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五（wǔ）軸加工中心在汽車發動（dòng）機製（zhì）造（zào）中的應用

2023-3-27 來源：格（gé）勞博機床（中國）有限（xiàn）公司作者：-

汽車供（gòng）應商 Saarotec 將格勞（láo）博通用加工中心與裝配、清洗和檢測站相（xiàng）結合。通過這種方式，該公司（sī）正在以極（jí）高的生產效率和靈活（huó）性致力於生（shēng）產批量（liàng）可變的不同（tóng）規格產品。

現如（rú）今，企業為汽車製造商供貨變得愈發困難，這是由於各類需求都在不斷增加。一方麵，作為供應商需要向汽車製造商交付經過全麵檢測並可以即刻（kè）投入裝配的最複雜的零件；另（lìng）一（yī）方麵，供應商們還（hái）要不斷（duàn）優化自身的工藝流程。

盡管（guǎn）如此，總（zǒng）部位於德國薩爾州聖英格貝爾特（St. Ingbert in the Saarland）的Saarotec 證明，為汽車製造商提供產品和服務可以是（shì）一項很好的業務。這家（jiā）如今擁有約 250 名（míng）員工（gōng）的公司前身也是一家汽車（chē）供應商。Saarotec 總經理Martin Bleimehl 先生說：“Saarotec 專注於聖英格貝爾特的業務，在作為全新起點的 2009 年製定了明確的戰略，由（yóu）位於皮特林根（gēn）（Püttlingen）的主要合作夥伴Tosch Beteiligungs 來（lái）進行管理，該公司一（yī）直以來都是一家夾具供應商。我（wǒ）們隻想為最好的汽（qì）車製造商服務，並始終致力於年（nián）產 20 000~250 000 件（jiàn）曲軸箱和（hé）缸蓋零部件的生（shēng）產（chǎn）項目。”

圖 1 汽車供應商 Saarotec 實現批量生產

由於 Saarotec 在製（zhì）造工（gōng）藝流（liú）程上擁有專業技術（shù），該公司已經可以參與到未來的（de）發動機零部件規劃工作中。“我們可（kě）以完美規劃各自互不相（xiàng）同的製造工藝（yì）流程，進而實（shí）現快速投產（chǎn）。在特（tè）定條（tiáo）件下，我們甚至能夠在幾個月（yuè）內開始周產量約2000 個曲軸箱（xiāng）的生產製造。”Bleimehl先生說。

在生（shēng）產單元（yuán）內混序生產不同規格的零（líng）部件對於高質量的乘用車發動機，Saarotec 需要生產六種不同的規格，同時生（shēng）產批量（liàng）也變得靈活變化。Bleimehl先生補充道：“我們直接向汽車製造商的裝配部門交付。因此，我們必（bì）須每（měi）天靈（líng）活應對各自不同的需（xū）求。盡管我們擁有（yǒu）大量的庫存，並且與物流合作夥（huǒ）伴密切合作，但這仍然（rán）需要付出巨大的努力。對我們來說，這也是將風（fēng）險最小化（huà）。”

因此，Saarotec 公司選擇了（le）一個非同（tóng）尋常的生產（chǎn）理念。將原本作為獨立機床的格勞博五軸（zhóu）聯動通用加工中心 G550互聯起來。借助現有技術，Saarotec 能夠完全獨立地與熟悉的係統業務合（hé）作夥伴共同設計生產單元。這樣既節省了成本，又（yòu）節省了時間。“由於格勞博出色的製造經驗，這個（gè）理念被認為具有很高的可行（háng）性（xìng）。幾年前，我們（men）必須（xū）要在短時間內提高一個發動機零部件的批量生產（chǎn）能力，從而擴（kuò）充汽車製造（zào）商的產能（néng）。在當時，上（shàng）述生產單元的交付時間為兩（liǎng）年，這顯然有些太長了。得益於格（gé）勞（láo）博的高度靈活性，我們迅速購入了第一台五軸聯動通用加（jiā）工中心 G550 來進行驗證。在這家明德海姆製造（zào）商專業工作人員（yuán）的大力幫助下，我（wǒ）們在幾周內就對這（zhè）台通（tōng）用加工中心進行了改造，以適應一係列條件下的驗收。通過適當的優化，機床的準備（bèi）和切削時間得以顯著縮短。此（cǐ）外，在設計生產單元時，必須圍繞機床建立用於（yú）集成和自動化的接口（kǒu）並將其參數化。如今，在我們的樣件部門，可以看到（dào）這台 G550 配備（bèi）了（le）托盤（pán）交換器、容量（liàng）最大的刀（dāo）庫，並集成了測量（liàng）技術，它為我們提供（gòng）了在新項目上（shàng）一個工程（chéng）師所希望得到的一切。”Bleimehl 先生談到了這個項目的成功開始。

格勞博區域銷售經理 Joachim Schemel 先（xiān）生補（bǔ）充道：“格（gé）勞博非常願意接受 Saarotec 的創新性理念。我們（men）直接進行了麵對麵的充分（fèn）交流。因此，即（jí）使將通用加工中（zhōng）心改造為可進行批量生產機床的最初想法似乎有些牽強，我們仍然能夠迅速提供恰當的解決方（fāng）案並在聖英（yīng）格貝爾特實現。其實通常來說，這（zhè）些應該（gāi）屬於我們的係統業務領域。”

通用加工中心的表現勝過（guò）係（xì）統機床（chuáng）

從那時起，這家（jiā）位於聖英格貝爾特的公司就對格勞博研發（fā）和服務（wù）技術人員的資質以及格勞博通用加工中心的實力深信不疑。這正是如今極為（wéi）成功的（de）互聯加工中心生（shēng）產（chǎn）單元理念的開始。

圖 2 格勞博五軸聯動通用加工中心 G550 成為曲軸箱生產單元的一部分

圖 3 得益於自主設計的設備，生產單元能夠（gòu）生產各種規格的零部件而無需人工改造

依靠全新（xīn）組成（chéng）安（ān）裝的生產單元，Saarotec 能夠每年生產約 120 000 個鑄鋁（lǚ）曲軸箱，生產單元中的設備包括 13台格勞博五（wǔ）軸聯動通用加工中（zhōng）心（xīn）G550、一個 AMT 裝（zhuāng）配（pèi）站、一條Kóster 裝（zhuāng）配線和兩個 MTM 清洗單元。這個生產單元在全部安裝完成後，僅（jǐn）在短短六（liù）個月內就全部投入了使用，並可以進行銑削、鑽孔和磨削加工。尤其是在（zài）磨削加工上，Saarotec 還采用了特殊的專（zhuān）業（yè）技（jì）術，早在幾年前，生產工程師（shī）就（jiù）已經規劃（huá）好了所需的工序和來自格林（Gehring）的磨床。

此外，生產單元中還配備了個性化的機床組件，例如缸套的熱裝配和擰緊曲軸軸承蓋，這兩個工（gōng）作步驟完全集成到了生產單元的工（gōng）作循環（huán）中（zhōng）；曲軸箱上的冷卻液和油孔也可（kě）以通過特殊的塞子自動關閉；另外還有泄漏檢測和曲軸箱的最終清洗。各個工作站（zhàn）通過滾道互聯，並由工業機器人為格勞博的通用加工中心 G550 以及裝配（pèi）和（hé）檢測站上下料。

這個理念是與自動化領域的（de）專家 Bartsch 公司（sī）合（hé）作實現的。根據循環時間不同，工作站之間具有特定的緩衝區。除此之外還集（jí）成了手動檢測站，以確保百分百的優秀品質。一台工（gōng）業機器人可為兩到三台（tái）格勞博通用加工中心（xīn）上下料，這些加工中心（xīn）則依靠兩（liǎng）個夾具對曲軸箱進行三到五軸的加工。

圖 4 格勞博區域銷售經（jīng）理 Joachim Schemel 先（xiān）生（左）和 Saarotec 總經理 Martin Bleimehl 先生（右）

圖（tú） 5 將手動測量和檢測站（zhàn）集成到自動（dòng）化工藝流程中

Bleimehl 先（xiān）生解釋說，這種製造結構實（shí）現了最大的（de）靈活性。“80% 的曲軸箱直接交付到裝（zhuāng）配線。為了適應每周變化（huà）的生產批量，我們可以對生產單元進行一些改動，例如移除或增加一台加工中心，或是增加（jiā）另一個裝配站。”他補充（chōng）道。依靠（kào）這一理念，在高（gāo）生產（chǎn）力的生產單元中（zhōng）甚至可（kě）以生產（chǎn）單一批量的零件。此外（wài）還有（yǒu）一個優勢是，在合同期滿後格勞博的五軸聯動通用加工中心還可以繼續用於其（qí）它不同的加工。因此，這一投資並不局限於單個生產單元和合（hé）同（tóng）。

圖 6 靈活的（de）生產單元由格勞（láo）博五軸（zhóu）聯動通用加工中心 G550 組成

根據類似的理念增加生（shēng）產設備事實證明，在聖英格貝爾特的曲軸箱生產非常成功，因此 Saarotec 在附近的皮（pí）特林（lín）根（Püttlingen）建立了另一個生產基（jī）地。“我們租用了合作夥伴 Tosch的車間來運營生產基地。目前，我們在那裏生產三缸曲軸箱。由於我們在聖英（yīng）格（gé）貝（bèi）爾特已經積累了豐富的（de）生產理念經驗，也將進行類似的生產。”Bleimehl 先生說道。與之前相同，格勞博的五軸聯動通用（yòng）加工中心（xīn）通過機器人與裝配和（hé）檢測站互聯，每周可生產多達 5000 個曲（qǔ）軸箱（xiāng）。包含（hán）集成缸套熱裝配在內，AMT、Dürr 和 Köster 作為關鍵供應商也（yě）為這個生產單元提供了最重要的組件。此外，在此之前完成安裝的生產單（dān）元也（yě）已加工了許多曲（qǔ）軸（zhóu）箱、缸蓋、底盤（pán）以及（jí）變速箱和離合器殼體。Joachim Schemel 先生總結了該生產理念的成（chéng）功之處：“Saarotec 的機床業務主要是係列化的批量生產，而（ér）非（fēi）大規模生（shēng）產，因而由加（jiā）工中心組成的生產單元在生產周期（qī）較短的情況下無疑是正確的（de）選擇。使用格（gé）勞博的五軸（zhóu）聯動通用加工中（zhōng）心尤其能創造靈活且具（jù）有性價比的解決方案，特別是需要較短的響（xiǎng）應時間和較小的生產批量時（shí）。依靠現有的專業技（jì）術以及與格勞博（bó）經驗豐富的機械和軟件工程師緊密合作，Saarotec 能夠（gòu）完美地實現這些方案。不過，當需要實現更（gèng）高的產量，以及更長的項目（mù）規劃和實施階段時，格勞博的係統解決方案仍然值得作（zuò）為首選。”

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