【客户案例】航空工业：魏因加特纳携手MTU：定义涡轮盘制造的未来

AI科技 2025年09月19日 16:05 0 admin

作者：Tobias Weidemann

图片及文章来源： MTU航空发动机公司 LinkedIn 帐户

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。”

附件1：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。”

附件2：关于MTU Aero Engines AG（MTU航空发动机公司）

MTU Aero Engines AG（MTU航空发动机公司）是德国领先的发动机制造商。该公司在低压涡轮机、高压压气机、涡轮机中心框架以及制造工艺和修复工艺方面处于技术领先地位。在商用原型机装备制造业务中，与国际合作伙伴共同开发、制造和推广高科技组件是该公司的关键角色。如今，全球服务中约三分之一的飞机上搭载有MTU航空发动机公司的组件。在商用维修领域，该公司位列全球顶尖的三家飞机发动机和工业燃气轮机服务提供商之一，所有这些都集中在MTU Maintenance的旗下。MTU航空发动机公司在全球设有一系列分支机构，其总部位于慕尼黑。在2023财年，超过12,000名员工创造了63亿欧元的收入。

附件3：关于魏因加特纳机械制造有限公司

魏因加特纳机械制造有限公司（Weingärtner Maschinenbau GmbH）成立于1965年，总部位于奥地利格蒙登基尔夏姆，于1984年正式开始制造数控机床，1991年完成对林辛格（Linsinger）公司的并购，之后分别于2001年、2003年、2006年和2009年进行了四次扩建，如今已走过60年的发程历程。集团公司在全球拥有700多名员工，拥有独特的旋风铣技术，成为车铣复合加工中心的重要制造商之一。作为一家独具竞争力的公司，魏因加特纳始终专注于生产极高灵活性和高精度的多产品加工中心。依托多年的制造经验，得益于全球各地可靠的合作伙伴，魏因加特纳已能够为航空制造业、能源业、油气行业、塑机行业及通用加工业等提供完整解决方案。凭借富有远见的战略规划和领先的创新能力已成为全球值得信赖的机床工具品牌。