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埃马克倒置式加工理念--机床工业的革命

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对于制造工业来说，产品批量和品种的不断变化，加工质量要求越来越高，必将导致高度灵活的生产方式。原先由多台机床并行加工完成的大批量生产，现在经过工艺整合后，实现了少量的复合型加工设备并行化生产。埃马克的技术沿革折射出了世界机床从单一到复合加工的技术走势。

总部位于德国萨拉赫市（Salach）的老牌机械公司埃马克（Emag）始建于1867年，成立之初是一家铸造及机械制造厂，以后开始生产车床和特种机床（见图1）。1969年埃马克推出了模组式结构、生产效率高的程控车床；70年代进入端面加工领域。1992年埃马克推出世界上首台由主轴完成上下料的倒置式车削中心（见图2），并通过不断创新，在倒置式车削中心的基础上开发了多功能加工中心；1998年6月公司又推出世界上首台采用新的HDS工艺、集硬车和磨削工艺为一体的倒置式车磨中心。至今，埃马克已发展成为着名的全球化机床制造厂商，形成了以埃马克公司为代表的车床开发，以埃马克公司、Kopp公司、Naxos-Union公司为代表的磨床开发，以及SW公司为代表的加工中心三大系列机床产品。

图1 埃马克公司于1938年制造的卧式手动机床

对于制造工业来说，产品批量和品种不断变化，加工质量要求越来越高，必将导致高度灵活的生产方式。原先由多台机床并行加工完成的大批量生产，现在经过工艺整合后，实现了少量的复合型加工设备并行化生产。埃马克的技术沿革折射出世界机床从单一到复合加工的技术走势。

图2 首台由主轴完成上下料的倒置式车削中心

VSC系列为多功能加工中心开创先决条件

工序复合和工种复合是机床集成制造技术发展的基本点，追求一次装卡完成零件的全部加工，不但可以缩短加工时间，提高加工精度，而且能缩短生产周期，提高生产效率。埃马克公司对制造业的贡献在于：通过技术整合，缩短工艺过程链，丰富了传统机床的功能概念。

1992年推出的VSC倒置式车床不仅是埃马克公司所有倒置式、卧式和立式机床的鼻祖，也是世界上所有倒置式机床的先导。该机床的主要优点包括：

在最小的占地面积里完成工件上下料、加工、测量三大功能；
主轴自行完成工件上下料，且上下料行程短，连续加工节拍很快，换装快捷，成本低廉，技术简单，工艺可靠；
加工时，主轴带动工件移动，刀塔固定且安装在工件下方，排屑理想；
基础床身上可配置不同的刀架，一次装夹可作多种生产工艺的组合，工艺链大大缩短；
刀塔直接内置于床身内，不管是进行何种加工，刀塔的刚性都非常好；
封闭式U形床身由人造花岗岩浇铸而成，不仅牢固，而且受力对称、受力区短，与传统材料的床身相比，加工工件表面质量更佳，刀具寿命更长；
主轴在Z轴方向的运动采用静压轴承，加工效率和精度都很高；
所有与加工精度有关的元件都由液冷系统冷却，使其温度与环境温度保持最为接近；
加工区采用安全有效、无磨损、不需保养的盖板；
几台单机可简单地联机成生产线；

后来，埃马克公司在单机中不断集成如铣、磨和滚齿等多种工艺，用一台机床就可制造出总成件：多个不同零件的输送－夹紧加工－装配－冲压－激光焊接－测量－去毛刺，并开发出各种多功能生产中心。

VSC机床还配置了博世力士乐公司CNC控制系统IndraMotion MTX。该控制系统按IEC61131-3标准集成在PLC控制系统内，工作速度极快，执行1000个指令，只需60µs时间，便将快速控制系统和埃马克高效机床强强接合。事实证明，这种强强结合使VSC倒置式机床有潜力再创辉煌。

短短几年，埃马克公司已生产销售出5000多台该类机床，销售额翻了五番。其他车床生产厂也从倒置式生产原理中获益非浅。

VSC DS系列集成车磨工艺

莱尼科公司是盘类件精密磨床专业生产厂，从事精密磨床制造已有几十年的历史。作为埃马克集团的成员，莱尼科公司在VSC DS系列机床中注入了多年积累的技术，其开发的车磨组合中心的优点超出了车削和磨削优点的相加。1998年埃马克公司推出世界上首台采用新HDS工艺、集硬车和磨削工艺为一体的倒置式车磨中心（见图3）。

图3 VSC 250DS（带Y轴）倒置式车磨中心，一次装夹加工进行淬火处理过的齿轮

倒置式车磨加工中心的主要优点如：

一次装夹完成对工件的硬车和精磨；可在一机内实现外圆磨和单点切断磨削；
预车后给精磨留下的馀量极少，只有几个µm，因而生产效率高，工件质量好。
由于精磨时磨削馀量少，所以砂轮磨损小，刀具费用低；
不需对磨屑进行单独处理，为更环保的乾式加工创造了前提条件；
集成精磨工艺后，工件表面不会形成螺旋纹路；
后端面的硬车加工简单；

一机内配置了互相独立的砂轮修整装置，并可一次装夹进行平磨和内圆磨及多边形和纵槽磨。由于修整环和修整轮两个修整装置和工件的移动轴相同，修整砂轮时产生热均衡；不用成型轮而是用修整轮进行插补修整，为纵槽砂轮的轮廓补偿创造了先决条件；加工纵槽的CBN砂轮采用接触修整法；因为拖板上的3轴均可补偿，加工时，特别是在磨纵槽时，不会产生外形变形。

以VSC 400 DS型倒置式车磨中心为例，该车磨中心在一次装夹中，可完成硬度为HRc30~62工件外圆、内圆和端面的车削和精磨；精磨变速箱齿轮锥面和孔时，加工馀量只有10~15µm，提高了加工精度和生产效率。

通过并行化生产大大提高了产品质量的稳定性。目前已有数百台VSC DS系列倒置式车磨中心被投放使用，用于加工传动齿轮、滑动联轴器、外星轮、CVT－变速箱零件、轴承环、摇杆、活塞环等种类繁多的精密零件。

用于轴类件加工的VTC系列

2003年春季，埃马克推出倒置式轴类件加工机床VTC系列。

该系列的主轴电机、主轴、刀具转塔以及开关柜全部采用液体冷却，加上很高的驱动功率(VTC250型为29~38kW)，转速高，刀具转塔稳定，刀具柄直径达40mm。车削中心的尾架和中心架可数控移动，毛坯件的上料和成品件的下料由车削中心配置的两个刀架同时并联进行，且四轴加工，缩短了加工时间。除了配置机械手外，还可分别在两个刀架的11个刀位元上附加配置固定车刀和动力钻头及铣刀。（见图4）。

图4 VTC 250型四轴车削中心加工长工件时，有中心架支撑

由于VTC的高生产率，许多企业购置其用于短工件、中长件和长工件的加工。现在越来越多VTC机床被扩展成为多功能加工中心，用于端面加工，如切断和定中心等。还可配置多主轴钻头，在一台机床内可自动完成粗加工，再4轴车削，或先车削再精加工的全过程。

小而全的VL系列车削中心

车削件生产厂家的特点是批量大小不一，工件种类繁多。因此在小批量生产时，车削件生产厂家需要编程迅速、换装快捷的机床；而在大批量生产时,则需全自动、高效率的设备。VL系列采用倒置式车削技术，整体结构紧凑，占地空间小，技术装备精良齐全：排屑器、刀塔，以及电机、电主轴和刀塔的液冷系统应有尽有。从其工件上下料工位至刀架加工位置的行程分别是550mm和400mm。

由于VL系列机床换装时间很短，可用在批量最小的生产上；但同时它是由主轴完成上下料的机床，主轴上的卡盘能自行在加工区后的工件输送道上抓取毛坯，然后迅速进入加工区加工，再把加工好的成品放回输送道上，所以VL机床在大系列生产时就相当于是一个全自动的、高效率的生产单元。刀架的12个刀位上都可以安装动力钻头和铣刀，适合于不同批量的软加工、硬加工、湿加工、乾加工和组合加工盘类件。即保证上下料安全，又适合一人操作多台机床，符合高效率、高质量和中小批量的生产要求（见图5）。

图5 有两台VL3机床用机械手联机而成小型生产系统

踏上全套工艺链的成功路

全面掌握批量生产圆形和非圆形金属件的整套技术，这是埃马克集团当时的发展目标，也是其效益增长的动力。埃马克集团制造的设备已有：集成了车削和钻镗铣磨、齿轮加工、动平衡及其它组合加工工艺的设备（埃马克技术），精密内圆磨床（莱尼科技术），生产用外圆磨床（卡斯藤思技术），凸轮和凸轮轴磨床（科普技术），曲轴磨床（纳科斯－尤尼恩技术），接合加激光焊接的设备（埃马克激光技术公司的技术）。埃马克集团成员海力公司则是生产输送料道和自动上下料系统的专家。随着SW的加盟，埃马克填补了以往的技术空白，增强了为工业界提供全面加工设备的能力，进一步巩固了其工业界合作夥伴的地位。

SW公司原属于黑科乐考赫机械设备有限公司，拥有制造高效机床的丰富经验，更能为大中型汽车制造企业提供适合各种工件要求的最佳生产手段。后来又开发了各种卧式和立式加工中心，如：BA S 03型结构紧凑的单主轴和双主轴立式加工中心、BA 400/600型双主轴和四个主轴的卧式加工中心；BA 600-2G型重型加工中心，其驱动功率和扭矩可达2×31kW和780Nm；BA W 04和 BA W 06型加工中心的所有轴由直线电机驱动，用于加工铝合金和镁合金工件。借助于BA系列加工中心，SW公司在多主轴加工中心领域占了领先地位。

利用埃马克和SW机床可对一些工件进行连续加工。如在加工复杂的工件时，可先在埃马克设备上车削，然后将该车削面作为夹紧面，在SW加工中心上进行钻、镗、铣加工。因此，使用户能够获得切削方面的全面技术和工艺组合。

独特的经营链为用户提供更全面解决方案

如今用户要求的设备交货期越来越短，既使是一些根据用户的特殊要求定制的设备也不例外。为了保证按时交货，埃马克集团内所有技术公司在接到订单后，技术人员集中进行技术工程设计，而基本机床，即所谓的“硬件”，则统一由集团的中心生产基地——策普斯特市的WEMA机床厂生产。即WEMA公司担当了生产埃马克集团所有设备主机的任务。

主机生产完毕后，交付给营销企业，营销企业对主机“用户化”后发货给用户。同时，埃马克在主要市场区建立了业务能力强的营销企业。这类营销企业和代理相比，工作面广，独立作业能力强。他们的工作包括：建立和用户的联系渠道；和集团内部的技术公司一起给用户提供谘询；对主机“用户化”；对用户的员工进行培训；对设备进行验收试车及全套售后服务等。

随着制造工业，尤其是汽车工业大批量、高精度、高效率要求的提出，埃马克公司所提供的产品不再是传统意义上的单一机床，而是为任何一家客户的任何一个待加工工件设计其个性化的解决方案。埃马克集团先进的开发理念和独特的经营链使其在满足客户需求和发展潜在客户方面具备与众不同的竞争能力。

瞄准中国制造业的高端市场

埃马克的机床进入中国已有20多年的历史，期间一直是通过代理商间接服务中国用户，2003年埃马克在上海成立了代表处。面对高速发展的中国经济，埃马克（埃马克）机床有限公司亚太区总监何皓然先生的看法是，“目前在全球市场中，中国是一个最大的市场，并且极具潜力。中国加入WTO，使进口产品增加，引来国际竞争，同时也推动了中国本土制造业的提升，为中国产品出口提供良机。”

何皓然先生认为，工业生产只有达到世界级水平才能生存。而中国新的汽车产业政策有助中国汽车制造迈向高端化，这为高端加工设备带来更多的机会。埃马克公司的各种倒置式车削、磨削中心和加工中心是智能化更高、柔性更大的模组化标准构建的机床，可以将车、钻、铣、磨、切齿、激光等集中完成，便于维修、更换备件以及故障排除，可以解决60%以上的汽车制动系统、转向系统、发动机及其零部件等用的回转体或非回转体工件加工。

目前埃马克正在太仓建立一家工厂，该厂是埃马克集团在亚洲建立的第一家生产厂。何皓然先生表示，建厂的目的不仅是为中国用户提供比较便宜，质量优秀的产品，更长远的目标是要寻找和培养更多的本地技术人材，为中国的用户提供更完善的全方位服务。“中国的用户对产品的质量要求日益提高，对埃马克这样的公司很有利，因为我们能提供高质量机床。尽管中国机床市场在目前还有许多不尽人意的地方，但是我相信，不久将来这里会改颜换貌。”(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/26/2005)


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