加工中心的改造再利用

作者：上海通用汽车有限公司 冯克俊

欢迎访问e展厅 展厅 1 加工中心/FMS展厅 车铣加工中心, 铣削加工中心, 钻铣加工中心, 镗铣加工中心, 五轴加工中心, ... 随着我国汽车工业的崛起，在近20年的时间里，汽车制造工艺也经历了从大批量生产到精益生产的转变，产品的生命周期越来越短，产品更新换代的速度越来越快，每个企业都随时面临着改造现有设备或重新投资新设备的问题。 面对汽车行业巨大的竞争压力，企业在不断提高生产效率的同时还要考虑如何降低生产成本，而加工中心改造给生产企业带来的效益提升，已被人们所认识。对于汽车零件加工企业来说，对旧的加工中心机床的再利用逐渐成为一种趋势，而加工中心的重新组线也被认为是柔性线的优势之一。 在加工中心重新组线改造的过程中，供应商的本土化以及对闲置设备资源的充分利用，成为促成加工中心成功再利用的两个关键。 供应商本土化 对于机床改造项目，很多大的合资企业惯用的做法是选择原始机床供应商以交钥匙的形式进行操作，带来的问题是：成本高、交货期长以及响应速度慢。除工厂订单不足，否则有些OEM根本对机床改造不感兴趣，随便报个高价应付了事。 可喜的情况是，近年来随着国内汽车工业的高速发展，各个汽车企业在工艺规划、机床改造方面的能力也有了很大的变化；另外，国内装备业的发展也达到了一定的水平。这两个方面结合起来完全可以满足机床改造并进行重新组线的需要。配套供应商的发展尤其瞩目，例如，机加工夹具供应商无锡贝斯特，在设计制造各种夹具方面积累了丰富的经验，目前其技术水平在国内处于领先地位，知名的机床供应商如德国的GROB、日本的MAKINO都和无锡贝斯特有过成功的合作；在刀具方面很多供应商已经具备本土设计刀具方案的能力，尽管很多复杂刀具以及原材料还是以进口为主，但交货期已经大大缩短。值得一提的是，在硬质合金钻头以及部分PCD刀片的制作方面我们已经具备国产化能力；气动液压元件以及部分电器元件也可以在国内找到合资或独资工厂。这些本地化的资源会大大提高供应商的响应速度，缩短交货周期，成本也具有明显优势。另外，利用国内资源在信息流方面更加畅通，工作效率会有明显提升。 闲置设备资源的充分利用 机床精度的选择并非精度越高越好，对于批量生产来说更重要的是由机床组成的整个加工系统的稳定性。比如，加工系统的刚性好坏，包括机床的各个轴、夹具和刀具，甚至工件本身的刚性对于切削力较大的工序来说都是非常重要的；此外，自动机构的故障率对整个系统的开动率影响也很大。 根据机床大小和产品尺寸尽量采用多工件同时装夹（多夹具）策略，降低加工中心的辅助切削时间在整个加工循环中的比例，提高机床的利用率。十年以前的机床一般占地面积较大，在平面布置方面会受到很大限制，但是我们可以采用组合刀具，减少工序数量或平衡节拍，可以解决平面布置问题并降低一次性投资。这一点在工艺优化方面作用较大，但要结合产品的生命周期综合考虑资本费用和运行费用之间的关系，慎重选择。 生产设备或生产线的自动化程度要适中，因为自动化程度越高投资成本越高，但并非自动化程度越高越精益，只有充分利用了人的主观能动性的系统才是最精益的系统。 结语 在此，我们归纳一下在机床改造过程中需要加以重视的几个方面： 1. 同一工位进行多品种、多零件加工要注意防错问题以及产品的追溯问题。 2. 适应性较强的工艺设计（ROBUST，也称鲁棒）可以应对较大的输入变差，如毛坯的余量、硬度以及化学成份等问题在国内尤为突出。 3. 原材料输入的稳定性，或者叫一致性。这也是提高系统开动率的一个途径。因为系统开动率是用在一定时间内生产的合格品的比例来衡量的，由于料费也是不合格产品，所以料费的工件也是影响生产线开动率的一个方面。在新产品试生产阶段会有相当数量的此类问题发生。 4. 温度对质量的影响：包括环境温度和切削液（集中冷却）温度。加工、测量时需对零件进行温度控制，主要针对铝合金零件的加工，尺寸较大时影响尤其明显。粗略计算的数据是，100mm温度差1℃，零件的伸缩长度约为3mm。在加工过程中，零件温度对第一道工序的影响最为明显，在随后的工序中零件温度与冷却液温度会逐渐一致，对质量的影响也会逐渐变小。 5. 旧设备改造前应进行彻底的检修。检修过程中应重视对设备的预防性维修，有些运动部件可能已经运转了很长时间，虽然精度检测符合要求，但其寿命可能已经达到或超出使用寿命，应该请有经验的专家进行判断后进行更换。但对此也不能一概而论，比如铰孔工艺，对进给轴的要求很高，但对定位轴的要求就要低得多。 总之，机床改造是给旧的机床增加新的工装，在项目执行的过程中会发生很多意想不到的问题，对每一个环节进行跟踪，加强项目管理才是机床改造项目成功的关键。 (end)

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