變速器一般采用齒輪搭配同步件的結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)零件被相互接合并焊接在一起，這是一項(xiàng)非常成功的設(shè)計(jì)。埃馬克 ELC 160 HP 機(jī)床是埃馬克公司專為齒輪和同步環(huán)的連接而設(shè)計(jì)的生產(chǎn)解決方案。

　　在生產(chǎn)線中，如果需要，ELC 160 HP 可以集成裝配(壓裝)、預(yù)熱以及之后的激光焊接。為盡可能縮短節(jié)拍時(shí)間，各工序會(huì)同時(shí)進(jìn)行。ELC 160 HP 是一種回轉(zhuǎn)式工作臺(tái)機(jī)床，因而特別適于高效生產(chǎn)加工。這一特性也體現(xiàn)在機(jī)床的名稱中：縮寫“HP”代表“High Performance”(高性能)或者“高效率”。轎車變速箱中典型齒輪的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間大約為 10 秒 (!)。

　　對(duì)于回轉(zhuǎn)式工作臺(tái)機(jī)床的原理，已沒有什么新穎之處。相反，更靈活的機(jī)床設(shè)計(jì)在許多領(lǐng)域內(nèi)已悄然取代了回轉(zhuǎn)式機(jī)床。

　　在這個(gè)方面，ELC 160 HP 真正展示出它的創(chuàng)新性：ELC 160 HP 機(jī)床配備埃馬克已獲專利的自動(dòng)換裝工件夾緊技術(shù)，因此可以靈活地加工各種不同的工件、進(jìn)行批量加工。

　　四道工序同時(shí)進(jìn)行——工序節(jié)拍更智能化，性能更高

　　機(jī)床結(jié)構(gòu)可以用“集成”來形容：機(jī)床配備一個(gè)中央立柱，所有部件都安裝在這個(gè)中央立柱上。中央立柱周圍安置有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，用于將工件傳輸?shù)?4 個(gè)加工工位。通過一系列特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即使在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)高速切換的情況下，也能確保工件在加工工位中達(dá)到所需的定位精度。ELC 160 HP 可裝備埃馬克自行研發(fā)的夾緊技術(shù)，因此能達(dá)到極高的機(jī)床精度，也適合用于要求極高、極其狹窄的焊縫。

　　加工過程從上下料工位開始。兩個(gè)配備氣動(dòng)式夾爪的機(jī)械手單元負(fù)責(zé)在輸送料道和回轉(zhuǎn)式工作臺(tái)之間來回運(yùn)輸工件。工件從這里被送往壓裝工位。壓裝工位上可以裝備多達(dá)三個(gè)(不同的)壓裝工裝，通過數(shù)控指令可選擇換裝其中一個(gè)壓裝工裝，完全沒有時(shí)間損失。因此，在例如需要加工一個(gè)變速箱的整套齒輪時(shí)，也能保障完全的靈活性以及換裝自由度。

　　壓裝本身可以由伺服壓機(jī)精確快速地完成，過程監(jiān)控任務(wù)則由集成的力值/行程監(jiān)控裝置完成。

　　在節(jié)拍的下一步中，工件被送達(dá)第三個(gè)加工工位，即感應(yīng)預(yù)熱工位。在這里也為用戶提供帶最多 2 個(gè)感應(yīng)線圈的滑軌單元，并且也可以自動(dòng)換裝。之后，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)稍微旋轉(zhuǎn)，工件最后到達(dá)設(shè)備的核心部分，即激光焊接工位。此工位也獨(dú)具特色：根據(jù)埃馬克的設(shè)計(jì)，工件在焊接時(shí)大多采用軸向夾緊的方式，這不僅能避免變形，同時(shí)也能保護(hù)工件，防止被焊接飛濺物損壞非焊接面。針對(duì)不同的工件的幾何形狀，可以按機(jī)床的加工節(jié)拍自動(dòng)調(diào)整夾具和夾具系統(tǒng)。機(jī)床提供多達(dá)三種不同的夾具供選用，一般情況下已足以滿足加工的需要。因此，在這個(gè)工位上也能保證最大的靈活性和換裝自由度。

　　自動(dòng)換裝原理(埃馬克專利)能確保 ELC 160 HP 機(jī)床達(dá)到最高的效率，這不僅可以避免手動(dòng)換裝過程，而且能免除對(duì)手動(dòng)換裝后焊接的第一個(gè)工件進(jìn)行檢查的等待時(shí)間——這項(xiàng)檢查是對(duì)工件進(jìn)行破壞性測(cè)試，但卻必不可少。

　　由于可以同時(shí)進(jìn)行上下料、壓裝、預(yù)熱和激光焊接工序，因此， ELC 160 HP 可達(dá)到最高的生產(chǎn)效率：一般來說，轎車變速箱中齒輪的生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間大約只有 10 秒。通過自動(dòng)換裝可以抵消回轉(zhuǎn)式機(jī)床靈活性較低的不足之處，使整個(gè)工藝流程更為順暢。

　　與之前兩個(gè)工位一樣，這個(gè)工位也裝備有一個(gè)滑臺(tái)單元，上面可安裝多達(dá) 3 個(gè)反軸承工裝，從而能夠保證自動(dòng)換裝。焊接頭配備有一條用于調(diào)整焊縫位置的 X 軸以及一條用于調(diào)整焦點(diǎn)位置的 Z 軸。此外，該工位還可以選裝一個(gè)精準(zhǔn)定位十字線相機(jī)。

　　上述 4 道工序全部可同時(shí)進(jìn)行，創(chuàng)紀(jì)錄地將節(jié)拍時(shí)間縮短到絕無僅有的 10 秒。

　　緊湊型結(jié)構(gòu)——完美符合人體工學(xué)原理

　　盡管機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但在人體工學(xué)和維護(hù)保養(yǎng)的可達(dá)性方面卻非常優(yōu)異。各個(gè)加工工位呈 90 度角布置，每一個(gè)加工區(qū)都是獨(dú)立的，可達(dá)性極佳。理論上來說，可以同時(shí)對(duì)所有 4 個(gè)加工區(qū)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。設(shè)備運(yùn)行必不可少的所有技術(shù)裝置也緊湊的安裝在機(jī)床單元旁的一個(gè)控制柜中，非常方便操作。所有電氣裝置、氣動(dòng)系統(tǒng)以及感應(yīng)電源、傳感器、焊接煙霧排放裝置和過濾器以及 CO2 滅火器都集中安裝在一個(gè)中心位置。進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，固定安裝的光束輸送和焊接光學(xué)器件也同樣重要。這不僅能確保運(yùn)行時(shí)的安全性，同時(shí)也能使調(diào)整和維護(hù)保養(yǎng)非常易于執(zhí)行。此外，固定安裝的焊接光學(xué)器件還能保證激光總是射入機(jī)床內(nèi)部，從而進(jìn)一步提高工作安全性。機(jī)床布局不僅符合人體工學(xué)原理，而且對(duì)于操作人員來說非常安全。

　　激光技術(shù)——僅使用固體激光器

　　ELC 160 HP 機(jī)床上僅使用固體激光器，例如 TRUMPF 公司提供的配有光纖的固體激光器 TruDisk(采用碟片式原理)，或者 IPG 公司的直接二極管激光系統(tǒng)。埃馬克是率先使用固體激光器進(jìn)行動(dòng)力總成元件焊接的先驅(qū)之一，并確信其具有極大的優(yōu)勢(shì)。“二極管泵浦的固體激光器效率高達(dá) 30%。這意味著，滿負(fù)荷運(yùn)行的 4 kW 機(jī)組(包括制冷機(jī)組在內(nèi))僅消耗大約 25 kW 能量。對(duì)于客戶來說，這代表可以節(jié)省大量成本，就是說與傳統(tǒng)的激光系統(tǒng)相比，可以顯著降低設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本，”埃馬克自動(dòng)化公司的銷售經(jīng)理 Nikolas Meyer 解釋說。

　　此外，使用固體激光器焊接無需保護(hù)氣體，從而進(jìn)一步降低了成本。在許多應(yīng)用場(chǎng)合中，固體激光器還能夠明顯加快焊接過程。對(duì)工件質(zhì)量來說，每單位長(zhǎng)度的熱量輸入減少了，，由此進(jìn)一步降低了焊接變形的可能性——再也不需要費(fèi)時(shí)費(fèi)力的后續(xù)返工。

　　顯而易見，ELC 160 HP 是當(dāng)之無愧的“高性能”焊接設(shè)備。整個(gè)設(shè)計(jì)，無論是工序流程、所使用的技術(shù)，還是符合人體工學(xué)的緊湊型結(jié)構(gòu)，ELC 160 HP 機(jī)床的整個(gè)設(shè)計(jì)方案在性能和生產(chǎn)率方面都無與倫比。

　　埃馬克提供的激光焊接系統(tǒng)節(jié)拍時(shí)間極短，非常適合生產(chǎn)動(dòng)力總成元件，具有極大的吸引力，絕對(duì)會(huì)在市場(chǎng)上引起重大的反響。

　　圖：D155

　　埃馬克 ELC 160 HP 機(jī)床，適用于生產(chǎn)動(dòng)力總成元件的高性能機(jī)床

　　圖：D533

　　通過回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可在各個(gè)加工工位之間快速輸送工件。這是預(yù)熱工位。

　　圖：D532

　　固定的激光光束輸送，確保最高的運(yùn)行安全性

　　圖：D529

　　自動(dòng)上料、結(jié)構(gòu)緊湊和流程快速——ELC 160 HP 是當(dāng)之無愧的高性能機(jī)床。