配備了性能良好的數(shù)控編程軟件的CNC機床能夠頂替一個數(shù)控編程部門,Helmut Kottmaier數(shù)控車削和銑削技術(shù)公司就是一個很好的例子。該公司的職工必須掌握編程軟件的使用方法,以便能夠快速的完成零件加工程序的編制。由于其職工所具有的技能,使得該公司成為不銹鋼零件快速和精確加工的專家。它們?nèi)粘Ia(chǎn)加工的產(chǎn)品屬于難切削加工和耐熱性的金屬材料,如制造三元催化器所需的材料。盡管它們是一家專業(yè)的生產(chǎn)廠,但是低成本、高質(zhì)量和快交貨等仍然是重要的競爭要素。因此,在必要時他們也會加班加點徹夜趕制。
通用的編程軟件
根據(jù)Helmut Kottmaier公司的經(jīng)驗,利用一個集中編制數(shù)控加工程序的部門統(tǒng)一編寫全部數(shù)控加工程序的織結(jié)構(gòu),已經(jīng)不能適應(yīng)供貨期極為緊迫的樣件和試生產(chǎn)加工的需要。取而代之的是,他們在全廠所有的CNC加工機床上都安裝了一套編程軟件。這種編程技術(shù)的改造有著極大的好處,多個編程工位可供同時使用;無需增加新的硬件;也不會增加輔助辦公室的面積。
數(shù)控機床的編程軟件將零件展示給Kottmaier公司的職工,
并在顯示屏上顯示出加工的每一個步驟
這家位于慕尼黑的來料加工生產(chǎn)廠使用的是西門子公司研發(fā)設(shè)計的Shop-Mill和Shop-Turn數(shù)控編程軟件。在零件的加工程序編制過程中,軟件的圖形輔助支持功能有著極大的幫助。同時,還能準確的反應(yīng)機床操作和工件加工的全貌。它直觀的向操作者提供程序編程和機床數(shù)控操作的控制過程。從而使每個機床操作者在短時間的熟悉軟件之后就可以馬上利用編程軟件編制數(shù)控機床的加工程序。
其最終結(jié)果是Kottmaier公司在沒有專業(yè)CAD編程技術(shù)人員的情況下,也能夠快速的完成像3+2軸非對稱工件加工的程序編制。
圖像支持編程法節(jié)約編程時間
圖像編程方法編寫零件加工程序的速度很快,如一個螺紋加工循環(huán)的編寫時間只需幾秒鐘(見圖1);而原來至少需要幾分鐘的時間。因此,在Kottmaier公司里,大多數(shù)職工在編寫零件的數(shù)控加工程序時使用的都是圖像支持的編程方法。傳統(tǒng)的ISO語句指令式的編程方法,在Shop-Mill和Shop-Turn中也是可以得到實現(xiàn)的,操作者可以隨時結(jié)合軟件中使用的ISO數(shù)控指令代碼編寫數(shù)控加工程序。在加工程序編制的任何階段,都可以方便的在圖像編程界面和ISO代碼編程界面之間相互轉(zhuǎn)換。因此,操作者原來已經(jīng)掌握的語句指令編程知識和技能仍然可以使用,而且還能在新的圖像編程技術(shù)的應(yīng)用中得到擴展。
圖1 即使是非常復雜、精度要求極高的零件,Kottmaier公司的職工也能在圖形編程工具、
輪廓編程工具,以及大量實用加工循環(huán)的幫助下獨立的編寫好加工程序
在Shop-Mill和Shop-Turn兩種數(shù)控車、銑編程軟件中,軟件的操作使用原理是相同的。因此,數(shù)控車的操作者可以方便的掌握數(shù)控銑的程序編制方法,而數(shù)控銑的操作者也能很快的學會編寫數(shù)控車的加工程序。因此,Kottmaier公司的職工沒有車、銑的專業(yè)之分,即可以操作數(shù)控車,也可以操作數(shù)控銑。
除了汽車企業(yè)和供應(yīng)商之外,機器人生產(chǎn)廠也是這家來料加工企業(yè)的重要客戶,如Kuka公司。因此,他們的許多產(chǎn)品都是形狀復雜的異形件,如變速器殼體和變速器蓋。Kuka公司在機器人的生產(chǎn)和研發(fā)過程中經(jīng)常會遇到試生產(chǎn)或者是單件生產(chǎn)的情況,而且這種需求又往往是交貨期越短越好。此時,利用Shop-Mill和Shop-Turn的輪廓編程功能,就可以按照設(shè)計圖紙快速的完成數(shù)控加工程序的編制。Kottmaier公司為Kuka公司生產(chǎn)的樣件、試生產(chǎn)產(chǎn)品和大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品一般都是能夠保證機器人高性能的不銹鋼材料零件。當這些機器人在食品生產(chǎn)企業(yè)中使用時,如在面包房用的烤面包機器人和屠宰機器人,以及在醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)中使用的機器人,都是不允許其外表面有任何潤滑劑的。因此,在這些零件的加工中,即使是體積、面積較大的零件加工,其配合公差也往往只有0.02mm,要求公差等級為H6。試生產(chǎn)的產(chǎn)品最終將在用戶那里進行嚴格的檢驗。為了保障數(shù)控機床生產(chǎn)出來的零件能夠通過這些嚴格的檢驗,西門子Shop編程軟件不僅有著舒適的操作界面,而且調(diào)整功能也為極高的加工精度和經(jīng)濟性提供了有力保障。
預(yù)加工工件上的孔
編程軟件還能根據(jù)局部圖紙完成規(guī)定工件的生產(chǎn)加工。有時,用戶提供的是已經(jīng)完成部分加工的零件,提供的是在這種半成品零件上需要加工的孔、螺紋或銑削的輪廓,但是沒有完整的工件圖。在這種情況下,編程軟件中的調(diào)整功能就充分顯示出了它的優(yōu)越性。如準確的確定基準孔的位置,甚至能夠確定位于假想空間表面中的基準孔的位置。在編程時需要根據(jù)零件的輪廓對數(shù)控程序進行更改補充時,可以利用Shop軟件中的輪廓編輯功能簡單、快捷的根據(jù)現(xiàn)有的和檢測到的半成品工件數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。
智能化的模擬功能,包括了工件和刀具的碰撞檢驗,在工作準備期間就給了機床操作者很好的程序加工結(jié)果的觀察機會。在模擬功能的幫助下可以及時的發(fā)現(xiàn)數(shù)控程序中的錯誤,而這一及時發(fā)現(xiàn)問題的能力在半成品的繼續(xù)加工中尤為重要。因為在半成品的后續(xù)加工中出現(xiàn)的廢品不僅價格更加昂貴,而且還損害了用戶的名聲和信譽。
經(jīng)編程軟件編寫和模擬的CNC加工程序有著很高的工藝可靠性,甚至可以在無人值守的情況下讓數(shù)控機床自動的完成所有的加工任務(wù)。因此,在Kottmaier公司凡是加工時間比較長的工件都是在即將下班時才開始的,讓數(shù)控機床在無人值守的情況下完成工件的生產(chǎn)。
根據(jù)多年來使用Shop-Mill和Shop-Turn數(shù)控軟件的經(jīng)驗,Kottmaier公司在不久前新購置的Spinner車床中也安裝了Shop-Turn軟件系統(tǒng)。機床的控制系統(tǒng)則使用的是西門子家族中最新的Sinumerik 840D solution line系統(tǒng)。操作者可以很快掌握這種系統(tǒng)的操作和使用。在這種新的控制系統(tǒng)中,其操作界面與Sinumerik CNC的操作界面沒有太大的區(qū)別。但是,這種新型控制系統(tǒng)的電氣接線不僅在機床電氣控制柜中,而且在操作臺中都進行了大幅度的簡化,使其更加的簡潔。這種簡化方便了數(shù)控設(shè)備的故障診斷和維護保養(yǎng),而且通過前面板中的USB接口可以方便的利用U盤來復制、傳遞數(shù)控加工程序,只需要編寫一個程序就可以在不同的機床上加工相同的工件,或者實現(xiàn)PC的數(shù)據(jù)分類管理。
在極小的利潤空間中獲利
Shop-Mill和Shop-Turn編程軟件不僅對單個零件的生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)有所幫助,而且在大批量生產(chǎn)中也非常受歡迎。借助于這種軟件,能夠?qū)⒚颗_數(shù)控機床單獨的優(yōu)點結(jié)合在一起,實現(xiàn)大批量生產(chǎn)過程的優(yōu)化。例如,通過巧妙的使用Shop-Turn數(shù)控車削軟件使得過去需要經(jīng)過5次裝夾才能完成的銑削加工任務(wù),現(xiàn)在只需一次裝夾就可以在無人值守的情況下完成車削。而且是利用“棒材”來完成全部的切削加工。數(shù)控車床所需的棒料由自動上料裝置上料,加工后的工件只需簡單的切斷即可。 #p#分頁標題#e#
據(jù)Kottmaier先生介紹,對于需要用多把刀具進行加工的復雜車削件,采用車銑復合加工技術(shù)往往是最快捷的替代加工方案。例如,加工一個變速器蓋往往需要使用32種不同的刀具。這種刀具數(shù)量要求超過了大多數(shù)數(shù)控車床刀庫能夠容納的刀具數(shù)量,而數(shù)控銑床刀庫容納的刀具數(shù)量明顯要更多一些。如果在一臺車床上完成所有的加工則必須不斷的手工更換刀具,而如果將銑削、鉆孔和攻絲等工序集中到一臺數(shù)控銑床上進行加工,則要比在數(shù)控車床上快捷得多。盡管增加了一次裝夾,但是工件的加工速度和整個生產(chǎn)周期卻明顯的得到了改善(見圖2)。
過去需要經(jīng)過5次裝夾才能完成的銑削加工任務(wù),現(xiàn)在只需一次裝夾就可以在無人值守的情況下完成車削
二次裝夾只需簡單調(diào)整
在編程軟件調(diào)整功能的幫助下,可以快速便捷的完成車、銑工藝轉(zhuǎn)換時的二次裝夾。另一方面,Shop-Mill軟件系統(tǒng)也能夠像Shop-Turn一樣很好的獲取復雜車削工件的幾何輪廓數(shù)據(jù),就工件的復雜性來講,兩種軟件的識別能力幾乎沒有差異。借助于Sinumerik控制系統(tǒng)的平衡補償功能,圓槽銑削刀具也能夠銑削出高精度的配合。因此,常常會出現(xiàn)這樣的情況:典型的車削件在數(shù)控銑上完成了全部的加工任務(wù)
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