<img height=\"1\" width=\"1\" style=\"display:none\" src=\"https://www.facebook.com/tr?id=445424938985795&ev=PageView&noscript=1\" />
 
 
 
 

 

 
 
 
+7 (812) 313-18-10 
 
 

Проблемы и возможности проектирования у производителей подшипников

 

Производитель подшипников PM-Bearings отвечает самым строгим требованиям к точности изготовления при одновременном повышении производительности

 

 

Данная публикация является переводом cтатьи, опубликованной в журнале Engineer INNOVATION. Автор перевода - Михаил Лозовиков, специалист IDEAL PLM по вычислительному моделированию. Приятного прочтения!

Задайте вопросы по статье

 
 

 

Поддержка мобильности

 

Человечество на протяжении веков пытается увеличить мобильность людей и предметов, заставляя транспортные средства двигаться быстрее. Эта задача решается путем уменьшения трения между движущимися частями механизмов. Создатели пирамид и Стоунхенджа могли перемещать массивные конструкции путем размещения цилиндрических деревянных роликов под тяжелыми предметами для уменьшения коэффициента трения и усилий, требуемых для их перемещения. Эти чудеса света стали возможны благодаря применению первых  подшипников.  Современные подшипники с кольцами и шариками впервые были задокументированы в пятнадцатом 

столетии Леонардо да Винчи в его модели вертолета. С тех пор дизайн, подвижность и точность подшипников значительно усовершенствовались во многих областях применения. В полупроводниках, медицинских устройствах, промышленных машинах миниатюризация и усложнение продуктов произвели революцию систем передвижения и их частей. Точность и погрешность систем передвижения в значительной степени зависят от подшипников и их интеграции в систему. Precisie Metal Bearings (PM-Bearings) является одним из немногих производителей в мире, которые специализируются на высокоточных подшипниках.
 
 

Лидер в области прецизионных подшипников 

 

PM-Bearings специализируется на разработке и производстве высокоточных линейных подшипников, систем перемещения и позиционирования, и снабжении ими полупроводников высокого класса, медицинского оборудования и промышленных станков. Компания была основана в 1966 году как производитель линейных подшипников, и была расширена для разработки и производства на заказ много-осевых платформ позиционирования с полной механической интеграцией. Компания расположена в Нидерландах в городе Dedemsvaart, сотрудничает с поставщиками по всему миру, в компании работают 140 человек.

Продукция компании - это большой диапазон: от очень маленьких подшипников (10 миллиметров в длину) до систем с площадью контакта от 1,2 до 1,5 ми длиной хода - 1 метр. Портфель компании состоит из линейных компонентов перемещения, включая высокоточные направляющие, платформы позиционирования и подшипники для них. PM-Bearings является частью PM group и, наряду с другими компаниями, специализируется на устройствах высокотехнологичной обработки. Глобальная клиентская база простирается от Кремниевой долины до Шэньчжэня.

 
 

Концентрируясь на потребностях клиентов

 

Разнообразие потребностей клиентов представляет ряд проблем для производителей прецизионных подшипников. Они включают в себя запросы на кастомизацию изделия (в большинстве случаев, до 80% от времени разработки системы), короткое время его вывода на рынок, а также чрезвычайную точность (например, плавное движение двух микрон на метр). Кроме того, существуют требования в отношении уменьшения размеров подшипников и использования нестандартных материалов, в том числе керамики, используемой в немагнитной среде или среде со сверхглубоким вакуумом.

«Когда клиент предоставляет техническое задание, часто, срок выполнения работ – «вчера», - говорит Ян Виллем Риддеринкхоф, директор по исследованиям и разработкам в PM-Bearings. «Простые изменения, такие как смещение отверстия, могут быть реализованы с помощью нескольких операции. Но все больше и больше клиентов приходят с заданием на совершенно новую систему. Тенденция к уменьшению чипов в полупроводниковой индустрии также усложняет нашу работу».

«На одной из пластин 5-ти координатной контрольно-измерительной машины, нам необходимо было при линейном перемещении обеспечить время установления 500 миллисекунд и уровень вибраций в пределах 50 нм», - продолжает Риддеринкхоф. «Такие высокие требования к точности изделий оказывают сильное влияние на нашу бизнес-модель. Мы перестаем быть поставщиком только прецизионных подшипников и переходим к предоставлению полностью интегрированных систем движения».

Чтобы сохранить конкурентоспособность PM-Bearings всегда знал, что необходимо осуществлять полный контроль жизненного цикла продукции от ее проектирования до поставки. Именно поэтому компания выбрала полный набор решений для управленияжизненным циклом изделия (PLM) компании Siemens PLM Software. Они включают в себя программное обеспечение NX™ для автоматизированного проектирования (CAD), программное обеспечение Simcenter для оценки характеристик изделия, NX CAM для автоматизированнойподготовки производства и программного обеспечения Teamcenter® для PLM, чтобы предоставить возможность всем участникам процесса работы над изделием использовать одни и те же данные и рабочие процессы для принятия правильных решений. PM-Bearings использует эти решения более десяти лет при поддержке дистрибьюторов SiemensPLMSoftware - cards PLM Solutions. «Возможность оказания поддержки на месте очень полезна для нас»,-объясняет Риддеринкхоф. «Они проделали большую работу при развертывании и настройке Teamcenter. Кроме того, по Simcenter нашим специалистам оказывают поддержку эксперты программного обеспечения SiemensPLM». «Наша цель состоит в том, чтобы позволить клиентам делать лучшие продукты», - говорит Эрик Бургхоорн, генеральный директор cards PLM Solutions. «Мы используем наш опыт, чтобы помочь компаниям внедрить программные решения, которые включают в себя лучшие инструменты для удовлетворенияих требований. PLMSolutions позволяет компаниям, таким как PM-Bearings, повышать эффективность за счет дигитализации их производственных процессов»

 
 

Реализуя идеи вместе с NX

 

Будет ли линейное движение подшипника катящимся или скользящим?  Будет ли скользящее движение чисто линейным или еще и вращательным?  Является ли движущей силой вынужденное скольжениеКакой материал - металл или керамика лучше всего подходит для условий эксплуатации подшипника? Волтер Меджеринк, инженер-механик в PM-Bearings, принимает такие компетентные решения каждый день при использовании NX для разработки линейных направляющих и систем позиционирования, принимая во внимание технические требования к точности, стабильности, нагрузками рабочей среде. «Я несу ответственность за преобразование потребностей клиентов в финальные чертежи», - говорит Меджеринк. «NX CAD помогает мне развивать конструкторские идеи быстро и эффективно».

Вместо того, чтобы классифицировать детали по буквенно-цифровым кодам, часть возможностей Teamcenter позволяет PM-Bearings классифицировать детали на основе предопределенных критериев. Это помогает включить допускаемые изменения деталей и передачу определенных показателей и стандартов проектирования. К примеру, различные детали могут быть сгруппированы в соответствии с одинаковой длиной. «Инструмент группировки деталей по одинаковым свойствам является полезной функцией»,- говорит Меджеринк. «Я могу быстро собрать различные детали, и это экономит много времени». Модель может быть легко передана расчетчикам и инженерам CAM, что делает разработку продуктов быстрой и сокращает весь процесс. «Еще одной ключевой особенностью NX CAD, что важно для моей работы, является возможность работы с данными, поступающими от клиентов, которые используют другие CAD  платформы», - добавляет Меджеринк.

 
 
 

Ускорение процесса инженерного анализа

 

«Интеграция NX CAD и CAE-системы Simcenter 3D помогает нам ускорить наши решение ежедневных задач», - говорит Вайерик, инженер-исследователь PM-Bearings. «После того, как конструкция завершена, она должна быть проанализирована на жесткость и прочность. Для этого используется Simcenter. Я могу легко подготовить геометрию для моделирования; если необходимо, ввести упрощение геометрии такое, как срединная поверхность, разбить на сетку, передать задачу в решатель NX Nastran и проанализировать полученные результаты». «В случае необходимости, можно выполнить модификации геометрии, такое как смещение ребра жесткости в рамках синхронного моделирования, непосредственно в Simcenter», - добавляет Вайерик. «Поскольку все связанные детали обновляются автоматически, я могу решить задачу и сравнить результаты расчетов, что экономит много времени. После нескольких итераций проектирования и анализа подтвержденной конструкции, она направляется непосредственно инженерам CAM, без экспорта данных в другой формат».

«В прошлом мы отдавали расчет конечно-элементных моделей на аутсорс», - говорит Вайерик. «Получение результатов занимало две недели. Теперь, с Simcenter, мы можем получить результаты в течение нескольких минут или часов, в зависимости от сложности анализа. Это ускоряет многие вещи. Выполнение расчетов внутри самой компании дает много новой информациио нашем продукте».
 
 
 

С точностью до нанометра

 

PM-Bearings сталкиваются с уникальными проблемами в производстве в связи с крайне высокими требованиями к точности размеров, а также из-за сведения к минимуму величины вибрации до нанометров. Точность, которая сильно зависит от процесса обработки, влияет на производительность и эстетику продукции. Эффективная обработка точных подвижных деталей на основе 3D-моделей требует точного производственного регламента для людей и машин вцеху. NX CAM с интегрированной в него CAD-системой, возможностями программирования ЧПУ и моделирования процесса обработки, позволяет PM-Bearings составить полный производственный план задолго до первого производственного цикла.

Кенни Принс, CAM-инженер отвечает за планирование и контроль производства на PM-Bearings и знает по опыту, что для того, чтобы производство заработало полностью с первого раза, нужно планировать его в цифровом виде. «В начале все планирование было "вручную"», - говорит Принс. «Для каждого изменения мы должны были проверить и изменить весь план, что было очень трудоемко и приводило к большому количеству ошибок. В результате, простои персонала цехов и станков стоили нам очень дорого. Теперь, с NX CAM, мы можем сократить время планирования до 80% с использованием цифрового двойника заготовки, инструмента и станка, что помогает нам оставаться конкурентоспособными».

Как и во многих производственных компаниях, PM-Bearings необходимо изготавливать высококачественную продукцию как можно быстрее при одновременном увеличении срока службы инструмента. «Когда я получаю модель для производства от команды проектировщиков, я сначала убеждаюсь, что наши инструменты и машины могут справиться с этой задачей», - объясняет Принс. «Быстрая проверка операций в NX CAM показывает могут ли физическая машина и инструменты иметь проблемы с обработкой конструкции. Это очень важная возможность, которая помогает нам легко устранить любые возможные проблемы производства в начале процесса планирования. Когда мы определяем проблемы технологичности, мы работаем с командой проектировщиков, чтобы изменить конструкцию. Наши команды используют программное обеспечение Teamcenter для совместной работы и обмена данными. С помощью этого замкнутого процесса изменение конструкции автоматически распространяется на этапы анализа и планирования, вплоть до производства в цеху».

«Еще одна возможность, которую я использую каждый день -  гибкая стратегия обработки в NX CAM», - продолжает Принс.«Не все виды обработки резанием одинаковы. Точность финальной детали непосредственно связана с напряжениями, прикладываемыми в процессе обработки. Стратегии механической обработки различны при фрезеровании большого металлического блока или мелких деталей с толщиной 5 мм. Программа не только автоматически предлагает путь инструмента для удаления материала, но и дает нам возможность применения наших инноваций для корректировки стратегии обработки с целью достижения наилучших результатов. Повторно используя наш опыт, мы применяем эффективные процессы обработки для достижения превосходного качества деталей, при этом увеличивая срок службы инструмента».


 
 

Точность благодаря дигитализации

 

«3D-модель, доступная для разных пользователей, и доступ к актуальной информации являются самыми сильными сторонами Teamcenter», - говорит Риддеринкхоф. «Формат JT позволяет визуализировать модель не только для CAM-команды, но и для остальных подразделений компании, в том числе для сотрудников по планированию производства и цеха. Каждый может увидеть эти модели, повертеть их, увидеть скрытые компоненты, посмотреть дерево построения; даже инженеры по сборке используют эту информацию. 

Это касается всех заинтересованных сторон, от отдела продаж, демонстрирующего продукцию клиентам, до обучения сотрудников внутри компании о том, как создаватьтакие модели. Атрибуты, прикрепленные к элементам, такие как имя поставщика и номер детали, используются для создания автоматических счетов на материал в системе ERP, расширяя наш процесс дигитализации продукции на отдел закупок и сокращая какие-либо человеческие ошибки».
«Мы намерены оставаться компанией с высококлассной точностью обработки изделий, поэтому мы должны находиться впереди конкурентов», продолжает Риддеринкхоф.«Для того, чтобы поставлять высокоточные подшипникии, направляющие и устройства позиционирования, мы оцифровываем весь наш инженерный и производственный процесс с использованием решений Siemens PLM Software. Чем больше времени мы работаем с программным обеспечением в начале производственного процесса, тем лучше работает наше производство. Общая эффективность компании возрастает. Мы можем поставить ряд подшипников за меньшее время путем устранения отказов и повышения качества, что в свою очередь повышает нашу рентабельность».
 
Заказать звонок

Мы позвоним
в рабочее время

Позвоните мне
Нажимая на кнопку "Заказать звонок", вы даете согласие c Политикой обработки персональных данных
Спасибо,

Спасибо! Заявку получили, сейчас позвоним.

Подождите,

Ваша заявка обрабатывается!