汽車發動機缸體(tǐ)缸蓋加工自動線是汽車制造業中應用最廣的一(yī)種高效設備。它與流水線不同，被加工件不需要人(rén)工搬運來(lái)完成各工序的加工内容。利用控制系統将各個(gè)工序的機床和輔助裝置的動作(zuò)聯系起來(lái)，按規定的程序自動地進行工作(zuò)。由于缸體(tǐ)和缸蓋的批量大，精度要求高，采用自動線加工的方法是最優的選擇。近年來(lái)，自動線加工技術及水平發展得越來(lái)越快(kuài)、越高，而自動線的形式也(yě)在變化(huà)。在我國，加工缸體(tǐ)缸蓋應用最多的就(jiù)是組合機床自動線，其輸送形式有棘爪輸送、擺杆式輸送和擡起步伐輸送等。

這(zhè)些(xiē)加工自動線均為(wèi)剛性自動線，其主機是專門根據被加工工件的某一(yī)工序設計的。由于汽車産品變形更新(xīn)快(kuài)，多品種的汽車如(rú)雨後春筍，剛性自動線的弱點便顯現(xiàn)出來(lái)，其專用性已跟不上(shàng)汽車變換的節拍，适合加工大批量高效率的光環不再那麽耀眼，自動線中的專用機床逐漸被加工中心機床所取代，進而由加工中心機床組成的柔性加工自動線顯示出更高的優越性。自動線的柔性以适應不斷變化(huà)的産品轉型生(shēng)産，已成為(wèi)制造生(shēng)産線的一(yī)種流行趨勢，如(rú)配上(shàng)桁架機械手空中輸送，無論檔次和水平，都達到了(le)國際先進水平。在歐美，日本等發達工業國，由高速加工中心和桁架機械手組成的敏捷柔性生(shēng)産系統已經是主流産品，桁架機械手在高空中運送零件，直接把被加工零件從一(yī)台機床輸送到另一(yī)台機床上(shàng)，機械手兼有工序間(jiān)運輸和自動上(shàng)下(xià)料功能(néng)。

國内發動機缸體(tǐ)缸蓋自動線現(xiàn)狀

我國汽車發動機關(guān)鍵零件加工裝備技術先後經曆了(le)技術的引進、消化(huà)吸收、自主開發及産業化(huà)等幾個(gè)階段。經過近幾十年的不懈努力，我國在汽車發動機缸體(tǐ)缸蓋加工裝備關(guān)鍵技術方面取得了(le)明顯進步，部分(fēn)加工技術指标達到目前國際先進水平，但(dàn)在高效、高精、柔性、功能(néng)、性能(néng)和可靠性等方面與國外先進水平仍存在着差距。目前，汽車發動機缸體(tǐ)缸蓋的生(shēng)産大多采用高速加工中心組成的敏捷生(shēng)産系統，歐美及日本等國不僅掌握了(le)設備制造的專用技術，而且都非常重視(shì)汽車制造工藝流程的開發，他們能(néng)夠實現(xiàn)交鑰匙工程，擁有自己的系統開發能(néng)力，機床可靠性指标極為(wèi)先進，制造成本不斷降低(dī)，新(xīn)産品投放(fàng)周期大大縮短，形成了(le)技術和市(shì)場(chǎng)的壟斷局面，國際市(shì)場(chǎng)占有率達90%以上(shàng)。我國汽車發動機生(shēng)産廠的柔性加工自動線，幾乎全都從國外進口，高檔柔性加工自動線被國外機床廠家所壟斷。

與國外的差距，便是我國機床制造商(shāng)努力的方向，而采用高效、高精的柔性加工自動線是加工缸體(tǐ)缸蓋的發展趨勢。就(jiù)目前國内自動線的水平，需要解決高效高精柔性自動線加工技術的創新(xīn)問題。

自動線關(guān)鍵技術亟待攻關(guān)

發動機是汽車的心髒，而缸體(tǐ)和缸蓋則是心髒中的關(guān)鍵零件。它們的質量決定了(le)發動機的性能(néng)。因此，加工出高質量的缸體(tǐ)缸蓋才是關(guān)鍵。這(zhè)就(jiù)要求機床制造商(shāng)必須研究缸體(tǐ)缸蓋的加工工藝，了(le)解缸體(tǐ)缸蓋的關(guān)鍵精度要求，才能(néng)研發适合該精度要求的自動化(huà)加工設備。在國外，轎車的發動機缸體(tǐ)缸蓋大多采用加工中心機床，而在國内，由于上(shàng)述精度要求較高，大多采用專用機床加工。在柔性加工自動線中，關(guān)鍵工序是專機，其他工序采用加工中心機床，稱之為(wèi)剛柔自動線。要想達到國際先進水平，應采用加工中心機床來(lái)加工缸體(tǐ)的缸孔及止口、主軸孔和缸蓋氣門導管孔，從而實現(xiàn)國産的全部由加工中心組成的高水平的柔性加工自動線。目前，國内雖然生(shēng)産出了(le)由加工中心組成的柔性加工自動線，但(dàn)缸體(tǐ)缸蓋關(guān)鍵工序是半精加工，精加工在線外還是用專用機床或自動線加工。因此，國産高速加工中心上(shàng)水平上(shàng)檔次是關(guān)鍵。

國産立、卧加工中心機床要解決如(rú)下(xià)幾個(gè)方面的技術問題，以适應加工缸體(tǐ)缸蓋自動化(huà)加工的需要：

1）高速機床高剛度輕量化(huà)優化(huà)技術。

2）高速高精度整機動态性能(néng)測試與評價技術。

3）高速高精度機床精度保持性技術。

4）高精度機床誤差檢測補償技術。

5）高速高精度高表面質量伺服優化(huà)技術。

6）高速切削動态穩定性技術，

7）高速切削加工工藝參數優化(huà)和系統可靠性技術。

8）在線測量技術。

 對機床的主要要求是高速度、高精度以及高精度保持性。因為(wèi)用于敏捷柔性自動線的高速加工中心，快(kuài)移速度已達60～100m/min，加速度達0.6～1.5g，主軸最高轉速達8 000～15 000 r/min，定位精度/重複定位精度——工作(zuò)台在1m以下(xià)為(wèi)8μm/4μm，工作(zuò)台1m以上(shàng)為(wèi)10μm/5μm，主軸普遍應用電主軸，進給運動普遍采用直線電動機，同時(shí)普遍運用三坐标模塊化(huà)和箱中箱結構，機床非常簡約，外購(gòu)件比例增加，交貨期大大縮短。為(wèi)此，國産高速加工中心要達到如(rú)CINCINNTILAMB公司的HPC80hp加工中心、CROSS HULLER公司的“啄木烏”加工中心、以及MAZAK公司新(xīn)一(yī)代UH“瘦身(shēn)”型加工中心的先進水平是柔性加工自動線的發展趨勢。

 自動線的輸送及輔助設備同樣有技術問題要解決。

要實現(xiàn)敏捷柔性自動線，必須解決高速桁架機械手關(guān)鍵技術：

 1）桁架機械手的快(kuài)速運動單元制造技術。實現(xiàn)高速、高效、高精度的搬運功能(néng)，其傳

 輸單元及支撐單元必須在高速運動載荷情況下(xià)，有足夠的剛度及強度。

 2）桁架機械手的快(kuài)速運動單元高速、高精度控制技術。快(kuài)速運動單元高速、高精度控制主要表現(xiàn)為(wèi)伺服電動機高響應、高剛度及高精度的控制技術。在高速搬運過程中要求運動部件在極短的時(shí)間(jiān)内到達給定的速度并能(néng)在高速行程中瞬間(jiān)停準。

 3）快(kuài)速物流單元與加工中心協調控制技術。對于自動線中的加工設備之間(jiān)進行物料運輸，桁架機械手與加工設備之間(jiān)存在嚴格的物流分(fēn)配控制。

現(xiàn)階段一(yī)定要緊緊抓住汽車産業大發展的戰略發展機遇，加速汽車制造技術及裝備創新(xīn)體(tǐ)系建設，國内機床制造商(shāng)要真正樹立以用戶為(wèi)中心的市(shì)場(chǎng)持續改進的思想，我國的汽車發動機缸體(tǐ)缸蓋自動線技術和水平趕超先進發達國家就(jiù)指日可待了(le)。