和時間賽跑

眾所周知，賽車項目對起關鍵因素的發動機制造商有著特殊的要求，也因此對相應的測量技術提出了嚴苛的要求。這些與發動機相關的部件通常需要經過12道甚至更多的加工工藝，整個過程還具有不斷變化的特點，因此大量工作集中到了初始樣品的制作和過程的測量中，這無疑為制造商帶來了難題。

鑒于這些高要求且復雜的質量要求，Pankl Racing Systems公司位于奧地利穆爾河畔的布魯克（Bruck）工廠，使用ZEISS 坐標測量機取代了其原有的手動測量設備，因而節省了高達80%的測量時間。

當Sebastian Vettel和Fernando Alonso將他們的一級方程式（F1）賽車駛上賽道時，所有的細節將在決定勝負的賽車過程中發揮關鍵的作用?！皯鸲贰痹缭谒麄冏诜较虮P后面之前的很長一段時間就已經爭分奪秒地開始了——真正的比賽始于發動機和驅動系統制造商的制造階段。其中一家制造商就是Pankl Racing Systems公司。該公司為參加所有國際性的賽車比賽的各個賽車隊開發制造發動機和傳動部件，其中包括F1、LeMans24小時車隊、NASCAR和MotoGP車隊（摩托車界的最高賽事），同時在布魯克工廠里加工生產發動機的零部件。

數以克計

“ 更輕、更可靠、質量更好”，Pankl發動機系統公司質量保證部的負責人Mario Pichler先生的說法也正是對這種不斷增長的需求現狀的精準評價。賽車發動機的部件正在不斷挖掘制造商的最大制造潛能——多少轉rpm、多大的點火壓力、最大扭矩是多少，以及鉆孔直徑和空程值是多少……

一般情況下，這些數據都源于一張技術規格表，在這張表上設計師標注比賽過程中發動機部件所適合的各個參數。

Pankl的工程師負責設計這些鈦連桿或鋁活塞部件，不僅要使這些部件盡可能輕，而且還要能夠足以承受賽道上的極端作用力?！拔覀兊墓こ處熍κ共考_到最好的效果，重量和持續性之間往往一線之隔，”Pichler說。

測量，測量，還是測量！

賽車的至高要求不僅針對設計和生產，而且也針對測量技術。首先，精確到幾微米的精度要求是推動技術可行性必不可少的條件。第二，必須進行大量的測量工作。加工量少到80件甚至30件，而對零部件的要求不斷變化是賽車中司空見慣的。因此，在布魯克生產基地的工程師們常常在一天中要面對15個新零件的初始樣品質檢。在進入生產線之前，Pankl公司要對這些樣品進行多次測量。不斷進行隨機抽檢，并在加工過程中進行全部測量。

例如，一個連桿需要10-15個加工工藝，在每一個步驟中都要進行測量。幾年以前，在Pankl公司執行這些過程測量時，還是依靠人工測量設備，例如游標卡尺、快速檢測和高度尺，以及千分尺和輪廓測量系統等。“人工檢測不僅花費大量的時間，而且測量的精度在很大程度上還是取決于操作人員的技術能力和經驗，”Pichler回憶說。因為每個人在使用工具時，都有著細微的差異，所以使用手動測量設備得到的結果會因人而異。因此Pankl公司管理和質量保證部門考慮使用自動測量機，其首要目標就是希望通過檢測過程中的測量自動化來提高檢測速度并保證高重復精度。

“ 即插即用 ”

Pankl決定嘗試使用ZEISS的DuraMax三坐標測量機進行測試。

結構緊湊的測量機設計專為取代生產中的手動測量設備。機械振動和18-30℃之間的溫度變化對它都不會造成影響，占地面積僅一平方米。即使精度低到2.4μm，雖不如Pankl公司測量實驗室中使用的ZEISS PRISMO SACC坐標測量機那么精確，但也大大優于手動測量。DuraMax同樣可以運行ZEISS CALYPSO測量軟件，布魯克生產基地有8 名測量技術員具有操作其它ZEISS設備的經驗， 因此能夠熟練掌握該軟件的運行?！癉uraMax對我們來說簡單得可以即插即用，”Pichler說。測量技術員將已有的測量程序傳送至該機器，就可以開始測量第一批工件并開始測試操作。當然，讓許多生產工人相信自動測量機可以取代他們信賴的手動裝置還需要時間?！暗?，僅使用了兩個星期后，他們就一般不開這些自動測量機了。所以我們作出決定——我們要保留它，”Pichler如是說。

測量時間減少了80%

DuraMax幫助Pankl公司實現了進行自動化測量的目標：“在過去我們通過手動測量， 現在有了DuraMax就完全進行自動測量了，”Pichler說。這使得Pankl公司節省下了80%的測量時間，大大減化了測量次數和工具切換。在以前，按照測量計劃，一個連桿的輪廓銑必須執行大約80個特性測量。就像Pichler所指出的，“ 在使用DuraMax之前，我們需要六種不同的量規和一個測高計，還要有五個不同的夾具，才能完成所有的工作。測量過程需要1小時20分鐘。現在一名工人將工件夾緊在一臺ZEISS DuraMax測量機上，按下按鈕，探針自動測量工件，并能記錄所有必要的數值。”——這僅需15分鐘。在賽車制造過程中，由于實際的規劃涵蓋眾多的工藝步驟和大量的初始樣品檢查，這為Pankl公司節省大量的生產成本。

DuraMax的引進還為Pank公司帶來另一個好處，那就是在測量實驗室和生產中得到的結果都值得信賴。在這之前，Pankl公司只在測量實驗室內對某些重要尺寸在坐標測量機上進行在線測量。其余的都是手工記錄，因而受許多因素的影響，如生產工人不同的測量方法等。在極個別的情況下，只能在最后的檢查中才能發現與理想尺寸的偏差，而在錯誤發現之前，已經為后續的生產過程投入了大量的時間和金錢。

今天，DuraMax在每個項目的早期階段就可以為產品提供大量的質量安全保證。能夠實現這樣的生產規劃，唯一可行的措施就是坐標測量機的使用，就象量規一樣，是最適合應用于生產環境中的。

在生產線中直接使用

“這不是地震，而是我們的連桿消磁系統，”當建筑物搖晃了一下時，Pichler對參觀人員解釋說。

因此一臺能夠承受機械振動的測量機，可以專門用來取代手動測量設備?！皩τ谠谏a車間進行的在線測量來說，這是非常必要的，”Pichler說。在此之前，因為對某些隨機抽樣測量來說，由于采用人工測量設備不夠準確，在測量實驗室中對工件的測量需要等待很長的時間才能進行，因而非常耗費時間成本。

現在，幾乎不存在在線測量必須在測量實驗室中進行這一說?！?今天， 我們使用DuraMax測量一切可以測量的物件。因此，在質量保證中大大減輕了我們工作中的繁瑣步驟，并已經完全消除了等候時間。”在測量技術員和機器操作員之間，需要一些準備和明確的責任分配。今天，測量技術員準備夾緊工件的夾具，這樣機器操作人員才能準確了解他們該如何在坐標測量機對工件進行定位。測量技術員使用離線測量站生成測量程序。在此基礎上，生產人員自己就可以執行更多的在線測量，他們只需選擇程序，然后按下啟動按鈕。

使用ZEISS DuraMax所獲得的豐富經驗，促使Pankl公司購買了另外四臺這種緊湊型的測量機，其中兩臺只用于連桿生產。除了賽車零部件的小批量生產，Pankl公司最近開始越來越多地生產豪華汽車如Ferrari、Porsche、McLaren和Mercedes上大量使用的連桿和其它零部件。

機電數控壓裝系統掀起降本旋風

隨著中國經濟開始著手重組以及其制造業從數量向質量轉型，無疑為中國邁向智能制造提供了基礎。2016年中國依然保持著世界最大汽車市場的地位，以令人震驚的逾2,800萬輛汽車的銷量超越美國，連續八年蟬聯全球第一，這印證了中國對全球汽車制造商的重要性。

在自動連接和壓裝過程中，奇石樂機電數控壓裝系統相較傳統系統展現出顯著的優勢：它們能在削減能源成本、提高工廠的產能利用率，以及提高全線生產成本效益等方面起到關鍵的作用。

此外，汽車市場將穩定增長，尤其是中國GDP和收入的強勁增長帶來了消費能力的提升。即使正增長放緩，對全球汽車制造商來說，中國仍將是一個巨大的市場。鑒于此，當地和海外生產商之間的競爭正日益加劇。而德國汽車制造商們正通過采用前瞻性創新，提高效率的同時，也為中國在環保、降本的課題上帶來參考。

機電壓裝系統引領潮流

近年來，機電壓裝系統正日益取代生產中常用的液壓或氣動工藝，成為批量生產中更為有效的選擇。該系統能夠廣泛用于汽車工業及其零部件制造企業。包括變速箱總成、動力總成的一般應用（如壓裝，缸蓋間的閥導和閥座或發動機總成），底盤懸掛和車橋總成、轉向系統總成，以及汽油泵和柴油泵的生產線。得益于伺服驅動器，數控系統能夠實現極高的可重復性。壓配過程可以用優異的精度控制 - 精確定位，恒定和精確的速度和精確定義的壓入力使其既可測量又可重復，這也保證了產品的高質量。不僅如此，次品都能被及早的檢測和分離出去，不再進入到下一步的加工。綜上所述，機電壓裝系統極大地幫助了生產線全面提高產能。

不僅僅帶來產能的增加

對于規模批量化生產的汽車工業和零部件制造企業而言，機電數控壓裝系統相比液壓和氣動可以降低能耗，表現出相當高的整體效率。一般，傳統的液壓技術所需要的能耗是機電技術的4.4倍，氣動壓裝過程則需要10倍甚至更多的能耗。與液壓系統相比，機電解決方案可節約77％的能源，相對于氣動應用，其能源的節省能夠高達90％。

maXYmos 系列產品提供友好和直觀的操作界面以及統一的操作原理，基于這些特點，機電數控壓裝系統的安裝和調試均非常的簡單快捷。

不僅如此，機電壓裝系統極低的保養和維修支出為生產贏得了時間，這也就意味著工廠產能得以提升。采用機電壓裝技術，就不必再更換或處理液壓油——對于液壓系統則是不可避免的任務。同時，也不存在氣動過程中潛在泄漏的風險。而在應用壓縮空氣的情況下，還可能帶來高的額外費用——即便是孔徑僅為1毫米的泄漏都可能導致制造商每年1,100美元的損失。機電壓裝系統的用戶則可以完全節省液壓油和壓縮空氣的費用，對于特定應用而言，極低的維護成本還意味投資成本能在不到兩年的時間里快速攤銷。

制造商越來越傾向于選擇能夠在同一產線進行不同的壓裝，與之相呼應的是，機電技術帶來非常實際的利益——它可以快速地設置和靈活地應用于不同的測量范圍，不同的組件因此可以在同一臺機器上進行生產。鑒于此，工廠不需要再為更多的組裝設備增加成本。

連接過程中的總體擁有成本（TCO）

縱觀工業界，總體擁有成本（TCO）原則是決定是否采購新設備或新工廠的關鍵因素。從長遠的目標來看，要提高生產競爭力，就不能只單一考慮采購成本。而是需要進行TCO分析：要全面的了解成本結構，包括在采購之前，采購期間以及之后所有直接或間接的成本。除了實際的購置成本， TCO分析還包括了諸如維護和能源消耗方面的成本。

通過將TCO原則應用到采購決策中，可以找到最佳的價格和盈利解決方案，這一原則也適用于工業制造中的連接及壓裝過程。在節能、減低維護和次品費用方面，長期使用機電數控壓裝系統的成本利用效率可以比傳統的液壓和氣動技術高出數倍。

著眼于未來，提供完全的質量保證

為了使制造商可以充分利用上述提到的節能優勢，奇石樂（Kistler）機電數控壓裝系統還集成了力傳感器和高性能力位移評估，提供終端到終端的監測和記錄，通過友好的可視化用戶界面及直觀的操作，制造者可以盡早檢測到次品從而優化生產，maXYmos NC系統協同數控壓裝模塊以及IndraDrive 伺服驅動器，可以對壓裝和裝配過程進行控制、監控、評估并生成歷史的XY 曲線文件。高度的過程監控則能優化生產周期并實現工藝可重復性最大化。精準的定位確保始終如一的精確結果。

多樣的測量和評估模塊的接口能滿足幾乎任何的需求。面板上提供所有常用接口確保產品能夠靈活的應對不斷變化的傳感器或現場總線類型的需求，從而帶來降低備件庫存等巨大的優勢。

當談及能源效率和成本效益，機電壓裝系統已經成為了最新的業界標準。特別是在汽車及零部件產業，奇石樂機電數控壓裝系統的使用，最大程度的減少了次品率。并且在提供100％的質量保證的同時，降低了批量生產的整體成本。二十年前，液壓、氣液或氣動連接模塊和驅動缸是最前沿的技術；但如今基于TCO原則，奇石樂帶來的機電數控壓裝系統熱潮，無疑將掀起新一輪的旋風，不失為應對未來挑戰的最佳投資選擇。