先進加工技術提高生產力

龍門式機器上的垂直主軸轉速達25000 rpm，功率為80 hp。A6配備了33000 rpm的臥式主軸，功率為161 hp。

當制造軍用和商用飛機的整體結構件時，很少有機器是足夠大的。這就是為什么Triumph Structures–Wichita要投資購買一臺Makino A6，這也是該機器在美國安裝的第一臺。自2016年年中以來，這臺5軸臥式加工中心(HMC)在生產中已經實現了以下目標：

● 和以前在龍門立式加工中心上進行鋁制部件加工相比，降低周期時間超過50%；

● 通過使用雙重自動交換工作臺，減少了零部件轉換和設置時間，對某些應用來說，可以從數小時減至以分鐘來計算；

● 峰值金屬去除率增加了6倍（525%），從80in3/min增加到超過500in3/min。

“我們在努力建成世界一流的工廠。我們希望不僅帶給客戶優良的品質和準時的交貨，也希望借助我們的工藝和加工航空結構件的方法來實現世界一流水平。要做到這一點，我們顯然需要世界一流水平的設備來支持這個夢想?！盩riumph Structures–Wichita的應用經理Kelly Eilerts說。

大的零部件，大的挑戰

作為Triumph集團旗下的一員，Triumph Structures–Wichita是全球領先的制造和檢修航空航天結構件、系統和零部件的公司。在位于美國堪薩斯州Wichita市的工廠中，各種噴氣式飛機和直升機的零部件被加工出來，然后運往Triumph的其他工廠以組裝成子裝配件，再交付給原始設備制造商（OEMs）。

為了制造鈦和鋁的復雜航空零部件，一些坯料甚至長達17英尺，重達3000磅。于是該公司繼續投資Makino的機器。到2017年年中，將有18臺Makino的機器，其中也包括A6；還有3臺T2型號的5軸HMCs，用于制造起落架耳軸和其他硬質金屬零件；14臺MAG3型號的5軸HMCs，用于鋁質航空零件的高速加工。

T2機器使得Triumph切割鈦和不銹鋼零部件的進給速度達到630 ipm。借助幾種先進的技術，他們得以高效地對鈦進行銑削，包括主動阻尼系統，增強性能的剛性結構，高扭矩、高功率的主軸，以及高壓、高容積的冷卻系統。第三臺T2是從Triumph的另一個工廠移過來重新安裝在Wichita的工廠，以提升該工廠的鈦加工能力。

14臺MAG3型號的5軸HMCs包括標準版本和MAG3.EX版本，轉速為33000 rpm，用來制造機翼翼肋、翼梁、艙壁、地板組裝板和縱梁。此外還有計劃將其他5臺MAG3s從另一個工廠移過來，并加上Makino MMC2托盤交換系統，以創建一個單元格專注于機翼翼肋的生產。

“結合MMC2和MAG3機器，我們加工大型鋁合金零件時能實現85%的設備綜合效率（OEE），每周7天每天24小時運行?！盓ilerts說。

Triumph的Makino T2和MAG3機器大部分使用了相同類型的控制系統，使得操作員能很快學會如何運行A6。

然而，對于最大的飛機翼板、翼梁和機翼翼肋，該公司的龍門立式銑床不能勝任這項任務。雖然有能力生產滿足OEM要求的零件，但是該公司在航空市場上的增長仍然受到了機器的限制。具體來說，Triumph需要更好的熱穩定性以提高精度。龍門式機器不能控制環境溫度的變化，主軸、工具和工件都暴露在溫度變化中。對于一些需要考慮溫度變化的程序，在加工之前、加工的過程中以及加工后要進行多次溫度讀數的測量，這是一個緩慢的過程。

此外，龍門式機器沒有外部工作臺來設置托盤或自動更換工具。每次更換工具或加載和卸載零件，都必須停止主軸，這增加了非生產性時間。

機械加工能力的提高

投資Makino A6這樣的先進的臥式加工中心(HMC)是一個重要的商業決定。Triumph考慮這項投資和選擇A6時，其中一個目的是為某個客戶的一個特定商用機平臺生產飛機翼板和翼梁。不過Triumph Structures–Wichita現在能使用A6在更多領域大展拳腳。在開始生產的前4個月，該公司已經能夠將其他零部件從速度較慢的龍門式機器轉移到A6上進行生產，并且還贏得了新的商用機和軍用訂單。A6的速度和功率讓他們實現了更短的周期時間和更高的生產率。

為了控制能影響公差的溫度變化，A6配備了自加熱、通風和空調(HVAC)系統。

更快的生產可以部分歸功于A6的機器控制。Triumph的Makino T2和MAG3機器大部分使用了相同類型的控制系統，使得操作員能很快學會如何運行A6，而無需廣泛的培訓。Triumph也已將A6的自動換刀裝置(ATC)的121種工具進行了標準化，他們和Makino的航空工程團隊一起進行了修訂和標準化方面的合作。在Makino的工程師的幫助下，Triumph專注于開發新的加工方法和制造工藝，以充分利用 A6的特點。最終他們在速度、精度和質量方面收獲了令人滿意的結果，以及±0.0001"的可重復公差和32Ra的表面光潔度。因此，對于二次表面后處理的需求也降低了。

“A6制造的零件的表面光潔度都在30Ra范圍內，甚至更好，這超出客戶需求的4倍。在保持這樣的表面光潔度的同時，進給速度和運行速度也非常令人印象深刻?！盩riumph Structures–Wichita的應用經理Kelly Eilerts說。

功率的背后

雖然龍門式機器可以較為精確地生產零件，但是需要比高速HMC例如A6更多的時間。龍門式機器的垂直主軸轉速為25000 rpm，功率為80 hp，而A6配備了33000 rpm的臥式主軸，功率為161 hp。

Triumph的運營總監Ricky Davis在航空制造領域擁有近30年經驗，他說：“這種速度和功率的升級讓Triumph在生產航空結構件時在某些情況下速度高達1600 ipm。我以前從未見過速度如此快的機器?！?br/>
為了控制能影響公差的溫度變化，A6配備了自加熱、通風和空調(HVAC)系統，可以將45噸的冷凍空氣泵入機殼中，以確保作業空間、床身鑄件和自動換刀裝置保持在68°F的溫度。冷卻液會自動冷卻或加熱，以確保主軸、模具和工件維持一個恒定的溫度。

14臺MAG3型號的5軸HMCs包括標準版本和MAG3.EX版本，轉速為33000 rpm，用來制造機翼翼肋、翼梁、艙壁、地板組裝板和縱梁。

“龍門機要大得多，但在初加工位置的溫度不會保持到加工結束時。這樣會帶來很多變量。機器本身的熱量會隨著移動而增加。冷卻液溫度會變化。這會影響零部件的溫度，”Eilert解釋說，“而在A6中，這些變量都不再存在。這使我們能更容易精確地加工大型零件?！?br/>
那么，讓Triumph決定投資A6的關鍵仍然在于生產力的提高。

A6在機器外部配備有兩個工作臺，這種設計讓操作人員能夠根據任何作業的組合來設置托盤，目前它包括了4個版本的飛機翼板和翼梁、一個機翼翼肋和3個版本的直升機地板組裝板。往下水平放置的人體工學工作臺使操作員可以安全又舒適地將工件進行螺栓緊固和壓裝定位。一旦安裝完畢，工作臺將上升到垂直位置，一旦另一個零件的加工完成就能隨時移入A6中。

Triumph充分利用了這種能力。公司在工作日以兩個12小時的輪班運行，每個輪班只需要一個操作員來運行A6。在周末的輪班之前就預先設置好作業，周末由一個操作員來運行A6，他也會負責其他機器。

“這就是多個工作臺派上用場的地方，因為我們能夠在周末利用有限的資源來卸載和裝載零部件，讓這臺機器保持運轉?！盇6的操作員Nick Raffety說。

A6配備了先進的Makino控制系統，可以進行編程以自動切換裝載的工作臺，讓操作員能騰出手來處理其他任務。Triumph也給A6裝備了Makino的MPmax軟件來監測機器性能，包括它運行了什么程序、周期時間、換刀時間和利用率。MPmax可以提醒操作員和管理人員哪里有問題，或者何時需要更換零部件。這只是這個團隊不斷學習和實施新的功能的一種方式。

高的速度和質量

A6讓Triumph實現了出色的速度、精度、可重復性和高質量，使其能擴大與客戶的合作，并有能力追求新的客戶。A6也讓Triumph Structures–Wichita能保持世界一流的水平。通過借助最尖端的制造技術以及學習新的方法，Triumph現在能以更低的成本來制造更出色的航空結構件。

“我們仍在繼續探索新的工藝和方法，當然我們現在也能用A6來制造很多零部件，同時縮短周期時間達40%至50%，”Davis說，“而這僅僅只是開始。”

Triumph現在正在規劃與Makino合作的下一步計劃。