用高速加工中心替代自动线（一）

磨界杀手

　　在十多年前，要用加工中心来替代自动线还是难于办到的事，然而在今天，这种替代已成了现实。在上世纪80年代末和90年代初，像轿车发动机这样的大批量生产领域，采用的加工设备主要还是自动线和组合机床。例如德国大众汽车厂在Salzgitter的发动机生产厂里，生产包括样机在内的(1~2.8)升排量的四缸、五缸和六缸发动机，采用的加工设备，自动线就占了60%，组合机床和加工中心各占了20%。然而就在这几年中，众多机床厂充分利用在刀具技术和驱动技术等方面取得的巨大进步，在90年代初兴起高速加工和开发出高速加工中心，显著提高了加工中心的生产效率。与此同时，由于经济的全球化和需求的个性化，促使产品品种日益增多，设备的柔性成了决择加工设备的重要因素。在这样的技术和市场情况下，于是高速加工中心在90年代中期就开始进入大批量生产领域，打破了自动线和组合机床在这些领域里的垄断地位。
/ F7 ^- _; k6 z　　目前，在汽车发动机的缸盖、缸体、变速箱体和离合器壳等箱体件的加工中，由高速加工中心组成的柔性生产线已大部分替代了自动线、高速加工中心已成为汽车发动机箱体件加工的主要设备。
2 @3 e& W, E; v+ t4 o, ]　　加工中心和自动线是两种不同类型的机床，最初，它们有着不同的应用领域，它们之间并不存在着竞争。技术的进步和市场的变化，推动了自动线的柔性化和加工中心的高速化发展。致使这两种不同类型机床的应用领域彼此接近和相互重叠，生产率和柔性这两个特征参数之间的矛盾渐渐在消失。目前，在中、大批量生产领域有些工件的加工完全可以采用高速加工中心来实现。而对于一些需采用复杂刀具又需机床配合的工件加工，则愈来愈多地转向采用模块化的生产系统，在这样的生产系统中，可以根据具体的加工任务来集成加工中心和自动线及组合机床，以便充分地利用自动线和加工中心各自的优点。
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　　自动线的柔性化及其特点
9 d) L2 `! F( n/ t# u, {; l( @　　为适应不断增加的变型品种的生产，在70年代末和80年代初，众多组合机床制造厂家相继利用NC技术开发出了柔性自动线用的各种不同类型的数控加工模块。这些加工模块按其运动坐标数，有单坐标、双坐标和三坐标模块；按其主轴数，有单主轴和多主轴模块(转塔式多轴加工模块)。由于这些模块是数控的，因此，当柔性自动线由加工变型品种中的一种工件转向加工另一种工件时，可通过改变数控程序来实现自动换刀、自动更换多轴箱和自动改变加工行程以及自动改变工作循环、切削用量和加工位置等，以适应变型多品种加工。
　　柔性自动线与刚性自动线一样，也是一种刚性连接的多工位自动化加工设备，柔性自动线所加工的变型品种在工件的几何形状和加工工艺上必须高度相似，并且这些工件在自动线设计时应该是确定了的，因此，柔性自动线的柔性还是有限的。由于柔性自动线上所有的加工工位之间是互补关系，所以当自动线上某一台机床发生故障时，就会造成全线停顿，致使设备利用率下降，即使在最好情况下，自动线的利用率也仅为70%。
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