敏捷制造系统为中国汽车制造业助力

访惠乐喜乐有限责任公司中国区总经理黄东宇先生

发布时间:2010-07-13
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目前,敏捷制造系统和混线生产系统已经广泛应用于发动机制造行业。作为率先提出敏捷制造系统和混线生产系统的德国惠乐喜乐有限责任公司(Hueller Hille GmbH - CrossHueller),其85%~95% 的产品应用于发动机制造行业,在技术先进性和可靠性方面走在世界前列。为了进一步了解其在中国市场的战略及其应用于汽车制造业的先进装备和技术,本刊记者采访了惠乐喜乐有限责任公司中国区总经理黄东宇先生。

AI:黄先生您好,请您简要介绍一下惠乐喜乐公司的主要业务范围及在中国市场的发展情况。

黄东宇先生: 德国Hueller Hille公司创立于1923年,至今已有80余年的发展历史,现隶属于世界100强的德国蒂森克虏伯集团(Thyssenkrupp AG),目前在德国、英国、北美、巴西及韩国均有生产工厂。Hueller Hille公司的业务覆盖从单机到整个生产系统。Hueller Hille公司于1952年制造了欧洲第一条自动线,于1995年制造了世界上第一个敏捷制造系统,于1999年制造了世界上第一个干式加工系统,于2002年供应了包含172台SPECHT加工中心的世界上最大的缸盖敏捷制造系统。

截至目前,Hueller Hille公司已经拥有超过2500条自动线、15000台专机和超过3000台CNC加工中心,在生产和应用过程中积累了丰富的经验,在汽车发动机主要零部件的加工领域享有很高的声誉。此外,公司还擅长发动机零部件的整线“交钥匙”工程。

大家都知道,“9.11”事件后全球的经济发生了很大变化,特别是近年来欧美等国的经济状况都不是很理想,虽然各国都提出了一些振兴经济的产业政策,但收效并不是很好。但在亚洲,特别是在中国,近年来经济发展迅猛,汽车等产业则超常规发展,使得全世界的商家都把目光集中到了中国市场。我们公司这几年在中国的业务发展也很迅速,2003年在上海设立了代表处,同时我们也在不断完善扩大售后服务队伍,使得我们能够和广大用户进行全方位的紧密接触。另外,在上述工作都很完善后,我们也计划在不久的将来,在中国建立自己的另一个海外独资公司,使得公司向全球化发展迈出更坚实的一步。

AI:贵公司提供的各种金属加工装备在汽车制造业主要用于加工哪些零部件,有哪些主要的用户?

黄东宇先生: 我们的高速加工中心、敏捷制造系统、专机自动线都在汽车制造业有着广泛的应用,主要用于加工发动机缸体、缸盖、曲轴箱壳体及变速箱壳体等复杂零部件。

高速加工中心主要包括单轴和双轴的SPECHT (啄木鸟)和nbh系列产品,其中SPECHT 系列有带交换托盘装置的SPECHT 500型、带W轴的SPECHT500 W型、SPECHT 600 W型、干式加工(微量润滑液)的SPECHT 500 T型、可直接上下料的SPECHT D型(带A轴或B轴)、具有双轴结构的SPECHT 550 duo型以及加工较大工件的SPECHT  630、SPECHT 1000、SPECHT 1600 L等型号;nbh系列卧式加工中心包括nbh 95、nbh 135、nbh170、nbh 290和nbh 350等产品。

作为汽车工业的合作伙伴,Hueller Hille公司已经开发和更新了多种汽车零部件生产的解决方案。针对大批量生产,我们的模块化自动线生产效率非常高,并可以按照用户的不同要求订做相应的机床。我们的现代化自动线的主要优点有:能够快速进行安装和调试,设备具有很高的柔性、操作安全性和优化的维修条件等。

在世界范围内,我们的客户主要有:GM、 FORD、 VW、 RENAULT、PEUGEOT、DAIMLER-CHRYSLER、BMW、 AUDI、 PSA、 EEA、KHD、VOLVO、CATERPILLAR、IVECO、 KAMAZ、MAN、SCANIA和SSANGYONG等。

在国内,我们的主要客户有:一汽集团、上海大众、哈东安、奇瑞汽车、云内动力、北京吉普、天津动力、上柴、玉柴、庆铃、大柴等。

AI:结合汽车生产厂家的应用,能否举例谈谈贵公司的产品或技术的实际应用效果,在提高生产效率、提高加工质量和降低生产成本等方面为用户带来了哪些实惠?

黄东宇先生:Hueller Hille不仅可以提供相应的加工机床,而且还可以提供完整的生产系统。如果用户的产品和技术要求有变化,我们保证能向其提供最全面的规划、最可靠的项目管理和更具柔性的生产系统,使用户降低成本、获得更高的生产效率。

在敏捷制造系统里,数台机床同时加工相同的工序内容,并且数台机床组合成加工单元,这被称为“并联加工程序”。实现它的基础是采用快速、高效的CNC数控SPECHT 系列卧式加工中心。以SPECHT 500 W为例,该机床主轴上的刀具有3个自由度(各轴的速度为75m/min、加速度为1g),另外,工件(工作台)有1个线性轴(W轴)和1个旋转轴(B轴)。如图1所示,上料时可从机床上部直接把工件放到夹具里。由于采用精密镗床的原理并带有W轴, 该机床具备了提高加工质量的能力和使用长刀具(如镗杆等)的条件。

生产线的每个加工单元都是经过工艺优化来完成各自特殊的加工内容。加工单元内的机床数量可根据年生产量来确定,最多可由6台机床组成。数个加工单元可完成对工件的全部加工内容。在图2中,机床之间采用行架机械手进行连接,加工单元之间采用滚道连接,这种配置保证了很高的加工质量和安全性。工件在机床上部传送,使机床周围有足够的空间,便于操作和维修保养,保证工件进出机床时的清洁与安全。珩架下面有坚固的接油盘,收集工件带出的冷却液和切屑。接油盘在机床上部有一个安全门,当某台机床保养或调试新工件时,安全门关闭,其他机床照样自动工作。每个加工中心都配有由行架控制的SPC检查台,用于质保测量或抽检。

敏捷制造系统不同于柔性加工系统,它是由各个并联加工程序的加工单元连接组成,可以用来完整地加工缸体、缸盖、变速箱壳体等复杂工件。与传统的专机自动线相比较,因其采用的是并联方式,如其中1台机床有故障或进行保养,不会影响其他设备的正常运行,所以很少出现整线停机现象,因此,整体设备利用率可高达80%~90%,生产效率很高。而传统的串联式加工程序,如果1台机床停机,其他设备都要受到影响,整体设备利用率只有65%~75%。

由于很多地方采用单位时间切削量非常高的PKD刀具,同时需要并联加工程序,相对于自动线设备投资刀具成本有所增加,但考虑到CNC加工中心的自动换刀系统以及与自动线相比生产率提高3%等因素,实际刀具成本并没有增加。经过统计分析,与传统的专机相比,工件的加工质量也很好。对目前缸盖项目90%的Cmk值可大于3,其余的也都在2以上。对于一个缸盖,如采用自动线进行加工,约经过50~60个工位,每个工位都要夹紧、松开和传输,有时工件上的一个孔就要经过多次定位,而采用敏捷制造系统加工缸盖,从毛坯到成品最多只需要9次装夹。图3为一缸盖敏捷制造系统的平面布置图。

AI:面对激烈的市场竞争,贵公司在新产品或新技术研发方面有何举措?

黄东宇先生: 目前在中国新上的汽车项目很多,竞争也异常残酷。为了能立于不败之地,我们的理念是:产品要适销对路,技术要不断更新完善,加工手段也要更适合当今汽车工业的发展。Hueller Hille公司这几年在不断地对设备进行技术改造,首先是设法降低生产成本,其次是对机床结构和性能参数进行合理的改进,使其更符合零件的加工要求。在加工工艺上,我们也在不断地完善和创新。公司现在非常注重产品的同步工程设计,也正因为如此我们的工艺始终能最大限度地与最新的加工零件相吻合。

AI:能否展望一下未来几年汽车制造业的金属加工技术及装备的发展趋势?

黄东宇先生:加工装备的制造商要在激烈的市场竞争中得以生存和发展,必须开发出更加成熟、稳定、高效、安全的加工技术和装备。今后,加工工艺及装备的发展趋是要适应小批量、多品种、共线的混合生产模式,而且现在的加工工艺还要适应未来几年内零件更改的要求;在更换品种时,要将相应的机床及辅具调整时间控制在最短时间内,且更换要方便;设备的扩充要以不影响或尽量少影响现有设备的正常生产为目的;敏捷加工技术和混线加工技术将会越来越多地应用于在新的生产线中。

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