一阵静谧的嗡嗡声过后，机器人开始行动。它以毫米级的精度抓取涡轮盘毛坯，将其定位，并牢固地拧入夹具中。在机床的另一侧，第二台机器人将合适的车削刀具插入刀架。装夹单元大约每37秒就能更换一把新的车削刀具。刀具到位后，夹具将工件夹持并装载到车床上。同时，随时可用的刀具也完全自动装载。然后，车床使用合适的切削刀具反复加工工件，逐步加工出毛坯的轮廓。

这套系统有何特别之处？整个加工过程经过优化，确保机床不间断运行。它分别管理刀具和工件：当加工区域内一个工件正在松开夹紧时，装夹单元已在为车削工序准备下一个工件。

完全自动化的流程——只有少数例外

一眼望去，就能明显看出这里涡轮盘的生产方式与同类工厂的配置截然不同。“我们拥有世界上最先进的涡轮盘生产设备：借助工业机器人，我们可以全自动设置组件，更重要的是，可以全自动设置刀具，”MTU项目经理克里斯蒂娜·布劳恩说道。各个区域的独立性是该工厂的另一个独特卖点。“我们特别想要一个与机床工作区分离的搬运系统。在我们现有的工厂中，这一直是一个限制因素，因为工件和刀具的设置过程会不断占用机床。”

图1 车削是一个闭门过程——不需要操作员进行干预，位于MTU慕尼黑工厂的魏因加特纳mpmc车铣复合加工中心

四台车床和四台铣床可用于加工涡轮盘。毛坯来自MTU位于波兰热舒夫的工厂，首先进行车削，然后送往邻近的生产设施进行拉削。随后的铣削加工在新的制造工厂进行。在这里，工件同样通过气锁自动装载，刀具存放在机床后面的存储单元中。

在铣削过程的最后，涡轮盘会被去毛刺——这是一项精细的手动操作，由协作机器人协助人类操作员完成。最后，涡轮盘会在工厂的其他地方进行必要的特殊处理，例如涂层、喷丸或热处理。之后，它们会被送回位于生产线上一层楼的测试中心进行最终检验。

图2 铣削过程也是以闭门过程的形式进行，无需操作员干预

每年 6,000 个低压涡轮盘

MTU目前每年在此生产多达6,000个低压涡轮盘，用于空客A320neo的齿轮传动涡扇发动机等。“在大约十年后的第二阶段扩建中，年产量可能达到12,000个。”MTU数控编程主管Markus Full说道，尽管该公司还计划为其他发动机生产更多型号。

该团队投入了大量精力来开发和优化流程，例如，用于校准和调整机器和机器人的全新测量解决方案。此外，团队还专门为该设施开发了一套新系统，该系统使用专用运输箱并通过RFID芯片进行唯一识别。“调整控制系统以满足MTU的要求也非常耗时，但最终获得了回报。得益于高度自动化，以及在数控程序开发和创新加工策略方面的丰富专业知识，我们缩短了机器运行时间并节省了刀具成本，”Full说道。

节省时间主要归功于流程的改进，正如 Braun 举例说明的那样：“过去，工人更换工件时需要用起重机手动装载机器；而如今，同样的流程只需几秒钟。” 她继续说道，这意味着全面自动化最终可以大幅降低零部件成本。“我们完全定制化，批量大小为一个，在设置过程中，我们会针对生产的每个零部件重新调整机器。”

图3 MTU 在其位于慕尼黑的工厂开设了一家最先进的制造工厂，通过自动化降低成本并加快流程

需求变得更加多样化

与此同时，高度自动化也改变了工厂员工的工作范围。以前，一个人负责一定数量的机器，但现在员工们要处理各种各样的任务。“这使得工作更加多样化，不再单调乏味。工作范围从监控和故障排除到评估流程是否稳定顺畅，”工厂生产团队负责人 Zeljko Leovac 解释道。

图4 对于车削和铣削过程，机器人帮助将毛坯拧到特定于该模型的夹具上

减少错误源是设计新生产线时的另一个关键考虑因素：“通过全自动生产，我们降低了处理损坏的风险 - 即那些事后才发现并必须纠正的小错误、微划痕和生产偏差，或者在最坏的情况下，可能导致组件被拒收并且无法出厂，”Leovac 说。

图5 自动化流程实现了节约资源的可持续制造

最终，新的涡轮盘生产设施主要体现了航空业的转型，未来几年，航空业必须加快生产速度，提高生产效率。Braun 表示：“自动化在 MTU 的未来战略中扮演着核心角色。它提升了我们的产能，并使我们能够部署新的制造技术。这在未来至关重要，因为我们已经看到，参与新的发动机项目将如何带来显著的增长。”

关于MTU航空发动机公司与魏因加特纳机械制造有限公司合作背景

魏因加特纳公司的多台全自动mpmc600车铣复合加工中心已全部在MTU慕尼黑工厂安装并投入使用，为这一先进工厂的建设贡献了力量。魏因加特纳公司与MTU航空发动机公司有着多年密切的合作，魏因加特纳公司全球销售总监Klaus Geissler先生表示：“从2019年至今，MTU航空发动机公司共向魏因加特纳公司采购了5台mpmc600-1000车铣复合加工中心 ，提升了工厂的生产能力和效率，帮助满足对发动机工艺的极高需求。”

文章来源：MTU航空发动机公司 LinkedIn 帐户

图片来源：MTU航空发动机公司 LinkedIn 帐户

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责任编辑：朱晓裔

审 核 人：李峥