Reaching new heights

< Back to Magazine No. 01-2017

about

到达新高度

柔性制造系统代表飞机制造商生产力的飞跃

斯达拉格集团集成的托盘系统总共包括 16 个尺寸为 2,000 mm × 4,000 mm 的托盘。

皮拉图斯飞机公司工厂的总装车间位于瑞士中部城市施坦斯（Stans）。比起“普通客机”，乘坐他们的飞机可以体验更多的飞行妙处。下面谈谈他们的单发动机多功能飞机 PC-12（已售出了 1,500 多架）的最新型号、高度现代化的 PC-21 教练机的部分样品和双发动机 PC-24 喷气式商务飞机的 3 架样机。这些机型已经在2017 年通过认证，并且已经赢得 80 份订单：客户很难克制住自己抓住操纵杆，让这些飞机起飞的冲动。

难怪皮拉图斯公司已经用这些较小的飞机征服了不同的缝隙市场。他们打动客户的原因在于其高品质、定制性能和多次获奖的全球客户服务。亚洲是瑞士企业最大的销售市场，销售额占比约为 65%，其次是美洲（23%），第三是欧洲（8%）。

皮拉图斯飞机公司的工厂已经恢复大型零件的机械加工：2016 年 10 月以来，其工厂便采用斯达拉格集团的柔性制造系统（FMS），包括两台 ECOSPEED F 加工中心，以高度自动化的方式加工长度在 750 - 4,000 mm 之间的中型铝合金结构件。其生产能力增加了大约三分之一。

多年来，营业额和订单一直在不断增长，如今，被称为“超级多功能飞机”的 PC-24 飞机已经达到了市场成熟阶段，因此其生产能力要求将达到新的高度。鉴于可用的空间和员工人数不可能无限增加，因此生产负责人选择为大型零件的机械加工赋与生机，以增加生产能力。

毕竟，像所有其他皮拉图斯的飞机一样，这种新喷气式商务飞机拥有许多铝合金结构件，包括机头、尾翼和翼尖。“对它们进行机械加工是我们的核心竞争力之一”，机械化生产部主管 Walter Duss 解释道。 “因为这些铝合金结构件的壁厚有时仅有 1.2 毫米，真是精细极了。并非所有的飞机制造商都能遇到这种情况。因此，机械加工效率通常远远超过 90%”。

为了增加这一核心环节的生产力，必须要为 750 - 4,000 mm 大小的零件安装柔性制造系统，该系统可以执行大规模自动化生产流程。其他具体要求的重点是能够在加工时间利用托盘库的作业缓冲区上下料，以及普遍减少装夹次数，以便经济性加工皮拉图斯公司尺寸范围的 200 多个零件。

柔性制造系统可创造额外的生产能力

Beat Müller 是设备采购部项目主管，负责柔性制造系统的投资，他邀请了所有知名航空工业供应商参与投标。他们必须进行大量的工艺试切，并进行详细的检测，在这些流程的中心有大量的检测流程。最终，他把中标书授予了斯达拉格集团，后者需要提供一个柔性制造系统和 2 台配置完全相同的 ECOSPEED F 2040 加工中心。

皮拉图斯公司正在使用新的斯达拉格柔性制造系统加工长度在 750 - 4,000 mm 的零件。皮拉图斯公司的机械化生产部主管 Walter Duss（居左）和加工大型零件的专家 Ahmad Rabah 指出，最小壁厚仅为 1.2 mm 的零件极为精细。

“ 有了 ECOSPEED F 机床，我们既可以实现卓越的品质，效率又比以前大幅提高。”

“斯达拉格集团决定性的亮点是其全面的系统知识和完成交钥匙项目的多年成功经验”，Beat Müller 描述道。在机床方面， ECOSPEED F 加工中心的性能特别有说服力，该中心是为铝合金结构件而专门设计的，其金属去除率最高可达 160 l/min。 Beat Müller 认为 Sprint Z3 并联主轴头的创意别具一格：“当它用不同的角度在角落里进行凹槽铣削时，我们大受震动。” 另一个决定性因素是最大速度为 30,000 rpm、输出功率为 120 kW 的主轴。它可以提供诊断功能——“这是我们必不可少的判断标准”，这位项目主管补充道。 “因为这可以使我们能够以最理想的方式设计加工流程、维护和其他营运成本。”

斯达拉格集团开发和提供的另一种产品也可支持高度自动化生产——中央控制器。该计算机管理机床、装卸站和托盘的协作。员工始终可以在监视器上清晰地观察生产过程。

这位项目主管还将 ECOSPEED F 优化的排屑称作决定性因素：“我们估计，每年将在该机床内加工 700 吨左右的毛坯，其中超过 90% 的材料将被去除。我们不得不从机床和生产区清除大量的切屑。”机床托盘的立式排列可保证切屑直接落入中央的排屑器。排屑器将把切屑移送到床身的一台横向输送机，最后，横向输送机再把切屑移送到一个装有 4 台挤压机的料仓。压制好的切屑将被从车间输送到等待容器中。

斯达拉格集团集成的托盘系统总共包括 16 个尺寸为 2,000 mm × 4,000 mm 的托盘。

斯达拉格集团可提供完整的柔性制造系统的项目规划和工程设计，包括托盘装卸系统和加工中心。该系统共有 16 个托盘，尺寸为 2,000 × 4,000 mm。其中，每台机床有 1 个托盘，还有 14 个托盘装在托盘库。该系统还包括两个装卸站和一个翻转工作台，以便进行立式装料。斯达拉格集团开发和提供的另一种产品也可支持高度自动化生产——中央控制器。该计算机管理机床、托盘和装卸站的协作。

高度的流程安全性可实现无人值守的夜班工作

项目主管 Beat Müller：“多亏斯达拉格集团柔性制造系统高度的工艺安全性，所以我们现在能够在没有员工值守的情况下在夜班运行机床了。”

斯达拉格的柔性制造系统从 2016 年秋季开始便已投入运行。生产部经理 Walter Duss 满意地说道：“在使用相似车间场地和相同数量员工的情况下，我们却能够增加大约三分之一的生产能力。在像瑞士这样制造成本昂贵的国家里，这可以让我们更加省钱，帮助我们应对激烈的国际竞争。”

项目主管 Beat Müller 还承认他们已实现一个重要目标：“我们曾经用过一种多班组操作模式，在一年中，机床操作员需要连续 300 天从早上 5 点工作到次日凌晨 1 点。凌晨 1 点之后就是 4 个小时的无人值守的时间。该系统的流程安全操作可使我们在无人值守的情况下从晚上 10 点到次日早上 5 点运行该系统，这样，我们的员工就能腾出时间干其他的任务了。”

关于进一步的好处，他提到了上料——由于零件种类繁多，所以上料是用手工进行的——可以在机床加工时进行。托盘是在日班期间装载的。因为不想在装载托盘时浪费任何时间，皮拉图斯公司在装载站对面集成了一个原料存储场所，以提供要求的坯料。装载托盘被存储在托盘库。斯达拉格生产控制计算机可以从那里自动将这些托盘发送到机床上进行机械加工，并可确保它们随后返回托盘库。Beat Müller 指出，有时候，会有 12 份生产订单的工作同时在该系统上运行。因此，这些托盘会在工作步骤之间被再次放入托盘库。 Beat Müller 总结道：“托盘库的缓冲效应的确可使我们实现更高的利用率。” 一旦机床完成加工，而且装卸站空闲，则已加工完的托盘将行进到装卸站，然后在那里接受手工下料和重新上料。