“汽车制造装备论坛及交流会（东北篇）”现场实录

时间：2006年7月5～6日
地点：中国长春
主办：中国汽车工程学会装备部
承办：中国第一汽车集团采购部
　    富奥汽车零部件制造有限公司
合作媒体：MC《现代零部件》杂志
主题：面对面，沟通与合作的亲密接触

　　为了促进汽车制造企业选用本土制造的先进、适用装备，搭建汽车制造企业和装备制造企业之间的技术合作与交流的平台，由中国汽车工程学会装备部主办，第一汽车集团装备部、富奥汽车零部件公司承办，MC《现代零部件》杂志支持的“汽车装备制造技术论坛及交流会（东北篇）”于2006年7月5~6日在长春圆满结束。

　　演讲企业：英格索尔生产系统有限责任公司、德国勇克机器制造有限公司、MAG公司、东风汽车有限公司设备制造厂、山特维克可乐满、北京第一机床厂、小巨人机床有限公司、斯来福临有限公司（中国）、美国哈挺（中国）有限公司。

参会代表：来自长春地区汽车行业从事工厂设计、制造、规划、采购、管理等领域工作的各级主管，约80人。

在会议的闲暇之间，《现代零部件》的记者魏莹对宁夏小巨人公司黄建文总工程师进行了采访。

黄建文：1989年毕业于甘肃工业大学，进入大河机床厂工作，先后在装配车间和研究所工作，主持过卧式加工中心的设计工作。2000年进入小巨人公司，先后在技术部和营业部担任机床设计和营业技术工作，担任售前服务科科长、营业技术部部长、副总工程师和总工程师。由于有先后在装配车间担任施工员、研究所设计加工中心、从事营业技术和技术管理方面的工作经历，使得在工作中能够综合运用各方面的知识处理问题，并在工作过程中积累丰富的工作和管理经验。

MC：这种新的生产方式下对于机床有什么方面的要求？

    黄建文：主要有高速、高精度、自动化技术、网络信息技术、复合技术。

　　高速：高速加工是减少加工时间，降低生产成本快速适应市场需求的最有效的手段，另外对于一些轻金属以及特种材质的加工也必须采用高速加工技术。

    高精度：高精度加工可以提高产品质量、提高装配效率、节约能源。

    自动化技术：自动化技术可以提高生产效率，满足批量要求，减少人为因素的影响影响。

    网络、信息技术：能够进行系统集成、减少辅助时间、提高机床开动率。

    复合技术：复合加工技术可以实现工序集成、缩短物流线、减少等待时间。

    MC：小巨人公司的产品是如何对应这种需求？

    黄建文：小巨人公司产品在以下几个方面来考虑：

　　电主轴技术的运用。大功率电主轴提供了更高的生产效率。由于主轴整体缩短，挠曲降低，提高了刚性。平衡性好，加工精度高。通过强劲的稀土磁铁获得大的扭矩。优化磁路设计实现低扭矩下平滑进给。通过优化电机形状和结构，与传统电机相比较损耗降低了50%，通过采用冷压转子结构提高了转子的平衡精度，从而易于实现主轴的平衡。结构简单无中间转动机构。输出功率-扭矩特性曲线好。运转振动小，加工光洁度高、圆度特性好。恒温冷却，长时间运转热变位小。

    主轴采用双面高精度动平衡结构，实现了主轴部件的完全动平衡。保证主轴在高转速下无振动、长时间运转。

    通过装在机床的床身、立柱和主轴箱上面的温度传感器，时刻监测这些地方温度的变化，并将这些温度的变化转换为电压的变化，再和机床的参数表对照，对机床的位置进行补偿，从而抵消了温度变化带来的机床精度的变化，在机床的主轴套筒和丝杠上有强制的冷却系统对这些发热部位进行冷却，保证了机床的精度。

    通过高频PWM（脉冲宽度调制）和快速响应电流控制可以极大地改善电机电流。工业级最高水平的电流控制能力（是其他模式处理速度的四倍）保证高速下高精度加工。高性能的伺服电机使得插补加工的精度和光洁度大大增加。

    采用了双臂机械手式换刀机构。刀库驱动和机械手驱动均采用伺服电机。通过采用双伺服驱动，大大简化了传动系统的机械结构，有效地提高了刀具交换系统的可靠性，缩短了换刀时间。

    刀塔采用伺服电机分度、牙盘定位、液压夹紧。刀塔分度速度快、寿命长、刚性好。动力刀座的驱动为全数字式伺服，每个刀位都可以配置动力刀座。

    尾座采用单层结构，刚性和可靠性大大提高。尾座不但可以自动实现位置的控制还可以对尾座的推力实现自适应控制，适合重切削和精加工。尾座定位速度快、准确，长短工件任意设定和调整。

    通过采用各种节能措施使得比同级产品待机耗电节省40％，润滑节省88％。由于废油排出极少，大幅度延长了切削液的使用寿命。消耗可降至原来的1/2以下，节省50%的切削液消耗。

    全封闭的防护罩完全避免了切屑和烟尘的外溢，不会对工作环境造成污染，操作更舒适。专门设计了可打开的顶盖，极大地方便了吊车的使用，装卸重工件更方便。山形的导轨防护罩设计和防护罩冲屑系统有效地防止了切屑的堆积，非常适合于大批量生产使用。

    所有气动、润滑等相关的部件均集中布置在机床的右后方，调整维护非常方便。

    将ＰＣ和ＣＮＣ融为一体的６４位ＣＰＵ数控系统——MAZATROL FUSION 640系统。在世界上首次实现了以人机对话方式进行编程，意味着速度更快，精度更高。通过内置的专家系统可以自动给出切削参数和进行刀具展开，大大缩短了编程时间，提高了效率，降低了对编程操作人员的技能的要求。由于是ＰＣ和ＣＮＣ融为一体的，所以还有很多的提高效率和管理方面的功能，比如夹具刀具数据库、作业历史记录、机床负载监控、加工时间分析、自动诊断导航和机床维护等。

    MC：那么具备了这些特点的数控机床如何来适应当前日益变化的市场需求呢？

    黄建文：针对于变幻莫测的当今市场，如果在生产的起步阶段就跟不上市场需求，那么就会丧失商机，或者是在生产上了轨道后，遭遇到预想不到的销售呆滞而造成了库存的积压，都会给经营带来极大的压抑，从而导致极为严峻的后果。这就是传统的预测式生产带来的弊端。

　　为了抓住商机，避免风险，需要改变原有的预测式生产方式，取代为消费者主导型生产方式。

    当然对于这样的概念来讲谁都会明白，但是对于传统的由刚性线为主的大批量的生产方式实现这样的功能却谈何容易，因此，高速高精度高度复合化的数控机床的出现带来了加工方式的变革，由这些机床组成的柔性生产线正在取代刚性生产线成为当今生产方式的主流。

  MC：请您再详细地解释一下。

　　黄建文：我们就来看看由数控机床组成的模块化的生产单元是如何来实现这种生产方式的转变的。

　　传统的刚性线组成的生产系统，由于要从设备开始设计生产，因此产品的导入期较长，在这个时间段内无法满足市场的需求，但是一旦完成后产量可以迅速扩大，但是随着市场的变化，这时可能这种产品已经开始进入衰退期，从而造成产品的积压。而数控机床组成的单元化的生产单元由于采用标准的机床，只需设计制造相应的夹具和刀具即可，因而产品的导入期可以大大缩短，新产品试制成功后随着市场的推广用户的需求逐渐增加，因此，我们可以随着市场需求的节奏逐渐增加生产单元，当一旦市场出现饱和以后，可以拿出一个单元来进行另一新产品的试制，试制成功后新产品产量逐渐增加，老产品产量逐渐减少，我们就可以把生产单元逐步的一个一个转化到新产品的生产中，从而实现产品的平滑过渡，而保持销售额不变。而这些变化仅仅是对夹具和刀具进行一些调整就可以迅速实现新产品的生产。因此它非常符合产品的市场销售周期的规律。高精度、高效率、高复合化的数控机床为这种生产方式提供了必要的条件。

    这样的生产方式还有两个重要的特性，一是一般的产品虽然退出市场，但是，为了满足少量备件生产的需要，刚性线需要保留整条生产线，而柔性线只需保留一个单元。二是刚性线的设备较多，工序较多，工序间是串连的，因此一旦其中的一个设备发生故障，全线都要停止，整体设备利用率就很低。与传统的工序分散的自动线相比较，柔性线采用的是并联方式，因此其中的一个单元出现故障，只影响到一个单元，其余的单元可以照常进行生产。整体设备的利用率很高。

　　因此，由高速高精度数控机床组成的柔性生产单元具有工序集约化模块化配置，能够针对市场的需要迅速投入生产，及早参与市场的竞争，提高产品的占有率。可以根据市场的动向进行设备的递增/递减调整，不产生多余的库存，改善资金周转状况，擅长于多种类部件的混合生产，能够高效对应备件生产，即使是机床发生故障时生产线也不停止，系统运转率高。配合智能网络化的数控系统和相应的管理软件可以实现数字化生产方案，工厂内的各个工序互联互通、并行生产，最大限度的缩短了交货期，加快了产品更新换代的步伐。生产方式由生产导向型转变为消费导向型的时代。