校驗和優(yōu)化刀具行程
目前刽酱,許多工廠依賴校驗軟件來保證他們的程序是恰當合適的稼乃。這種軟件可以確保首個零件是合格產(chǎn)品聋账,所以操作員不必站在機床前查看首個零件的生產(chǎn)樊何。如此一來特血,空轉(zhuǎn)實驗和切削測試零件就成為歷史了。
另外秀彤,校驗軟件可使自動進給速率最優(yōu)化猜著,并帶來種種益處。更為精確的控制可改進循環(huán)時間笙吠、零件品質(zhì)以及刀具壽命禀锋。具有優(yōu)化進給速率功能的程序還可以使操作員不必專注于機床操作垄暗。
校驗
采用數(shù)控機床校驗軟件,程序員能夠在將刀具行程文件傳送到工廠進行金屬切削之前檢查文件的完整性禀综。這樣做不僅可以降低昂貴機床的磨損简烘,還能減少校驗過程中的重復工作,而且常常避免了實物校驗工序定枷,許多加工廠發(fā)現(xiàn)孤澎,這樣做可以大大地節(jié)省材料、勞動力成本和機時依鸥。
Contour Aerospace就是一間采用校驗軟件的工廠亥至,該工廠是航空應用零件與部件的制造商悼沈。將校驗軟件引入生產(chǎn)工序之前贱迟,Contour的生產(chǎn)組在進行正式生產(chǎn)之前必須切削一個測試零件,取出后檢測絮供。如果有任何問題衣吠,就必須修正數(shù)控程序,再切削一個測試零件并重新檢測壤靶。
“對于我們的大型零件缚俏,這樣做十分浪費時間,”數(shù)控編程經(jīng)理Dan Hornung說贮乳。該公司制造20至40英尺長的機翼圓材忧换,在電腦上校驗這些大型零件而不是通過實際檢測工序進行校驗,可帶來很大的好處饥猴。
Delaware Machinery & Tool生產(chǎn)另外一種截然不同的大型零件倔晚。它專業(yè)設計與制造大型壓鑄模具,用于生產(chǎn)引擎部件及變速箱屉胳。該公司在利用最新制造軟件技術(shù)方面享有一定聲譽封均。該公司利用CAD為福特、GM履剔、克萊斯勒設計和制造了第一個變速箱模具篇臭。
如今,工廠的軟件工具包納入了校驗軟件轨来≈В“在電腦上檢測刀具行程有助于我們減少在車間進行實地檢測的次數(shù),并且減少了冗余基霞,”CAM經(jīng)理Dennis Main表示素矛。
軟件亦幫助工廠簡化了編程過程。它能將設計模型導入實際材料模型來檢查余量漆勉。當切削刀具與設計模型的接觸達到使用者規(guī)定的公差范圍內(nèi)時撒蟀,就會報告出現(xiàn)錯誤叙谨。
CGTech的Vericut是兩家工廠都在使用的軟件。Delaware的Main先生說:“在輸入我們的代碼后保屯,我們就可以通過Vericut運行G代碼生產(chǎn)電極手负,并且檢測切削層下的火花隙」贸撸”
在Minco Contour Aerospace公司竟终,切削20至40英尺長的機翼試驗件需耗費大量的人力和機時,采用校驗軟件后就可以在PC上驗證刀具程序的效果切蟋。
最優(yōu)化
對于Delaware來說统捶,當公司的工程經(jīng)理Dan Swartz派一名工程師去學習校驗軟件的更新課程時,工廠就學到了如何將進給速率最優(yōu)化的知識柄粹,這就象為同樣的軟件增加了新模塊喘鸟。這名工程師回來后再將他所學到的知識投入應用,極大地提高了公司的切削加工能力驻右。
由于有了最優(yōu)化功能什黑,軟件閱讀數(shù)控機床行程文件,以切削條件和車機性能為基礎境猜,自動調(diào)節(jié)現(xiàn)有的進給速率伺罗,使其產(chǎn)生更好的效益。切削的進給速率按照每一次獨立的車削工序度身定造胸叠,提高了切削刀具的效率奇巍,所以切削零件所耗費的時間更少了。在加工石墨電極時债烹,Delaware的團隊計算出進給速率最優(yōu)化節(jié)省了30%的機床運轉(zhuǎn)時間含罪。""我們認為在有些情況下可以節(jié)省45%的時間,""Swartz先生表示榄缸。
進給速率最優(yōu)化工作是通過閱讀數(shù)控機床路徑文件(G代碼或APT格式)蛹吱,同時將運動分解為一些較小的片斷。在每一段刀具運動去除一定量材料的基礎上涌疲,軟件為所遇到的切削條件設定最佳進給速率晨每。而后它設計出一條新的刀具行程,除了進給速率設置外九昵,其它與以前相同所脉。刀具行程軌道并沒有改變。
這個方法可以說是為雙方提供了最佳解決方案育韩。一方面克蚂,最優(yōu)化是自動進行的,并在數(shù)控程序下載到機床之前完成。另一方面埃叭,它利用了數(shù)控程序員和技術(shù)員的專業(yè)技術(shù)摸恍,反應了特定的切削條件。使用者根據(jù)許多預先確定的切削條件輸入理想的進給速率赤屋。參考的各項因素包括切削機床的性能立镶,如馬力、主軸類型类早、快速橫向速度媚媒、冷卻劑和其它特性;再加上裝夾具的剛性涩僻;以及切削刀具的特性缭召,包括材料、設計逆日、長度及有幾個切削齒嵌巷。這些因素確定了碎屑的厚度、批量去除材料的速率瓜收、初始進給速率和其他參數(shù)翼抡,用它們來計算每一段切削運動的最佳進給速率鸡蒲。
一般地箭雪,不同的最優(yōu)化技術(shù)類型適合于各種不同的材料或是加工工序。例如在粗加工鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)件的平面時束咙,以連續(xù)的軸向深度的方式去除材料濒秸,但是切削的徑向?qū)挾仍谡麄€過程中差別很大。在這樣的加工中览止,維持連續(xù)的批量去除速率使刀具在不同切削寬度下邢垮,保持以最大前速率切入材料。應用同樣的信息來校驗刀具行程校增,軟件可以確定每一段刀具行程的材料去除量黔攀。然后軟件按照數(shù)控程序員或機床操作員提供的信息設定合適的進給速率。
Delaware Machinery公司采用進給速率優(yōu)化程序后茁只,減少了帶薄散熱片的電極的銑削中出現(xiàn)的破裂現(xiàn)象膛胜。
工藝改進
軟件最優(yōu)化不僅加快了加工速度,還使得整體制造環(huán)境更有效率哥纫。在優(yōu)化刀具行程之前霉旗,Delaware的石墨電極生產(chǎn)部門不能充分利用其高速磨床,即便它們配備了強有力的預覽功能蛀骇。據(jù)Main先生稱厌秒,這些機床""在加工復雜或棘手的形狀時就有些效率低下。""他們想讓機床在軸改變方向時慢下來,而在大量切除材料時不要降速鸵闪,所以手動調(diào)整機床進給速率是必要的檐晕。這就要求工廠為每臺機床的每項加工任務分派一名操作員。如果操作員需要離開機床哪怕是很短的時間蚌讼,他都不得不調(diào)低進給速率直到他返回棉姐。
最優(yōu)化軟件改變了這種情況。現(xiàn)在啦逆,當運行最優(yōu)化軟件時伞矩,操作員可以同時操縱兩臺甚至更多的機床。""它確實降低了我們的成本夏志,而且提高了人力效率乃坤,""Swartz先生說。
實際上兰吁,在零件品質(zhì)上的提高是模具制造商Delaware得到的最大利益驼吓,因為這家工廠通常需要花極多的工作時間拋光。采用最優(yōu)化軟件后肘抒,工廠就可以免除這種勞動力密集型的工序了配赊。
不同的思考
Delaware Machinery是如何從最優(yōu)化刀具行程中獲益的一個例子就是最近的一項工作,即加工一種含有許多小小的散熱片的小型引擎任感。""這不是那種需要我們專門處理的任務积苞,但我們以前做過,""Swartz先生說乳吉,""過去这疟,在加工和處理這些電極時我們真的需要很小心,因為這些散熱片很容易碎裂醋躏。""不過現(xiàn)在虹婿,由于最優(yōu)化帶來更為連續(xù)的碎屑負載量和切削壓力的測算,工廠已沒有這些碎裂問題擒买。""這種性能幫助我們獲得了新業(yè)務朝刊,""他又說。
Contour Aerospace也因為更有針對性的進給速率而提高了零件品質(zhì)蜈缤。""因為進給速率是由最優(yōu)化軟件預先設定的拾氓,每次它們都以相同的方式運行,不必考慮誰在操作機床劫樟,""Hornung先生表示痪枫。""這就減小了產(chǎn)品品質(zhì)方面的差異,提高了制造效率叠艳。
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