A new machine dimension

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全新超大尺寸机床助力重要客户业务腾飞

在圣诞来临之前，丹麦家族企业 HACO A/S 的老板 Henning Albrechtsen 一直在期待着自己的“圣诞礼物” ⸺ 来自斯达拉格的杜普莱恩龙门铣床。结果正如他所愿 ⸺ 这台铣床于 2023 年 11 月底如期交付，并在节日过后顺利投产。这台庞大的铣床重达 870 吨，超大尺寸和横跨两层楼的超大底座是其独有的特点。

“这样便可以减少使用机床的数量，缩短装卸准备时间，从而为客户节省了宝贵的时间和资金。”

Fabian Schwarz，大型零件加工系统 (LPMS) 事业部项目管理负责人

“这两种工艺的整合可以使复杂工件的加工更精确、更高效。”

“在此之前，我们从来没有为任何一台生产设备建造过如此庞大的地道系统，这让人不禁联想到古代的地下墓穴，甚至连我都没有在其他地方见过这样的设施。”斯达拉格可再生能源高级销售顾问 Hubert Erz 解释道。“虽然我们这家核心客户投资建造的地道系统造价不菲，但确实能够为使用这台新机床时的检修和日常协作提供极大的便利。”铺设地基时使用了 850 立方米混凝土和 100 吨钢材：地基横跨两层，空间非常宽敞，非常便于操作员进入杜普莱恩龙门加工中心的驱动元件和其他组件。如此，在任何情况下，地基部分都能立即得到生产团队的快速响应。Henning Albrechtsen 表示：“地基是机床的基础，其稳定性和设计一定程度上决定着机床所能达到的精度水平。另外，地基内的地道系统为所有相关的机床组件提供了良好的操作条件，从而确保极佳的检修便利性。除此之外，地道中的‘地下室’还使我们能够将许多装置安装在走廊的地下，从而大大降低了噪音水平。”该地道系统并不是 HACO（传承到第二代的家族企业）的首席执行官所采取的唯一创新手段。该公司已经拥有五台多利斯立式车床，并且凭借这些车床成长为丹麦风力发电行业和石油天然气行业领先的巨型组件代工厂之一。

丹麦企业携手并肩：为未来风电事业打造超大型转子壳体

然而，即使是专门生产超大型组件的加工车间也承担不起停机的代价。为此，HACO 不得不数次提高其立式车床（含镗铣）的最大回转直径。HACO 不久前与风力发电机制造领域的一家国际领先企业签订了一笔大订单，将为其下一代海上风力发电机生产组件。该发电机的转子直径目前已超过 220 米，采用直驱技术，输出功率可达 14 兆瓦。如此巨大的尺寸是HACO 从未涉足过的。HACO 和一家丹麦合作伙伴已经与该企业签订合同，为其生产所需的大型组件，包括前板、定子板、制动片以及其他主要焊接组件，除此之外还要为其加工多个重量在 50 至 90 吨之间、直径近 11 米的钢转子壳体。

为了应对尺寸不断增大的发展趋势，Henning Albrechtsen 决定购买一组专为应对这一问题而设计的机床。其中第一台是配有 1 个 100 kW 铣头和 2 个111 kW 主从式主驱动的龙门铣床 ⸺ 这对斯达拉格来说，意味着两个不同专业领域的结合。Erz 说：“我们把多利斯车床产品中的组件集成到了杜普莱恩龙门铣床中，从而实现了车削与铣削技术的融合。”该机床的两龙门立柱间距离为 12,600 mm，龙门轴的行程超过 14,000 mm，刀架的最大行程可达 3500 mm。

“我们把多利斯车床产品中的组件集成到了杜普莱恩龙门铣床中，从而实现了车削与铣削技术的融合。”

Hubert Erz，可再生能源高级销售顾问

整体加工提高生产率

这台机床的组装和调试由 Fabian Schwarz 领导的 Starrag 团队完成，他是大型零件加工系统 (LPMS) 事业部项目管理负责人，该事业部涉及杜普莱恩、多利斯和贝蒂产品系列。尽管 Fabian 日常工作的一部分就是负责大型机床，但是这台配备了静压轴承和重 180 吨、最大承重 350 吨转台的新款机床对他来说仍然是一个特别的存在。该机床的一大优点是将铣削和车削整合到了一台加工中心中。“这两种工艺的整合可以使复杂工件的加工更精确、更高效。”Schwarz 解释说。“这样便可以减少使用机床的数量，缩短装卸准备时间，从而为客户节省了宝贵的时间和资金。”

固定式龙门与可移动工作台

第二台机床的工作台是可移动式的。这台机床于 2023 年底交付，配备一个移动式龙门，而这一配置则由一个固定式龙门架和一个可移动工作台组成。Erz 说：“这一特殊设计主要针对车削工艺，采用了比勒费尔德团队专为车铣一体化作业而设计制造的新型支座和刀柄。”就尺寸和重量而言，这台六轴龙门式车床是首屈一指的，只有主从式主驱动（输出功率：2 × 36 kW）比同等机床略大。该设备还能达到更大的工件回转直径，通过可移动工作台，可以将回转直径从 13,000 mm 增加到 15,000 mm。

尽管有一定差异，但这两台机床都能为HACO 完成所有工件的加工，这意味着两台机床既可以互为补充，也可以相互替代。这组机床还能在所有轴上进行高精度定位 ⸺ 即使在一米长的行程中，也能实现微米级的电控定位。

一家生产风电组件的公司要如何解决可持续性问题呢？正如 HACO 在其官网主页上所表达的：“作为能源行业的供应商，HACO 非常重视绿色能源，我们会竭尽全力将生产过程对环境的影响降到最低。” HACO 对待可持续性问题的做法得到了 TÜV Nord 的肯定。TÜV Nord 根据 EN ISO 14001 的严格要求，授予了 HACO 环境管理体系认证。根据客户的需求，新机床全部配备精巧的护围以及辅助油雾抽排装置，以保护员工免受噪音和气溶胶（由分散并悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的胶体分散体系）的伤害。

现在，为了保护这两台超大型新机床所在地的环境，HACO 又采取了进一步的行动：生产作业现场在 SM Industries A/S 位于勒泽克罗的工业园区 ⸺ 这家公司与 HACO 有着多年的密切合作。这家领先的风电用钢组件供应商直到不久前一直是钢材贸易商 Euro-Steel DANMARK A/S 旗下的子公司，以往他们一直通过重型货物运输将焊接坯料从南边 100 公里外的勒泽克罗运到 HACO 位于巴里特的工厂，进行机械精加工。这些组件主要由转子壳体、前板、定子板和制动片组成，重达数吨。加工完成后，再用专用夹具将其从巴里特运回奥本罗港口。

以内部运输取代重型运输

SM 公司为其长期合作伙伴 HACO 提供了一个车间，用于安置两台超大型机床。随后，HACO 将车间地面向下挖掘了 6 米深，用于扩建地基。这样便无须再采取以往传统的陆路重型运输，而代之以快速、环保的内部运输。此外，勒泽克罗工厂离波罗的海沿岸的凯尔沃海沃 (Kalvø Havn) 港和奥本罗 (Aabenraa) 港很近，联合生产的设备组件可以从勒泽克罗工厂直接运往客户位于沿海地区的工厂进行组装，从而大大减少对环境的影响。这也恰好契合了 HACO 首席执行官 Henning Albrechtsen 的想法：“多年来，HACO 一直与 SM 保持着紧密的合作关系。对于这一独具挑战的新项目，我们双方也是合作无间，共同寻找最具成本效益的可持续解决方案。利用现有的生产车间意味着无需建设新厂房。而且，由于我们在同一个厂区，比邻而居，因此坯料生产、热处理工艺和机械加工之间的运输路径得以最小化，成本也随之大大降低。所有这些优势以及距离港口仅 11 公里之遥都有助于实现可持续解决方案，并且符合风电行业的绿色原则。”

Henning 先生的父亲 ⸺ 87 岁高龄的Johan 先生对这一结果也大为赞赏。“我父亲在创立 HACO 之初就投资购买了带自动化功能的优质机床。我们的第一台立式铣床就已经装配了自动托盘交换装置。”Henning Albrechtsen 说道。“后来，我们又添置了一套由两台相连的立式铣床组成的柔性制造系统。这些在我们当地都是前所未见的创举。因此，我们将沿着这条创新和面向未来的道路继续走下去，不断发展，迎接时代的挑战。到目前为止，我父亲已经来参观了第一台机床两次，并且已经开始期待第二台机床的到来。”这台机床目前仍在斯达拉格比勒费尔德工厂，并将于 2024 年第一季度运往丹麦。