行业应用案例-汽车零部件

——走进北京福田康明斯发动机有限公司

位于北京市昌平区沙河镇的北京福田康明斯发动机有限公司（以下简称“福田康明斯”）是康明斯公司与北汽福田汽车股份有限公司以50:50的比例合资组建的轻型柴油发动机生产企业。福田康明斯新投产的ISF系列2.8L和3.8L轻型直列四缸高压直喷式柴油发动机是康明斯投入巨资全新研发的两款面向未来的新一代全电控轻型柴油机，功率范围覆盖107～168马力，福田康明斯将成为这两款轻型发动机的全球生产基地。

近日，本刊记者走进福田康明斯的生产现场，在感受康明斯制造技术的同时，也了解了测量设备对保证高品质发动机产品的核心作用。

加工完成的ISF系列3.8L柴油发动机缸体

在发动机缸体、缸盖生产线，记者看到MAG卧式加工中心和MAG专用机床构成了主要的加工设备。在发动机装配生产线，ABB机器人、助力机械手的广泛使用大大提高了自动化水平，康明斯开发的预防性防错技术和HG-MES制造系统确保了每一台发动机都具有的品质。7台蔡司CenterMax三坐标测量机分布于各生产车间内。

这一刻成功合作的开始

福田康明斯机加经理甘泉向本刊记者介绍，福田康明斯的生产车间是康明斯全球等级高的工厂之一，其设备、环境、安全性等各方面已经超过康明斯美国本土的工厂。在这里，一套缸体、缸盖的生产节拍只需57秒。从2009年刚投产之时，蔡司三坐标测量机就已经作为生产线的配套设备。谈及与蔡司公司的合作，甘泉说：“蔡司三坐标测量机在康明斯美国工厂已经有多年的使用经验。按照我们以前的了解，通常三坐标测量机必须要在一个独立的恒温、恒湿的房间内使用，而且在我们这里，车间的温度从冬天的18℃到夏天的26℃，跨度很大。但令我们惊奇的是，蔡司CenterMax测量机能够直接在这样的车间环境下使用，而且精度等级满足我们的要求，所以我们选定了这种机型。”

实际上，CenterMax测量机在15℃～40℃的温度范围内都可以保持测量精度，并且允许工作环境内每小时5℃，每天8℃的温度变化。这种对HTG（宽温带）的适应能力如何来实现呢？原来，根据温度梯度的变化，通过分布在机身上的20多个温度传感器采集温度变化，根据控制柜中的软件具有的温度补偿程序对测量机本身进行温度修正；对于工件的温度修正则是通过温度探针采集到工件的温度变化，通过运行的测量程序进行计算，将测量结果进行温度补偿。

无需专门的计量室为生产现场的测量带来了的方便，同时也降低了工厂的运营成本，而这正是CenterMax作为生产型三坐标测量机的所在。无论温度的异常波动，还是典型的地面振动，都不会影响其测量精度，因此可无缝并入生产线中使用。该机采用铸石技术的实心机座结构坚固，在气浮轴承上的全封闭测量轴适于精度并可抗御外界污染，主动性减振降低了地基振动对测量结果的负面影响。

在精度方面，CenterMax(1.4+L/300)µm的精度高于福田康明斯目前对发动机零部件的尺寸及形位公差的精度要求，并且为未来的发展留出了足够的储备。这得益于CenterMax采用第三代扫描技术，高数据密度获得可靠的测量结果。此外，由于采用开放式结构，CenterMax可从3个侧面装载工件，提高了工作效率，测量范围可达1100×1200×900mm，可以承受重量至1000kg的负载。

CenterMax三坐标测量机

在福田康明斯的质量体系中，进料检验、在线检测、线旁检验、三坐标测量缺一不可。显然，CenterMax测量机在缸盖和缸体的抽检中起到质量监控和缺陷探测的关键作用。

这一刻获取解决方案

测量技术包括三坐标测量机、客户服务、成熟的软件技术支持。蔡司公司充分调动这四个要素，使测量任务完成。

福田康明斯计量主管王伟伟举例说：“比如缸盖的气门阀座的工作锥面与导管孔相互间的跳动规定了严格的公差，由于其结构的特异性，缸盖阀座的测量相对而言非常重要，而且比较复杂。阀座导管孔检测的内容包括直径、圆度、直线度、导管位置度、阀座圆度、阀座对导管的跳动、阀座角度及密封性等，精度均要求很高。是蔡司CenterMax三坐标测量机为宽度仅为1～2mm的阀座测量的准确性提供了技术保障。”

如今，7台CenterMax测量机在福田康明斯车间的不同工位发挥着重要的作用，这样的布局在充分利用每台设备的同时也体现出相互之间的互换性。“当某一台设备出现问题，其他几台都可以互换使用，统一性和互换性可以避免检测工作的停滞。从探针、夹具和库位的设计，我们都考虑到每一台测量机都具有同时测量其他产品的能力。”甘泉说。

这一刻成就测量

随着中国乃至全球市场对绿色环保型发动机的需求的持续增长，福田康明斯在中国的发展将迎来的历史机遇期。蔡司CenterMax三坐标测量机已经成为福田康明斯质量体系中的一道屏障。尺寸和形位公差的测量数据将是康明斯“零缺陷发动机”的有力保证。

伴随着工业生产对品质要求，蔡司三坐标测量机致力于帮助客户生产没有缺陷的产品。CALYPSO软件、VAST探头、mass（多探头应用测量平台）。

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