沿着该轨道移动。每个滑块的运动——方向、加速度、速度和位置——都可以通过软件独立控制。

Harrandt 的装配线围绕椭圆形轨道系统布置，其中每个直线部分由两个一米长的部分组成。沿着这些笔直的路段，Harrandt 的工程师们总共分布了十个站点。

其中包括位于正面的七个测量和装配站，以及位于背面的另外三个站，用于对生产线的 12 至 16 台穿梭车进行装载、卸载和校准。得益于新的运输系统，Harrandt 的新线路占地面积仅为其前身的一半，车站数量相同，产量相同，正如开发经理自豪地报告的那样。

“对于新一代装配线，我们能够使用我们久经考验的高端生产线的测量和装配站，几乎没有变化。一方面，这意味着我们的客户可以期待与之前最强大的生产线相同的精度、稳定性和 7 秒的循环时间。另一方面，它使我们能够专注于 SuperTrak 为我们提供的所有新可能性，”Song 补充道。

Harrandt 还保留了装配过程的控制系统，为 SuperTrak 系统添加了贝加莱控制器。该控制解决方案提供了 Harrandt 需要的高速数据传输，以便对生产线的 12 个（或可选的 16 个）滑块进行无缝监控和追踪。滑块也可以通过软件移动到任何位置，重复精度为 ±0.01 毫米。因此，可以对齐不同尺寸的活塞，使套管管线始终停在同一位置。

Harrandt 利用这种定位灵活性开发了一种通用工件支架，用于圆柱形或立方体工件，可容纳多种不同的活塞尺寸。仅此一项就可以显着减少更换零件的数量和转换所需的时间。

SuperTrak 还可以实现更高的传输速度，并且可以将较慢的处理步骤分配到多个相同的站点，以保持更快的整体循环时间。这是可能的，因为滑块可以直接通过不需要的工作站而不会停下来。

如果需要额外的加工站，SuperTrak 还可以让 Harrandt 更轻松地添加它们。Song 指出：“一方面，我们可以在椭圆形内部容纳额外的工作站，并在弯曲部分的剩余自由空间中进行处理。我们的内部分析证实，SuperTrak 能够满足我们在轨道任何地方的可重复性要求，即使是在弯道中。另一方面，通过添加直线段来扩展系统相对容易，每个直线段可以容纳两个或三个额外的站点。如果使用传统生产线，这样的扩展只能以高昂的成本和显着增加的占地面积为代价。”

SuperTrak 的维护也更容易。使用专用工具，可以轻松拆卸和更换滑块进行维护。甚至轨道段也可以轻松拆卸和更换，从而将维护停机时间降至最低。

在开发新产品线时，Harrandt 通过多种方式将风险降至最低。首先，SuperTrak 带来了设计柔性，并决定在加工站保留经过验证的软硬件解决方案。贝加莱作为价值提供者，在工程开发方面的支持也发挥了重要作用。

此外，仿真轨道系统运动的能力让 Harrandt 的决策者在规划阶段的早期就安心了。“仿真让我们相信我们在技术上走在正确的轨道上。它有助于降低新技术带来的风险，对我们和我们的客户都是如此，”Song 说。Harrandt 还计划在新产线的投标阶段使用仿真功能向客户展示可行性和性能。

不仅仅是寻求高效活塞装配线的客户将从 Harrandt 的新方法中受益。Song 总结道：“我们新的基于 SuperTrak 的概念让我们有机会将我们在活塞装配领域获得的所有过程和自动化专业知识应用到其他市场——为我们的客户和我们的公司带来利益。”