基本介紹
- 中文名：高速加工中心在汽車生產領域的套用
- 行程速度：120m/min
十多年來，高速加工中心的結構、驅動和技術性能有了長足的發展和提高。在結構和驅動方式上經歷了從滾珠絲桿－立柱移動式到直線電機－框中框結構的二代發展。當今，高速加工中心又在向並－串聯混合運動學結構發展，以進一步提高加工中心的動態性能。目前，表征高速加工中心動態特性的軸加速度已達1～2g，快速行程速度達到80～120m/min。這為較大幅度縮短輔助時間創造了條件。如：當軸加速度為1.2g、軸行程距離為800mm時，軸定位時間僅需0.5s左右。而高速切削和高速進給的套用使加工的基本時間變得越來越短。例如：銑削深度14.1mm的M6螺孔僅需1.2s，由此可見，現代高速加工中心已成功的將原本是相互矛盾的柔性和生產率融合到了一起。
當今，世界汽車工業由於激烈的市場競爭，促使汽車更新換代的速度明顯加快，產品市場壽命進一步縮短。與此同時，汽車變型品種逐漸增多，投產批量日益減少。為滿足全球市場的不同個性化需求，多品種柔性生產越來越成為競爭的決定因素，設備的生產效率和柔性已成為選擇設備的主要因素。
在20世紀80年代前，剛性自動線是汽車工業唯一採用的高效自動化設備。隨著數控系統可靠性的提高和汽車工業多品種生產的需要。80年代初柔性自動線問世，並越來越獲得廣泛的套用。但由於柔性自動線所加工的工件在幾何形狀和加工工藝上要高度相似，並且這些工件在自動線設計時應是確定了的。另外，由於柔性自動線所有的加工工位之間是一種互補的關係，因此，當自動線上某一台工具機發生故障時，就會造成全線停頓，導致設備利用率下降，即使在最好的情況下，其利用率也僅為70%。
1993年以來，相繼出現由高速加工中心組成的柔性生產線，由於它具有高生產率、高加工柔性和能力柔性，所以既能滿足當前多品種的加工任務，也能通過調整或擴充設備來適應未來的加工任務，因而這種柔性生產線正越來越多地被汽車工業所採用。如賓士、福特、戴姆勒－克萊斯勒和通用等眾多的汽車廠都已採用高速加工中心來加工缸蓋和變速箱體，用柔性生產線替代自動線已是一種發展趨勢。有關資料介紹，自動線的市場份額已從60年代中期的40%減少到90年代末期的25%。按目前的技術水平，採用柔性生產線加工缸蓋每天最佳加工件數已達到1200～1500件(相當於年加工30萬到40萬件)，變速箱體每天最佳加工件數為1500～1800件(相當於年加工40～45萬件)。
柔性生產線是一種兼有自動線和柔性製造系統(FMS)特徵的混合型生產系統。這種生產系統是由若干台具有互補和互替功能的高速加工中心通過按一定方向傳送工件的輸送系統連線而成的。由於這種系統是採用定向輸送的物料流，所以工件輸送系統比較簡單，往往可採用滾動輸送帶來實現工件的連續輸送。並且，這種輸送系統可以起到工件的中間儲存作用，故有利於提高工具機的利用率。柔性生產線在工序流程的安排上，通常是採用自動線的傳統加工方式來分配加工工序，所以生產線上的加工中心是按這種預定的工序和流程方向依次進行排列，並且在每個加工單元上至少安排兩台加工中心進行平行加工(完成相同的加工任務)。這樣，它與柔性製造系統任意分配加工任務的方式相比，不僅可省去用於調度的主計算機，並且可以改善夾具和刀具的使用。與自動線相比，由於採用平行加工，柔性生產線可以充分利用工具機的生產能力。當某一台工具機出現故障而停機時，其它工具機仍可以繼續工作，因此，這種生產線的技術利用率可達到90%以上。
