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机床改造, 更优的投资选择

事实证明,让旧机床重获新生,是比采购新机更合适的 方案。通过全面改造,斯达拉格让这台久经考验的立式 车削中心适配未来生产需求,也让 NEUMAN & ESSER 成为机床改造的忠实用户。

“机床产能尚能满足需求,机械部件状态 依旧完好。”德国亚琛附近于巴赫- 帕伦 贝格的 NEUMAN & ESSER 机加工车间 (NEA 集团)加工部门负责人西蒙·普雷 尔 (Simon Prell) 回忆道。
 

选择改造,而非购置新机

实际上,企业原本已经规划并做好预算, 准备替换这台服役 26 年的多利斯 CONTUMAT VCE 2000/180 立式车削中心。 但替换新机的方案存在诸多不利条件。如 果更换新机,需要开展大规模地基施工, 并且生产至少要中断六个月。NEUMAN & ESSER 与斯达拉格紧密协作,最终决 定对机床实施全面改造。归根结底, 对斯达拉格改造专业能力的信任,是 NEUMAN & ESSER 做出该决策的关键。 NEUMAN & ESSER 主要生产压缩机, 服务于特种气体、氢能等行业,同时也 生产机械工艺工程领域的各类机床及附 件。机加工业务主要承接大型定制零部 件,以单件、小批量生产为主。因此, 对机床的精度、可靠性与可用性也提出 很高要求。

斯达拉格技术:经受整体加工工况验证

多年以来,该机加工车间一直选用斯达 拉格机床开展生产。斯达拉格机床在复 杂机械零部件整体加工中表现可靠。例如 杜普莱恩 T 系列龙门加工中心,自 2011 年起就实行三班运行,用于数吨重的活塞 压缩机曲轴箱体的整体加工。

多利斯 CONTUMAT VCE 2000/180 立式 车削中心同样性能稳定,服役时长已超 25 年。这款紧凑型单柱立式车削中心可 加工大型回转类工件,例如缸体、缸套、 活塞,以及结构复杂的备件与维修件。加 工对象涵盖实心缸体,以及对壁厚精度要 求严苛的薄壁缸套。同时还可加工直径最 大 1.3 米的活塞。无论是新机制造、备件 生产还是维修业务,工件内外径均需要达 到百分之一毫米级别的公差。该机床精度 高、刚性强,尤其是长期精度表现优异, 因此成为改造的理想对象。

这并非偶然:这台立式车削中心历经数十 年日常生产,价值已经得到充分验证。其 坚固的铸造结构部件构成了稳固的机床床 身,既可以承受大切削力,也可满足百分 之一毫米级别的加工精度要求。精度与耐 用性兼备,这一点在要求严苛的备件维修 业务中尤为可贵。

改造重点:刀架与控制系统

本次改造重点针对两个老化最突出的部 分:立式车削中心的刀架单元以及控制系 统。刀架系统送至德国门兴格拉德巴赫的 斯达拉格工厂进行全面大修,升级至当前 最新技术水平,其中包括配置全新 Z 轴驱 动。与此同时,机床整套电气系统全部换 新,搭载西门子 SINUMERIK ONE 数控系 统,配套全新驱动、测量系统、开关柜以 及控制面板。

改造方案早期就与客户维护部门协同设 计,兼顾经济效益,同时最大限度压缩停 机时间。西蒙·普雷尔表示:“刀架和控 制系统,这两部分是我们面临的最大难题。 对这两部分的针对性改造,让这台机床恢 复到近乎新机的状态。”

本次改造并非简单替换老旧控制系统。联 合斯达拉格为这台立式车削中心配置的 控制系统,与车间内新机保持高度一致。 因此操作员切换不同机床几乎无需适应时 间。“这样就实现了岗位轮换作业。”西 蒙·普雷尔说道。“操作员可以非常轻松 地切换机床,直接上手生产。”他对本次 改造的效果评价为“非常满意”。企业计 划到 2027 年,将全部机床统一升级为西 门子标准化控制系统。

快速重启,即刻恢复生产

完成调试之后,改造效果立刻显现。虽然 整套控制系统全部换新,该立式车削中 心在改造完成后的第二周就恢复满负荷生 产。经过简短现场培训,操作员就可以高 效开展作业。西蒙·普雷尔称:“改造完 马上就可以产出合格产品。改造期间,不 可避免的停机时间仅为 12 周。这对我而 言是最大的收益。”在西蒙·普雷尔看来, 项目成功的另一关键,是斯达拉格改造专 家与客户内部维护团队之间的紧密配合。 “维护团队和服务工程师之间良好协作, 对我们而言至关重要。”他着重强调。核 心要素在于双方的专业能力,以及“平等 透明的沟通机制”。 而真正的考验是改造完成之后,也就是 在日常实际生产当中。但本次改造的目标 并不是追求产能的爆发式增长。改造之 前,这台立式车削中心本身就处于较好的 运行水平。“我们原来的生产水平并不差。 但经过改造之后,整体水平又上了一个台 阶。”西蒙·普雷尔总结道。提升主要体 现在生产效率、机床的可用度、操作便捷 性以及加工质量几个方面。但他表示很难 给出精确量化数据:“这点要实事求是。 性能提升幅度属于个位数百分比级别。” 他补充道,作为典型的小批量定制生产企 业,本身就很难把这类改善效果做精准 量化。对 NEUMAN & ESSER 来说,工件 质量持续稳定比单纯缩短加工时长更为 重要。

操作员体验改善,助力提升生产效率

稳定可靠的机床在备件及维修业务中价值 尤为突出。和大批量生产不同,这里每一 份订单都各不相同。“我对这台改造后的 机床及其可靠性非常有信心。”西蒙·普 雷尔评价道。“扎实稳固的整机结构令人 印象深刻。”得益于机床便于操作、加工 空间宽敞,人机友好度高,他手下的班组 也很愿意使用这台机床作业。对部门负责 人而言,本次改造成功的意义已经远超单 个项目本身。过去企业很少考虑机床现代 化改造,如今改造已经成为投资策略中不 可或缺的一环。“未来,改造依旧是我们 的发展路径,会始终作为备选方案。”西 蒙·普雷尔说道。这套方案尤其适合经过 长期验证的成熟机床,既可以维持产能, 充分利用现有基础设施,相比采购新机还 能大幅缩短停机周期。磨床改造以及本次 立式车削中心改造都收获良好效果,他计 划继续推行机床改造路线。

“ 改造完马上就可以 产出合格产品。这 对我而言是最大的 收益。” 西蒙·普雷尔 (Simon Prell), NEUMAN & ESSER 公司 加工部门负责人

有时,改造就足以解决全部问题

斯达拉格是这条道路上重要的合作伙伴。 在多利斯立式车削中心改造圆满完成后, 下一个现代化改造项目已经提上日程,对 象是沙尔曼 (Scharmann) 落地镗床。在生 产负责人看来,这是顺理成章的选择。如 果机械本体工况良好,就未必需要采购全 新机床。这种场景下,改造会是兼顾经济 效益与高性能的更优解。