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零點快換（huàn）+虎鉗加工效率翻倍的實用秘籍—雄克助力陝西東方航空儀表公司超大規模柔性產線（xiàn）順暢（chàng）運行

2022-1-12 來源：雄克作（zuò）者：-

長度（dù） 33 米，集成 14 台設備，全自動（dòng）化排產與生產（chǎn）……一走進陝西東方航空儀表有限責任公司（以下簡稱航空工業東方（fāng））的廠區，映入眼簾的這條超大規模、高度智能化的柔性產線令人慨歎。作為航空（kōng）工業航（háng）電係統下屬企業，肩負（fù）著多項國家軍事裝備工程任務的重點機載設備生產商，航空（kōng）工業（yè）東方一直在（zài）產（chǎn）品質量上有著顯著優勢，而其自籌資金大力投入智能製造更是為持續走在行業前列蓄足了動（dòng）能——該條（tiáo）生產（chǎn）線（xiàn）憑借在設備、夾具上的大膽創新，柔（róu）性、智能、數（shù）字化的前瞻（zhān）設計，被譽為我國航空工業智能（néng）化升級的典型代表之一。

圖：航空工業東方是航空工業機載的下屬企業。

“從針對零件銑削加工的智能單元，到涵蓋多個生產工序的智能產線，再到如今覆蓋40 餘種不同零（líng）件、按工藝流程全要素以 MES 係統整合（hé）線內線外數十台套加工、檢測設備的柔性（xìng）生產（chǎn）網絡，經曆了多次方案迭代，我們的技術團隊才最終完（wán）成了該（gāi）條生產線的設計、調試（shì）與投入運行。”航（háng）空工（gōng）業東方副總經（jīng）理張海東介紹說道。

新需求與舊生產（chǎn）模式的矛盾

航空零件結構複雜、品（pǐn）種多、精度高、批量小，往往需要技術工人與自動（dòng）化（huà）設備“打配（pèi）合”，這樣的（de）生產（chǎn）方式對技術工人的操作水（shuǐ）平要求高，人工成本大且加（jiā）工效率低。在航（háng）空工業東方廠內，這種高需求與舊（jiù）生產模式（shì）之間的衝突（tū）也曾每天（tiān）上演：過渡（dù）依賴人工，加上頻繁換刀、裝夾找正、機器停機等（děng）造成的時間浪費，讓廠裏的設備利用率僅（jǐn）為 30%左右，嚴重影響交付時效。由此，航空（kōng）工業（yè）東方決定搭建一條柔性產線來提高生產率。

作為資源與產品在多品種、多平台、多設備間變化流轉的關鍵接口，也是貫穿整（zhěng）個生（shēng）產鏈的重（chóng）要工序，裝（zhuāng）夾係統的改造優化是整個工程的重點。要知道在（zài）原（yuán）有的（de）生產模式中，零件的每次裝夾固定都需要操作人員在機床內部人工找正，然後用壓板壓緊；產品換型（xíng）時頻繁地換裝、找正、固定（dìng），不僅增加設備停機時間，還極易影（yǐng）響定位精（jīng）度、降低產品品質的穩定性。

此條柔性線當前主要用於加工多品類液壓殼體零件。同時，基於對產線使用（yòng）機器人上下料、自（zì）動化排產的需求，航（háng）空工業（yè）東方的技術團隊提（tí）出應用零（líng）點定位係統來重構工裝的（de）對接技術，在多方比較後，選擇（zé）了與在航空製（zhì）造領域有著豐（fēng）富經（jīng）驗的德國雄克公司合作。

“在調（diào）研之前，我們就已經接觸過零點定位係統，對其在效率、精（jīng）度提升（shēng）上的優勢有一定了解。雄（xióng）克公司是零點定位係統的行業（yè）領先者，其產品的高精度、高夾持力，都是我們所（suǒ）需要的。更重要的是，我（wǒ）們希望通（tōng）過雄（xióng）克技術團隊豐富的行業經驗與定製化服務（wù），讓產線可持續優化、讓潛（qián）能發揮到最大。” 張海東說道。

智能裝（zhuāng）夾是自動化生產的必要基礎

“雄克已幫助國內多個（gè）客戶（hù）打造過多條柔性（xìng）生產線，根據我們的經驗，項目實施中（zhōng），夾具（jù）的通用（yòng）性、可擴展性、以及過程（chéng）穩定性對產（chǎn）線的運（yùn）行起著至關重要的作用。”雄克中（zhōng）國項目負責人，產品應用經理程訓傑表示。航空工業東方的挑戰更勝一籌，不僅要連接多個品牌的機床，並且對夾具的精度要求極高。對於雄（xióng）克而言，需要提供容納全局（jú）的整套解決方案，不僅僅是標準件。因此在項目初期，雄克技術人員做了大量基礎性工作。鎖定智能化生產（chǎn）與快速（sù）換型的目（mù）標，設計了針對性的夾持方案——零點快換（huàn）係統+虎（hǔ）鉗。

該產線中所（suǒ）集成的 14 台設備都配置了帶有兩個雄克 VERO-S 零點快換模塊的基座，通過零點快（kuài）換係統的快速定位、自鎖（suǒ）夾（jiá）緊等功能，能夠在數秒內對工件托盤或機床中配有拉釘的工件進行夾持。模塊自帶的夾（jiá）緊檢測功能，以及小於 0.005mm 的重複定位精度，更為產品加工時的安全性、產品（pǐn）品質的穩定性提供了可靠保障。在實際加工中，裝夾操作可以在（zài）機床外（wài）完成，無需停機的優勢（shì）進一步提升了機床利用率（lǜ）、提（tí）高了加工品（pǐn）質。

圖：航空工業東方柔性生產線中（zhōng）所集成的 14 台加工中心都配置了帶有兩個雄克 VERO-S 零點快換模塊的（de）基座，並針（zhēn）對具體零件（jiàn）在工件（jiàn）托盤上安（ān）裝了（le）虎鉗工具，以實現工件的快速裝夾、換裝，從而確保了（le）產（chǎn）線的順暢運行，並提升了生產效率與產品品質的（de）穩定性。

零（líng）點（diǎn）快換係統成功的（de）關鍵在於（yú）標準化接口。在配合生（shēng）產線運行時（shí），它可（kě）作為機床和（hé）夾具之間的接口，即插即用，大大節省機床裝夾時間；在配合（hé）機器人使用時，它又變成工（gōng）件與機器人的接口，實現自動上下料需求；在產品換型時，接口仍然通用，對於機床而（ér）言，零點模塊就是夾具的（de）固定接口，產品的換（huàn）型對零點以下部分沒有任何影響。

柔性線能實現自動傳輸、高效運行，很大（dà）程度是因為其能將原（yuán）本用於物料（liào）/工件流轉的“非（fēi）有效加工時間”轉變成用於生產的“有效生產時間”。零點快換係統（tǒng）解決了流轉中接口（kǒu）不一的問題，虎鉗則用來解決更為細致的工件夾持問題。

“東方航空儀表生產線選擇的是雄克的 KSC 高精度手動虎鉗（qián），夾持範圍廣，適合產品尺寸變化較大的夾持需要，並且 KSC 虎鉗配套全密封主軸，適用於複雜（zá）環境的加工，比如粉塵、切削液、鋁屑（xiè）等環境，這些優勢（shì）特別適合東方航空儀表的加工需求。”程訓傑介紹（shào）說，“產品毛坯時在（zài）機外裝夾到虎鉗上（shàng），虎（hǔ）鉗和產品組合後變成（chéng）一個整體，經由上料工位（wèi）、粗加工機床、半（bàn）精加工機床、精加工機床、清洗機，可一直（zhí）流轉到工序結束，直至工（gōng）件（jiàn）下線。機（jī）床端的零點配置是一樣的，機器人的抓取端設計也是一樣的，雄克零點快換（huàn）的標準接口是構成這樣一條柔性線的基礎。大幅提升了效率，維護也（yě）很簡（jiǎn）單。”

張海東補充道：“靈活性、可流（liú）動性的工裝（zhuāng）方案，是柔（róu）性生產線高效率的基本條（tiáo）件，也是產線能夠實現自動排產、生產的關鍵。”在（zài）航空工業東方對產線的精準（zhǔn）定位（wèi）、高效管理，以及在包括雄克（kè）智能裝夾（jiá）產品在內的眾多高精度、高可靠度設備協（xié）同運作的保障下，目前該（gāi）條（tiáo）柔性線已經（jīng）能夠同時加工（gōng） 6-8 種不同類型零件，機床利用率相比之前提升了 40%以上，效率（lǜ）幾近翻（fān）倍。

圖：航空工業東方的柔性生產線總長 33 米，集成了 13 台加工中心和 1 台清洗設備，可實（shí）現自動排產生產，目前已經能夠（gòu）同時生產 6-8 種不同類型零件，設備利用率提升了 40%以上。

“零點定位係統實現了工藝基準（zhǔn）與測量基準的統一，從而為柔性生產（chǎn）線的精度控製（zhì）提（tí）供（gòng）了基準（zhǔn）統一的（de）解決手段。零點定位和高精度虎鉗的組合在小批量多品種零件（jiàn）加工（gōng）中，實現了工裝的柔性（xìng）和（hé）複用（yòng），這是符合（hé）前沿發展趨勢的、極具實用性的解決方案（àn）了。”來自南京航空航天大學的（de）李亮教（jiāo）授對航空工業東方的這一智能裝夾手段給予了充分的（de）肯定。

數字化智能（néng）製造的精密布局

除了生產操作本身的自動化，該條柔性線的高度（dù）智能還體現在諸多方麵。基於零件工藝的自動排（pái）產：不同於傳統加工工序的排產方式，航空工業東方技術團隊基於自身對零（líng）件工藝的（de）深度把控，將排產的重點落實在零件各個特征，這一決策在提升加工（gōng）效（xiào）率的同時也確保了加工品質；全（quán）數字化網絡：不僅是線內的設備，航空工業（yè）東方利用 MES 係統（tǒng）等將線外的多台設（shè）備與線內貫通連接，形成了一個規模龐大（dà）的數字化（huà）網絡，實現了生產管理層麵（miàn）的（de）智能化；線邊庫：柔性線內創新集成了一個用於存放未完成零件或已加工完成零件的線邊庫，以應對急單、插單情況，也提升了生產線的靈活度、敏捷性……

據介紹，柔性線還在不斷的升級完（wán）善中，在該條線上（shàng）加工近 40 種零件外，還計劃將質量控（kòng）製係統等集成在（zài）內，這一過程也離不開工裝產品的支撐。“我們的工裝方案也在（zài）隨著柔性線的發展不斷完善，例（lì）如（rú）針對（duì）航空產品質量高需要隨時檢測的需求，我們會將工裝方案拓展至檢（jiǎn）測環節，用零點（diǎn）定位係統高（gāo）精度的（de）定位功能，將生產與檢測工序間原本繁瑣的換裝、找正（zhèng）時間進一步壓縮（suō）。”程訓傑補充介紹道。

“高柔性的智能化生（shēng）產線在零件精度高、結構複雜且（qiě）批量小的航空製造領域並（bìng）不多見，當（dāng）航空（kōng）工（gōng）業東方技術團隊找（zhǎo）到雄克尋求裝夾解決方案並（bìng）介紹（shào）產線時，我們也被航空工業東方這種敢於創新的精神所鼓舞。”程訓傑感歎道，“無論是細節處的（de）專注、對（duì）每一（yī）個定（dìng）製（zhì）化（huà）裝夾方案的優化驗證，還是大方向（xiàng）上（shàng）的遠見，對於‘數字化智能製造’的（de）精密布局，我們都為能與如此優（yōu）秀的團隊（duì）合作，能參（cān）與這樣一條具有跨越性意義的航空製（zhì）造項目而倍感榮（róng）幸。”

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