走进科堡工厂:精度是一切的前提

走进 KAPP NILES 位于科堡的工厂生产车间,便能直观感受到这里专注于特种机床研发制造的氛围。萨沙·福克尔表示:“整洁有序的生产环境,加上高品质设备群,是我们打造优质齿轮磨床的先决条件。”

在他的管理下,这里加工的是尺寸达1立方米的箱体类结构零件——这些是机床的核心组件,主要用于齿形和轮廓的高精度加工。为了让 KAPP NILES 的机床满足客户的严苛要求,每一个零部件都必须严格遵循最高3μm的形位公差和尺寸公差。最终加工出的齿形需实现精准、静音的齿轮啮合,该工艺广泛应用于汽车制造、机械工程等领域。
这些零部件80%为铸铁,其余为钢材。福克尔的团队先在各类加工中心上进行粗加工,所有有质量要求的加工面预留0.3mm的加工余量,孔径则额外预留1mm的加工余量。
而真正的挑战,在精加工环节:形位公差控制在几微米范围内,零部件之间的相对位置公差同样如此。同时,加工表面也必须达到顶级的精度标准。
机床咨询电话:159 1097 4236
生产的核心:为何必须换掉这台旧机床
此前,这项精加工工作由一台已使用16年的坐标镗床完成。但如今,它的备件供应已无法保障,故障风险过高,一旦停机将造成长时间的生产中断。
为了防范风险,KAPP NILES 决定更换这台设备。核心要求只有一个:新机床必须像旧机床一样,稳定实现微米级的高精度切削加工。经过市场调研,三家供应商进入候选名单。
实战测试:三台机床同台竞技
KAPP NILES 的机床操作员也参与了选型。他们挑选了加工难度最大的零部件——复杂的电机壳体——作为试切削工件。
三台候选机床在完全相同的条件下接受考验:同款测试件、相同的粗加工工艺、同款工装夹具、相同的数控程序及刀具。为确保可比性,KAPP NILES 的操作员亲自为各厂商完成了粗加工件的装夹。

萨沙·福克尔强调:“操作这台机床,需要经验丰富的操作员和数控编程人员。这台机床将成为我们新的生产核心,但它并非决定加工成败的唯一因素。只有机床、操作员和数控编程人员三者完美配合,才能加工出高精度的零部件。”
最终评估环节,KAPP NILES 在同一台测量设备上,对三台机床试加工的样件进行了全尺寸检测。结合检测结果与其他技术细节,他们最终选择了斯达拉格,选用了其配备高精度包及其他高精度附加装置的海科特 HEC 800 加工中心。
机械精度与软件补偿的较量
除检测结果外,机床的机械精度是另一个决定性标准。
负责 KAPP NILES 业务的斯达拉格区域销售经理莱纳·克劳斯解释道:“海科特加工中心本身就具备超高的机械精度,其公差范围仅为常规加工中心的一半。”

萨沙·福克尔对此深表认同。他指出,其他厂商的机床也能达到相近的精度,但那是通过控制系统的软件补偿实现的。以他的经验来看,这会引发诸多问题:“举个例子:我们在这台机床上加工孔时,通常会使用单刃刀具。多轴联动下的软件补偿会产生形变,导致加工出的孔并非标准的圆柱面。这是我们绝对无法接受的。”
而斯达拉格的方案,是从机械层面解决精度问题。除了超高基础精度外,高精度包成为促成合作的决定性因素:
全面水冷系统:床身、轴驱动装置和滚珠丝杠均配备水冷,冷却水温控精度 ±1K
热源隔离:电机、液压系统等所有热源均与床身等核心部件做隔热处理
手工刮研导轨:实现更优的定位精度

深度定制开发:将精度打磨到极致
订单确认后,斯达拉格凯姆尼茨研发团队为 KAPP NILES 进行了大量定制化开发。莱纳·克劳斯介绍:“我们从工艺角度出发进行方案研发,确保海科特 HEC 800 加工中心能满足 KAPP NILES 全系列零部件的加工需求。”

所有研发措施均以加工精度为核心:
B轴精度优化:进一步收紧回转轴公差,尤其对B轴的摆动误差做了优化控制——因为KAPP NILES的加工刀具需要从两侧加工轴承孔,对分度精度要求极高
主轴方案:选用斯达拉格自研直驱主轴。萨沙·福克尔表示:“机械主轴哪怕存在极其微小的误差,对我们而言都是无法接受的。为提升加工工艺的稳定性,我们甚至将主轴最高转速从12000rpm下调至10000rpm。”
运动参数调整:降低快速进给速度和加速度梯度,尽可能避免机床产生振动
托盘定位优化:托盘在装卸站上的轻缓定位方式——因为如果托盘定位操作过于粗暴,产生的振动会传导至机床内部,影响加工精度
此外,操作便利性也是重要考量。机床操作员希望在进行工装装夹和工件检测时,能便捷、安全地抵达加工区域。为此,斯达拉格设计了配套的台阶、扶手以及机床前方的操作平台,并对所有操作外围设施做了相应抬高处理。同时,该加工中心还配备了自动钻孔系统。
非关键零件的自动化加工方案
从项目初期,KAPP NILES 就计划为该加工中心配套自动化系统。
萨沙·福克尔解释道:“我们的目标是实现非关键性零件的无人化加工。由于我们在托盘自动化领域缺乏经验,因此在这方面完全依赖斯达拉格的专业技术支持。”
斯达拉格与多家专业自动化厂家有过合作经验,此次选型主要依据 KAPP NILES 的现场工况确定。结合现场空间条件,最终选定了Erowa LoadMaster 系统,配备9个工件托盘站,实现产能效益最大化。

莱纳·克劳斯强调,托盘制造是斯达拉格凯姆尼茨工厂的核心竞争力之一:“所有托盘均由我们自主生产,因为托盘对工件的加工精度影响重大。我们为 KAPP NILES 共交付了9个托盘,其中6个为标准款,经精密铣削和打磨加工而成;另外3个为针对超高难度加工件定制的手工铣削款。”
配备 Erowa LoadMaster 系统的海科特 HEC 800 加工中心,占地面积与旧机床相当,加工效率却实现了提升。正如KAPP NILES所规划的,非关键性零件现已实现全自动化加工,这类零部件的公差要求在10μm及以上,即配合公差等级为H6、H7级。这种精度对 KAPP NILES 来说,只能算是“粗加工”。

信任——重要的合作原则
萨沙·福克尔坚信,斯达拉格以及位于凯姆尼茨的海科特专业制造商,是他们最正确的选择。“两家中型机械制造企业携手合作,能实现优势互补。双方彼此深谙行业门道,清楚合作的核心关键。在这个项目中,我们建立起了特殊的互信合作关系。”这份信任,建立在团队前往凯姆尼茨工厂实地考察、以及与海科特标杆客户深入交流的基础之上。更体现在项目执行的魄力之中:项目负责人没有按原计划分步切换,而是决定一步到位。

萨沙·福克尔介绍说:“我们在2024年7月拆除了旧机床,随后利用两周时间完成了车间的前期准备工作,因为海科特 HEC 800 加工中心已于8月中旬如期到货。”该加工中心于11月完成现场验收,经过短暂的调试适应期后,于2025年1月正式投入生产。
萨沙・福克尔表示:“诚然,这种直接替换的方式是一次大胆的尝试。但通过与位于凯姆尼茨的斯达拉格专家团队的紧密沟通,我们评估认为,机床更换过程中出现问题、新的海科特加工中心无法从一开始就正常投产的风险相对较低。我们的最终结论是:这场生产核心的‘心脏移植手术’,取得了圆满成功。”