由于它们能够车削非常大和重的工件，像 Absolute Machine Tools 这样的立式转塔车床非常有能力加工超大型零件。 （由 Absolute Machine Tool 提供）近年来，对气候变化和全球二氧化碳水平的担忧让绿色能源更接近驾驶座。根据国际能源署 (IEA) 的全球能源评论，大多数专家预计到 2021 年可再生能源将产生近 30% 的电力，其中风能和太阳能发电分别增长 17% 和 18%。
尽管增长如此惊人，但化石燃料继续主导市场，国际能源署预测，仅煤炭需求就将占所有可再生能源总和的 60%。因此，与能源相关的二氧化碳排放量有望达到有史以来第二大年度增幅，抵消任何因大流行病导致的温室气体浓度下降。
可以肯定的是，这是一个充满活力的行业，但有一点是可以肯定的：全球能源消耗——无论它是什么形式——将继续为机械车间和其他离散制造商创造新的机会。泵和涡轮机外壳、齿轮箱、风车根部、井口和钻井部件——这些只是能源原始设备制造商及其一级供应商每天生产的部分零件，其中许多非常大、很重，并且由具有挑战性的材料制成，例如铬镍铁合金和双相钢。
Go Big or Go Home
大型零件需要大型机器、大型工件夹具和大型切削工具——所有这些都需要大量投资。位于俄亥俄州洛兰市的 Absolute Machine Tools Inc. 的销售副总裁 Klaus Miller 很乐意帮助解决其中的第一个问题。他指出，能源和航空航天市场过去一直很缓慢st 两年，尽管现在两者似乎都在好转，因为最严重的流行病有望过去。
从 OKK HM1600 卧式加工中心卸下安全防护装置、切屑盘和控制器，剩下如图所示的金属骨架。 （由 Methods Machine Tool 提供）“我们是 You Ji 和其他品牌 CNC 机械的进口商，”Miller 说。 “友机为他们的一些大型设备配备了静压工作台轴承，这使得它们非常受能源部件制造商的欢迎。这是因为这些机床可以处理在这个和其他加工领域遇到的极重负载，并由于这一特性而提供出色的长期精度。”
在最近的一个示例中，Absolute 安装了一台 You Ji vertical带 4 米工作台的转塔车床 (VTL).购买它的公司加工大型能源工件，Miller 表示，随着 2006 年清洁能源投资的增加，这家公司表现强劲，但随着制造业转移到中国、罗马尼亚和其他低成本供应商，大约十年后开始逐渐减少.这一新安装可能预示着长期以来趋势的逆转。
今年早些时候，Absolute 还为当地客户安装了一台大容量镗床。虽然车间管理人员没有透露具体应用，但他们确实告诉米勒它是为能源工作而设计的，并且它必须具有 35,000 磅力（155.7 kN）的负载能力。 “他们已经有了 Johnford 桥磨机，但需要更大的东西，”他说。 “再次证明，在静压轴承和机器的绝对质量（130,000 磅（58,967 千克））之间，它是正确的解决方案。”
越重越好
服用时机器质量显然很重要在比皮卡车还大的零件上大幅削减并力求精度。 Miller 和其他人表示，如今很少有机床制造商“像过去那样制造它们”，因此许多机械车间选择用 CNC 控制装置改造他们的 Lucas、Giddings & Lewis 和其他旧式机床。虽然这是延长设备使用寿命的绝妙方法，这肯定是一笔巨大的投资，但有时即使是最好的设备与现代同类设备相比也有不足之处，无论它更新了多少次。
商店最大化这些投资的另一种方法是利用他们的大型零件加工能力扩展到能源市场之外。例如，国防工业是超大型零件的重要用户，采矿业、农业和建筑业也是如此。然而，应对此类工作意味着车间必须投资于灵活的机床，这些机床可以轻松适应各种零件并具有强大的功能位于马萨诸塞州萨德伯里的 Methods Machine Tools Inc. 的 Kiwa Japan 和 OKK Japan 产品技术支持总监兼产品经理 Bernard Otto 就如何实现这一目标提出了一些建议。他指出，Methods 的众多客户支持水力压裂行业，生产泵、外壳和类似的大型部件。在这里要有竞争力，不仅意味着要从铸钢件和锻件中高效去除大量材料，还要保持主轴始终转动。
“高主轴利用率要求操作机器的人能够承受 17,000 磅的重量（7,711 千克）零件快速、准确地、最重要的是安全地进出机器，”他说。 “在大多数情况下，这最好通过托盘更换器来实现。”
深入研究
Otto 还指出，具有广泛的主轴速度范围可以提供类似的灵活性。他说这个区域的很多加工中心ena 拥有 50 锥度齿轮主轴箱，只有两个范围，高速和低速，最大转速为 3,600 rpm。这限制了他们的所有者使用小型钻头和铣刀或机加工铝合金的能力。
“OKK 是为数不多的提供三个齿轮范围和高达 6,000 rpm 的制造商之一，允许其客户切割非常例如，积极使用大面铣刀，并在需要时使用更小的切削刀具，”Otto 说。 “这使得它们对于必须生产各种工件的车间来说更加通用。”
当夹具通过分离器与泵断开连接时，Vektek 蓄能器将保持回路压力。 （由 Vektek 提供）其他需要寻找的功能包括用于重型钻孔作业的高 Z 轴推力、用于自动液压工件夹持的集成管道，以及在镗床上，能够将套筒（W 轴）锁定到位，从而在粗加工深型腔时大大提高刚度。出于这些和其他原因，Otto 同意 Absolute 的 Miller 的观点，即跟上当前的机床技术是希望尽可能保持竞争力的商店的明确前进道路。
但也许最重要的建议是能源制造商和其他有波动需求的人是保持他们的机器开启和全面运行。对于周期性很强的石油和天然气行业以及拥有机械资产的公司而言，情况尤其如此，这些公司的资产早已支付完毕，而且往往在工作间隙闲置。
Otto 说，“在在这些情况下，我们的服务部门经常会接听客户的电话，他们试图启动几个月甚至几年未使用的机器，却发现轴被冻结或电子元件坏了。这就是为什么我们告诉商店定期循环他们的机器，更好的是，将它们与授权经销商一起安排预防性维护计划。这样做有助于避免一些不愉快的意外，无论机器品牌、尺寸或工作类型如何。”
始终如一地抓取
Braden Damman 支持液压工件夹持的需要，尽管他很快指出前面提到的集成管道不是先决条件。位于堪萨斯州恩波里亚的工件夹具供应商 Vektek LLC 的应用工程师 Damman 指出，还有几种额外的配置选项可供选择，包括工件夹具本身采用液压管道并由外部“蓄能器”提供动力的配置选项，该蓄能器是一种保持压力的装置在加工过程中在系统上。
无论采用何种方法，如果不考虑价格，就稳定性和可靠性而言，液压夹具是明显的赢家。 “在大多数应用中，液压是这是最昂贵的解决方案，尽管初始成本很快就会被生产力的提高所抵消，”Damman 说。 “它消除了手动夹紧方法所见的变化，是自动化过程的必备条件。”
具有讽刺意味的是，达曼被要求协助的大部分大型能源零件夹具都是用于二次操作。 “我们看到相当多的燃气轮机部件具有某种精细的细节和非常严格的公差，”他说。 “在这些应用中，客户通常希望将零件安装在 CNC 磨床上进行精加工，此外还需要自动化。液压夹具几乎总是首选方法，因为它具有高可重复性。”
以最低的生产数量生产最大的零件的制造商可以从自动化的材料 h和林系统。 （由 Fastems 提供）
Larry Robbins 是伊利诺伊州惠灵市工件夹具专家 SMW Autoblok Corp. 的总裁，他是可重复夹持的忠实拥护者，但他指出，由于大型零件的可变性，经常需要重新定位它们。 “无论是锻造件还是铸件，只要直径超过一米左右，你几乎总是需要一种方法来调整它在夹头内的位置，”他说。 “我们使用手动和液压卡盘提供独立的钳口调节功能已有大约 25 年的历史，但在过去几年中已将该功能扩展到我们的电动工件夹持产品系列。”
Energetic Workholding
Robbins 解释说，该公司的 MM e-motion 卡盘具有获得专利的线性定位系统 (LPS)，允许操作员自动或以其他方式通过以下方式测量零件在机器中的位置一个接触探头，发送positio将最终信息发送给控制器，并使卡盘相应地对中零件。每个钳口都由其自己的“电动马达”提供动力和控制，而电动马达又由感应耦合器驱动，从而使系统可用于固定或旋转应用。可容纳最大 1,250 毫米的所有形状和尺寸的零件，以及夹持力的修改，即使在加工零件时也是如此。
正如这里的其他几位所说，Robbins 和 SMW Autoblok 经历了减速过去两年在能源和航空航天领域，尽管这两个领域最近都有所上升。有趣的是，他开始看到石油和天然气行业对能够夹紧更大管道的卡盘的需求，从工件夹持和机床角度来看，这一要求都具有挑战性。
“过去，我们已经重新设计了主钳口以增加现有卡盘的容量，但鉴于要求，我们现在面临着全新的产品设计24 英寸（610 毫米）的通孔，”他说。“这么大的直径也会给车床的主轴轴承带来沉重的负荷。我们可以通过使用中心架来减轻一些负担，但在这里，我们正在接近现有工件夹持技术的极限。能源供应商即将创建一个全新的市场。”
同意自动化
自动化系统供应商 Fastems LLC USA, West俄亥俄州切斯特也看到了对新技术的类似需求。区域销售经理 Loy McEldowney 表示，能源行业在采用自动化零件处理方面历来进展缓慢，尽管由于熟练劳动力的持续短缺，这种心态已经开始改变。“像许多人一样行业，他们正在失去专业知识，别无选择，只能尽可能实现自动化。”
这需要几件事。前面描述的托盘更换加工中心之一是一个很好的起点，紧随其后的是某种形式的自动化工件夹持。除了已经讨论过的液压和电子夹具外，还可以使用气动或机械激活的零点定位系统。 McEldowney 说，此类系统的固定旋钮通常直接安装在大型工件上，配合接收器连接到托盘上。
也许最重要的是开发稳定、可预测的流程。这项任务对任何机加工零件都具有挑战性，但对于能源制造中常见的小批量、高混合工作尤其如此。即便如此，越来越多的石油和天然气零部件供应商正在这样做。
“证明对自动化和后续流程开发的投资的合理性并不需要大量，因为它需要相当可重复的订单，”麦克尔唐尼说。 “对于与客户签订长期协议并且可以看到未来 18 到 24 个月内会发生什么的公司hs，花钱购买专用固定装置、放置它们的托盘以及自动化甚至半自动化的存储系统就没那么可怕了。当订单出现时，他们所要做的就是装载托盘、调用程序并运行零件。对于那些拥有我们的 MMS（制造管理软件）系统和集成单元控制器的人，他们可以在无人值守的情况下进行操作。无论哪种方式，它都可以让小批量生产变得非常高效。”
