CNC多主轴机床如何重塑Mitotec Precision职能车间的生产效率

作为一家职能车间，Mitotec Precision持续探索缩短换型时间的方法，其两台CNC多主轴机床由操作员（如从学徒转为正式员工的Trevor Hutchins）操作。2万件的批量规模是这些机床的“最佳生产区间”。（图片来源：Mitotec Precision）

Mitotec Precision对多主轴凸轮自动车床并不陌生，但CNC多主轴机床是新领域——首台于2019年购入，第二台于2022年春季增设。有趣的是，这家位于威斯康星州Necedah的公司，从未按传统预期方式使用其凸轮式或CNC多主轴机床——即专门用于大批量单一零件生产。

总经理Clinton Pouillie解释道：“我们是职能车间。虽然多主轴机床传统上可能专用于单一零件或同类零件族，但我们找到了让‘单批2万件’运作的方法，尽管换型耗时较长。”

Pouillie补充说：“我们首先问自己是什么样的公司。如果定位为多主轴企业，资本投入就应聚焦于此。我们也考虑过这如何帮助缓解招工难题——一台多主轴机床的产出可媲美四台单主轴机床（后者可能还需多道工序），且能整体提升产能。”

除了更高的产能，CNC多主轴机床还能更快响应客户日益缩短的交期/急单——这在多台单主轴机床上难以实现。此外，它能形成单一的质量流进行检验，而非来自不同机床的多条质量流。

笔者近期造访这家拥有80名员工、通过ISO 9001:2015认证的车间，了解到其正致力于加快两台CNC多主轴机床的装夹调试以缩短换型时间，同时面临一个“好烦恼”：如何持续供给新订单，因为机床每8秒就能产出一个完工零件。

新定位，新方向

首台CNC多主轴机床的采购紧随企业品牌重塑之后。2018年底前，公司名为Necedah Screw Machine Products。更名为Mitotec Precision旨在向客户及潜在员工展示：从机械式机床向瑞士型车床、车铣复合等CNC新技术转型。（公司称前缀“mito”寓意“线状”即精密，发音暗示力量；后半部代表团队技术实力。）

车间选择8主轴、棒料直径26mm的配置，认为这在尺寸与速度上最适合其加工的复杂零件。同时正取消外部冷却管路，改用内部冷却直通刀具，以进一步缩短换型时间。

CNC多主轴平台是多任务加工技术的自然进阶。经多方对比，车间选定Tornos Technologies U.S. Corp.的8×26 MultiSwiss机型。

Pouillie指出，Tornos提供多种配置的多主轴机床。车间认定8主轴、26mm棒料容量、6000 rpm主轴转速的组合，能最佳平衡尺寸、主轴速度与容量，适配广泛复杂零件及尺寸。

他特别赞赏机床的静压主轴轴承设计：“令人印象深刻的是，机床以5000 rpm驱动八根1英寸钢棒运行时，听到的只有油雾收集器的声音，无主轴振动或噪音。”这带来更长刀具寿命、更优表面光洁度及整体工艺稳定性。油温控制亦增强工艺稳定性，高压供油（机床配备20/40/80 bar高压冷却泵）极大助力断屑与排屑。

Pouillie表示车间使用Tornos的TB Deco编程软件，认为其对多主轴平台极具价值：“编程不像想象中那么难，每个主轴有独立程序，但协调等待代码颇具挑战，软件解决了此问题。它还能自动模拟零件运行，提前揭示错误代码或超程工况，并极精准计算循环时间。”

TB Deco软件还能在程序员调整工序分配（如将最长循环时间主轴的工序转移至其他主轴——多主轴上该主轴循环时间即零件真实循环时间）时自动更新整个零件程序。Mitotec Precision设有离线编程席位，工程团队据此为两台CNC多主轴编写所有程序。

目前车间正探索缩短换型时间（现低于8小时）。虽是单主轴机床换型的两倍，但8主轴机床的生产速度足以弥补。

例如，在Goeltenbodt刀柄侧面加工与定位挡块配合的槽，实现高重复定位精度的快速换型。每把刀专用于特定主轴，无需对刀。车间也在取消外部冷却管路、改用内冷刀具，以免操作员（如首图的Trevor Hutchins）拆装冷却软管。Pouillie戏称MultiSwiss的开放式设计让Hutchins“轻松接触刀柄，不被淋成落汤鸡”。

提升客户响应速度

Mitotec Precision已在MultiSwiss机床上运行多个订单，显著加快了对客户急单的响应。Pouillie举例：“客户可能需一月内交付2万件复杂零件。常规做法需多台机床腾出产能，未必可行。多主轴机床让我们用单台机床、单一质量流即可完成。”

Mitotec Precision重新规划厂房布局，在两台CNC多主轴机床两侧预留空间，按其商业模式规划未来增设更多此类高产机床。

MultiSwiss还降低了承接单一大客户订单的风险——无需占用多台单主轴机床，符合商业逻辑。现有两台CNC多主轴，若一台故障，该客户订单可无缝转移至另一台，交期有保障。

高产带来的连锁反应与对策

尽管CNC多主轴机床大幅提升产能及其他优势，但两台机床的高产出导致零件检验与清洗环节成为瓶颈，车间已采取措施疏通。

Oasis Inspection Systems的自动化视觉检测系统有效缓解了检验瓶颈——CNC多主轴大幅提升产量，检验量随之激增。

Pouillie指出：“我们绝不愿让每8秒出件的CNC多主轴因定期人工检验而停机。快速自动化检验流程使我们在满足质量报告要求的同时，保持机床持续运转。”

同理，零件清洗也可能成为瓶颈——CNC多主轴高速产出复杂零件（如带盲孔特征），且清洁度法规日益严苛。为此车间引入JCOM Imports的单室真空溶剂清洗机，配备自动上下料系统。

该设备通过淹没式清洗滚筒（可选摆动/翻滚/超声波），达医疗级清洁标准（内置50套清洗程序/配方）。真空运行节能且保护机床部件。车间正集成条码系统，将零件篮与对应清洗“配方”绑定，简化员工操作。

CNC多主轴释放了车间四台VMC的产能——此前主要用于二次加工，现改为生产任务。图为配备托盘交换器与液压工装的Brother VMC正在加工医疗用小型铸件。

反之，CNC多主轴腾出了四台VMC的时间——此前主攻二次加工，现用于生产任务。笔者探访时见到一例：医疗用小型铸件在配备托盘交换器、液压虎钳及Paws Workholding旋转工作台的Brother VMC上加工。

后续步骤

车间进一步推进CNC多主轴战略，调整厂房布局——不仅容纳第二台MultiSwiss，更在现有两台两侧预留增设空间。销售经理Warren Schoenborn的挑战是：既要为这些机床积压订单，又要保留产能应对突发大单。为此他瞄准医疗、光学等新市场。

无论如何，这符合Mitotec Precision“差异化、创新性思维”的信条。这是笔者乐于持续关注的车间典范。谁知道下次造访会发现什么新工艺或新技术。

形象很重要

笔者撰写机加工与制造企业报道已25年（时光飞逝）。如今此类企业在实体厂房（及线上）的呈现方式，与多年前截然不同。看Mitotec Precision的门厅：它像“机械车间”吗？不像。这正是好事——有助于改变大众对“从事机加工、或更准确说服务制造客户”的企业的刻板印象。