高速加工進(jìn)一步向縱深發(fā)展
高速數(shù)控加工起源于90年代初,它以電主軸實(shí)現(xiàn)主軸高速和以直線電機(jī)實(shí)現(xiàn)高直線移動(dòng)速度為主要特征寇蚊,主要應(yīng)用于大批量生產(chǎn)的轎車工業(yè)等領(lǐng)域横腿。目的是力圖用高主軸轉(zhuǎn)速和高速直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的單主軸加工中心來(lái)替代多主軸但難以實(shí)現(xiàn)高主軸轉(zhuǎn)速和高速進(jìn)給的組合機(jī)床,從而在大批量生產(chǎn)中畴垃,既得到高度的柔性利于產(chǎn)品快速地更新?lián)Q代栈站,而又不降低生產(chǎn)效率。在實(shí)際生產(chǎn)中鲫畸,一些馳名的汽車廠如我國(guó)的上海通用汽車公司歇刺,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。當(dāng)前最新趨勢(shì)是:繼續(xù)擴(kuò)大其應(yīng)用范圍霜宙。有的公司為了降低成本章慌,不用直線電機(jī),而采用中空通冷卻液堕武、加大直徑和加大導(dǎo)程的滾珠絲杠恳繁;日本東芝機(jī)械則采用中空通冷卻液的雙滾珠絲杠來(lái)增強(qiáng)傳動(dòng)剛度。但不管采用何種形式的滾珠絲杠夫泛,其最大移動(dòng)速度一般不大于50m/min擎骄,加速度最高為0.5g~1g,但是,HüLLERHILLE公司的nbh110高速加工中心隔屠,由于采用了“框中框”結(jié)構(gòu)凹蜂,使得移動(dòng)部件質(zhì)量較小。因此盡管用了滾珠絲杠阁危,其X炊甲、Y、Z軸直線速度仍可高達(dá)75m/min欲芹,加速度達(dá)1g卿啡。
高速加工應(yīng)用的另一個(gè)領(lǐng)域是用立方氮化硼刀具進(jìn)行淬硬鋼的高速銑削或車削,這對(duì)模具工業(yè)非常有利菱父。為了追求最終的高精度颈娜,一般希望在模具淬硬以后進(jìn)行精加工。在以前浙宜,對(duì)付淬硬模具唯一可用的加工手段是電加工官辽。電加工的放電燒蝕是微切屑加工,效率極低粟瞬。而高速銑削淬硬鋼的效率卻可以高出幾十倍同仆,從而成為電加工的理想替代工藝。雖然裙品,對(duì)那些大型模具上的深而窄的槽俗批、小曲率半徑圓弧曲面和清角等高速銑削無(wú)能為力,但可以用高速銑削進(jìn)行粗斩憾、半精加工式亥,而用電加工作最后加工,這樣可大大縮短模具加工周期淳习。對(duì)那些為數(shù)眾多的異形且窄而深的槽類模具纸藕,仍只能采用電加工方法。為此钮庆,電加工永遠(yuǎn)不會(huì)被完全取代冗炊。
高速銑削淬硬鋼對(duì)電加工的挑戰(zhàn),促使電加工機(jī)床也走向“高速”化垒某。日本Sodick公司于1999年(1996年著手研制)在世界上率先推出了直線電機(jī)取代滾珠絲杠的電火花成形機(jī)床知援。在IMTS2000上Sodick的電火花線切割機(jī)床和打孔機(jī)床也全部用上了直線電機(jī)。以直線運(yùn)動(dòng)速度為36m/min左右蚤弃、分辨率為1μm的直線電機(jī)傳動(dòng)取代直線速度只有1.3m/min左右召藻,分辨率為1μm的滾珠絲杠严钞,其傳動(dòng)的優(yōu)越性不能直接體現(xiàn)在高速度上偿尘。這是由電火花機(jī)床為不斷維持放電間隙的前移而又不致于短路的伺服性質(zhì)所決定的。它表現(xiàn)為瞬時(shí)進(jìn)、瞬時(shí)停阔蛉、甚至瞬時(shí)后退弃舒。由于直線電機(jī)大幅度提高了傳動(dòng)剛進(jìn),且有高達(dá)3000N的直線推力状原,因此有可能產(chǎn)生瞬時(shí)高加(減)速度聋呢,形成高頻率瞬時(shí)的斷續(xù)沖擊,沖走由電蝕產(chǎn)生的鐵屑颠区。這樣既可免除一切“沖刷”(Flushing)裝置削锰,又可一直保持最小且一致的火花間隙而達(dá)到快速的進(jìn)給。從而不僅可大幅度提高效率(一般可提高40%)毕莱、精度器贩,改善表面粗糙度,還可以解決以往由于無(wú)法解決“沖刷”問(wèn)題(如很難在微小且密集的電極上鉆“沖刷”用小孔等)而不能進(jìn)行電加工的問(wèn)題朋截。
航空和宇航工業(yè)是高速加工的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域蛹稍。其原因一是其主導(dǎo)材料為鋁和鋁合金;二是其零件常具有厚度極薄的壁和筋部服,剛度很差订薛。只有高速切削時(shí)切削力很小才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工胎融。最新趨勢(shì)是:近來(lái)這些行業(yè)流行采用大型整體鋁合金坯料制造大型部件窑赂,如機(jī)翼、機(jī)身等美怪,來(lái)替代多個(gè)零件奶匆,以避免眾多的鉚釘、螺釘和其它聯(lián)結(jié)方式桦溃。這樣不僅可省去昂貴的裝配工時(shí)和工裝晕围,還可使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高呐相。因而黑寻,在這屆IMTS2000上,美國(guó)CINCINNATI和意大利Jobs公司均展出了專門(mén)用于飛機(jī)工業(yè)的大型高速銑床(其型號(hào)分別為HyperMach和JoMach159)汞小。這類機(jī)床有以下特點(diǎn):
(1)進(jìn)一步提高主軸轉(zhuǎn)速和功率:由于飛機(jī)工業(yè)采用整體坯料“掏空”的方法加工零件晶恨,切削量極大。因而蛛挚,主軸轉(zhuǎn)速和功率可增加的空間也很大抗斤。據(jù)CINCINNATI公司稱,以往在飛機(jī)工業(yè)中丈咐,主軸轉(zhuǎn)速達(dá)15000r/min和22kW就是高速了瑞眼。隨著技術(shù)進(jìn)步龙宏,先進(jìn)機(jī)床已提高到40000r/min和40kW。而他們的HyperMach已提高到60000r/min和80kW伤疙,也即達(dá)到了新的高度银酗。
(2)超長(zhǎng)的X行程和龍門(mén)移動(dòng):由于“機(jī)翼”類為細(xì)長(zhǎng)型零件,JoMach機(jī)床的X軸行程長(zhǎng)達(dá)30m徒像,而Y軸只有2m黍特。據(jù)稱它將被用于加工歐洲下一代戰(zhàn)斗機(jī)“臺(tái)風(fēng)”的機(jī)翼。HyperMach機(jī)床的X行程最長(zhǎng)為46m锯蛀,Y軸也只有2m灭衷。英國(guó)Marwin公司Alumax系列機(jī)床的雙面總長(zhǎng)度達(dá)100m。如此長(zhǎng)的X行程旁涤,只能是龍門(mén)(往往是多個(gè)龍門(mén))移動(dòng)而不可能是工作臺(tái)移動(dòng)今布。
(3)采用直線電機(jī)作高速直線傳動(dòng):和以往航空工業(yè)大型機(jī)床用斜齒輪齒條或蝸桿條傳動(dòng)不同,這類高速銑床也用上了直線電機(jī)育另。這是為了適應(yīng)主軸超高速掩半、特大功率和超長(zhǎng)X行程的需要。HyperMach機(jī)床采用直線電機(jī)以后衷谋,進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min溉谣,快速為100m/min,加速度達(dá)2g榜寸。據(jù)CICINNATI公司稱胧含,他們?cè)贖yperMach上曾試切一件薄壁飛機(jī)零件,只花了30分鐘怠竞。同樣的零件在一般高速銑床上加工費(fèi)時(shí)3小時(shí)费控,而在普通數(shù)控床需8小時(shí)。這充分顯示了超高速機(jī)床的威力哨遭。
Jobs公司2000年推出的另一臺(tái)用于航空和模具工業(yè)的高速大型銑床LinX咸培,為橋式布局,也應(yīng)用了直線電機(jī)骑跳,最高進(jìn)給速度達(dá)60m/min疑跑,加速度0.6g,主軸轉(zhuǎn)速24000r/min炉抒,功率為44kW奢讨。據(jù)稱,由于高速主軸和高速進(jìn)給焰薄,加工時(shí)間可減少50%拿诸,機(jī)床結(jié)構(gòu)還得到簡(jiǎn)化,減少了25%的零件塞茅,從而易于維護(hù)亩码。
以上說(shuō)明直線電機(jī)應(yīng)用已從最初的汽車工業(yè)季率,擴(kuò)展到電加工機(jī)床,航空工業(yè)和大型模具的加工蟀伸。
不僅如此,這次IMTS2000展品中缅刽,板材沖壓機(jī)和激光板材切割機(jī)床也應(yīng)用了直線電機(jī)啊掏,如Alabama公司的激光切割機(jī),采用直線電機(jī)后衰猛,速度為150m/min迟蜜,加速度為1.3g。另外忧绊,直線電機(jī)還被應(yīng)用于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)略匕,如Helmel公司的MierostarHS產(chǎn)品,直線移動(dòng)速度達(dá)30m/min基列,這樣熟督,測(cè)頭每分鐘可作120次以上的接觸測(cè)量。
高速化另一個(gè)關(guān)鍵功能部件——電主軸最近有以下新進(jìn)展:
(1)瑞士Fischer公司推出在電主軸部件上裝有在線自動(dòng)動(dòng)平衡裝置的產(chǎn)品军笑。應(yīng)用在加工中心上雨株,每換一次刀進(jìn)行一次包括刀具質(zhì)量在內(nèi)的自動(dòng)動(dòng)平衡。據(jù)稱可在一秒鐘內(nèi)消除80~90%由動(dòng)不平衡所引起的振動(dòng)擅暴。
(2)瑞士IBAG公司推出了靜壓軸承的電主軸贫迫,據(jù)稱使用壽命大于2萬(wàn)小時(shí)。
(3)美國(guó)Ingersoll公司推出了動(dòng)靜壓軸承的電主軸项栈,作為一個(gè)獨(dú)立部件出售手欣。
(4)瑞士IBAG公司推出了磁浮軸承的電主軸。
(5)瑞士IBAG公司在其電主軸部件上配備軸向尺寸監(jiān)測(cè)傳感器映检,可與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)聯(lián)結(jié)進(jìn)行軸向尺寸的補(bǔ)償癞樊。
(6)永磁同步電機(jī)的電主軸也已出現(xiàn)。此前電主軸的電機(jī)均為異步感應(yīng)電機(jī)凛澎。其定子發(fā)熱可以冷卻泌绣,而轉(zhuǎn)子發(fā)熱無(wú)法冷卻。但永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永久磁鐵不發(fā)熱预厌。此外阿迈,同功率的同步電機(jī)外形尺寸比異步電機(jī)小,有利于實(shí)現(xiàn)小尺寸轧叽、大功率苗沧,也即可提高功率密度(PowerDensity)。但目前僅有少數(shù)機(jī)床公司(如Mazak)在研制炭晒。專業(yè)的電主軸公司尚未見(jiàn)有產(chǎn)品供應(yīng)待逞。
歐洲至少有三家著名的電主軸公司(瑞士Fischer甥角、IBAG,德國(guó)GMN)正在搶灘美國(guó)市場(chǎng)识樱,紛紛在美國(guó)建立分公司進(jìn)行銷售嗤无、維修和翻新等業(yè)務(wù)。原因是電主軸的核心技術(shù)是精密加工和精密裝配怜庸,對(duì)工人的技藝水平要求很高咸婿,這些正是瑞士、德國(guó)的強(qiáng)項(xiàng)谋扼;在高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下棒嚼,滾動(dòng)軸承的壽命均是較低的。主要失效形式為由于材料疲勞而喪失精度(電主軸精度一般為徑向2μm咐准,軸向1μm)啃掠。因此不具備本地維修、翻新的能力是不可能打開(kāi)市場(chǎng)的消李。一些電主軸公司建議用戶購(gòu)置一個(gè)備品键梆,因?yàn)橐话愕木S修、翻新時(shí)間為兩周苔眼。這樣顶山,可把停機(jī)時(shí)間減至最小。
此外瞭芬,美國(guó)Kennametal公司推出了帶自動(dòng)動(dòng)平衡的刀柄來(lái)適應(yīng)高速化刨塔。
五軸聯(lián)動(dòng)加工得到時(shí)興;五軸聯(lián)動(dòng)和五面加工合二為一
在IMTS2000展覽會(huì)上卜壕,給人們一個(gè)突出的印象是五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床比以往多您旁,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),約有50余臺(tái)轴捎。這個(gè)現(xiàn)象的出現(xiàn)鹤盒,不是偶然的,有以下深刻的背景侦副。
(1)從本質(zhì)上說(shuō)侦锯,對(duì)三維曲面的加工,三軸聯(lián)動(dòng)一般不是最佳的選擇秦驯,因?yàn)樵谌S聯(lián)動(dòng)時(shí)尺碰,一般難以用刀具的最佳幾何形狀進(jìn)行切削,不僅效率低而且表面粗糙度極差译隘,往往需要后續(xù)繁重的手工拋光亲桥。手工拋光可以改善表面粗糙度卻往往喪失了曲面的幾何精確度。為此固耘,有的公司采用后續(xù)電火花加工题篷,這不僅耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間而且還要制造形狀復(fù)雜的電極词身。
采用五軸聯(lián)動(dòng),可以使用刀具最佳幾何形狀來(lái)進(jìn)行切削木砾,包括可使用球頭銑刀的圓弧部分(非頂端部分)進(jìn)行切削农灯。這樣,不僅表面粗糙度好而且效率也大幅度提高瘸劳。美國(guó)CINCINNATI公司曾經(jīng)宣稱品扯,一臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率等于兩臺(tái)三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床。特別是在當(dāng)前流行的立方氮化硼銑刀高速銑削淬硬鋼工藝中啦掸,五軸聯(lián)動(dòng)比三軸聯(lián)動(dòng)能發(fā)揮更大的威力杰趾。所以鲸锻,一般說(shuō)來(lái)匀象,五軸聯(lián)動(dòng)才是三維曲面加工的最佳選擇。
(2)由于以下一些原因阻礙了五軸聯(lián)動(dòng)的廣泛應(yīng)用:
〖ψ健①過(guò)去五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格極高乏茶,比三軸聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)高出幾倍。現(xiàn)在甚岩,這兩種聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的價(jià)格相差很小贱按。
②過(guò)去涡相,五軸聯(lián)動(dòng)的編程軟件(包括編程后的檢驗(yàn)軟件)由于技術(shù)難度較大哲泊,價(jià)格極高,一般為三軸聯(lián)動(dòng)編程軟件的幾倍〈呋龋現(xiàn)在價(jià)格雖仍較高切威,但已大幅度下降。
”拧③五軸聯(lián)動(dòng)除X先朦、Y、Z以外的兩個(gè)回轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)有兩種實(shí)現(xiàn)方法犬缨,一是在工作臺(tái)上用復(fù)合A喳魏、C(B)軸回轉(zhuǎn)工作臺(tái)(以下簡(jiǎn)稱復(fù)合轉(zhuǎn)臺(tái));二是采用復(fù)合A(B)怀薛、C軸的主軸頭(以下簡(jiǎn)稱復(fù)合主軸頭)刺彩。
當(dāng)前,由于電主軸的出現(xiàn)枝恋,使得復(fù)合主軸的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化迂苛,不再需要任何弧齒錐齒輪副、齒形皮帶或輪傳動(dòng)鏈等鼓择,因而制造難度大幅降低甘虑。這次IMTS2000展出的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床大多為復(fù)合主軸頭類型澈嘱。
超低速、大扭矩而又平穩(wěn)地回轉(zhuǎn)匪笨,歷來(lái)是電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)的大難題收黔。因此,多種結(jié)構(gòu)的機(jī)械減速器是必要的匙桦。但隨著功率電子和微電子颊嘱,特別是DSPO(數(shù)字信號(hào)處理器)芯片以及永磁材料等技術(shù)的飛躍發(fā)展,這個(gè)大難題已有所突破阁陌。最近腊拍,瑞士ETEL公司和美國(guó)KOLLMORGEN公司均推出了“無(wú)刷環(huán)形扭矩電機(jī)”(BrushlessRingTorqueMotor)。ETEL公司曾為一臺(tái)大型天文望遠(yuǎn)鏡提供一臺(tái)直徑達(dá)2.5m奖朴,而厚度僅為40mm呆淑,扭矩達(dá)10000Nm的環(huán)形扭矩伺服電機(jī)。在回轉(zhuǎn)速度小于1轉(zhuǎn)/56天的條件下曼刀,仍能極為平穩(wěn)均勻地回轉(zhuǎn)罗卿,令人感到不可思議。該公司還在宇航工業(yè)用的多軸聯(lián)動(dòng)銑床上應(yīng)用了直徑分別為0.5m和1m的環(huán)形扭矩伺服電機(jī)來(lái)替代蝸輪蝸桿副魂务,加工精度和表面粗糙度均大有改善曼验。當(dāng)前,這兩家公司均可提供一系列尺寸和規(guī)格的環(huán)形扭矩伺服電機(jī)粘姜。以ETEL公司為例鬓照,可提供的電機(jī)外徑尺寸范圍由120mm至1260mm,扭矩從1Nm至18000Nm孤紧,定位精度可達(dá)0.5″豺裆,重復(fù)精度可達(dá)0.01″,最低轉(zhuǎn)速可達(dá)0.001r/min坛芽×舸ⅲ可以預(yù)見(jiàn),在不久的將來(lái)咙轩,在復(fù)合轉(zhuǎn)臺(tái)和復(fù)合主軸頭的A获讳、C(B)軸伺服傳動(dòng)中的蝸輪蝸桿副將被這些環(huán)形伺服扭矩電機(jī)所取代。蝸輪蝸桿副活喊、弧齒錐齒輪副將繼正齒輪副之后從數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域中逐漸退出丐膝。這將是又一個(gè)具有突破意義的變化。
為了適應(yīng)五軸聯(lián)動(dòng)加工日益普及的要求箫俯,美國(guó)TRI-TECH公司現(xiàn)出售復(fù)合主軸頭(型號(hào)為5411)的功能部件焕徽。從而可將現(xiàn)有的任何三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床變?yōu)槲遢S聯(lián)動(dòng)機(jī)床(利用7∶24的錐柄和該公司提供的連接器,可將復(fù)合主軸頭與現(xiàn)有機(jī)床的主軸聯(lián)結(jié)),其C軸范圍為360°竹恃;A(B)軸為±90°截巢,角度精度為0.01°和重復(fù)精度為0.005°。自然肘勾,現(xiàn)有機(jī)床必須具備五軸聯(lián)動(dòng)功能的數(shù)控系統(tǒng)以及五軸聯(lián)動(dòng)編程軟件呻蚪。另外,該公司還可提供五軸后置處理軟件箫废。
在IMTS2000的CINCINNATI展臺(tái)上础姚,展出了由德國(guó)DST公司設(shè)計(jì)制造的Z3型復(fù)合主軸頭。該頭采用了并聯(lián)加串聯(lián)的三桿機(jī)構(gòu)譬功。由于受并聯(lián)機(jī)構(gòu)的限制填恬,Z3主軸頭最大傾角只有±40°,故只能用于五軸聯(lián)動(dòng)奋隶,而不能用于五面加工擂送。
以往在對(duì)大件進(jìn)行五面加工時(shí),采用雙柱(龍門(mén))式機(jī)床和可更換的垂直和水平主軸頭(附件頭)來(lái)實(shí)現(xiàn)达布。為此团甲,這類機(jī)床除有刀庫(kù)外逾冬,還需有一個(gè)主軸頭庫(kù)黍聂。橫梁一般要向左側(cè)外延一段,作為主軸滑枕交換主軸頭用身腻。日本新日本工機(jī)在上一屆IMTS展出的五面加工機(jī)床就是這樣的結(jié)構(gòu)产还。而這一屆展出的不再使用交換主軸頭的方式,而采用前述的復(fù)合主軸頭嘀趟。當(dāng)A(B)軸鎖在0°位置時(shí)脐区,就可進(jìn)行工件水平平面的加工;C軸鎖在4個(gè)90°位置和A(B)軸鎖在90°位置時(shí)她按,就可實(shí)現(xiàn)四個(gè)相互垂直平面的加工牛隅。也即用一個(gè)這樣的復(fù)合主軸頭,就可實(shí)現(xiàn)5面加工酌泰。由于C軸可鎖在任意的角度媒佣,實(shí)際上可實(shí)現(xiàn)不只4個(gè)而是多于或少于4個(gè)垂直平面的加工。此外漂烂,前面已提到復(fù)合主軸頭還可實(shí)現(xiàn)軸聯(lián)動(dòng)加工据伏,這使得五面和五軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn),因此是另一種形式的復(fù)合加工束多。這對(duì)大型模具的加工很有利骏庙。這類機(jī)床還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔(即大頭在下)的加工。無(wú)獨(dú)有偶,這屆IMTS上辣棉,除新日本工機(jī)外氏诽,還有多家公司展出類似的機(jī)床,名稱都叫“五軸和多面加工”(5-axisandmultimachining)機(jī)床狰赘,即不再叫“五面加工”機(jī)床了民议。
數(shù)控加工走向提高機(jī)床生產(chǎn)率的網(wǎng)絡(luò)化
將數(shù)控系統(tǒng)上網(wǎng)不是新鮮事。但是淡榕,以往理解上網(wǎng)是為了向數(shù)控系統(tǒng)傳輸加工程序迂腔,特別是大容量程序,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和遠(yuǎn)程維修服務(wù)等允悦。而在IMTS2000上膝擂,日本大隈(Okuma)機(jī)床公司展出的“ITplaza”(信息技術(shù)廣場(chǎng),以下稱“IT廣場(chǎng)”)隙弛,日本Mazak(山崎)公司展出的“CyberProductionCenter”(智能生產(chǎn)控制中心架馋,以下簡(jiǎn)稱“CPC”),日本日立精機(jī)公司展出的SEIKIFlexLink(精機(jī)柔性聯(lián)接)全闷,美國(guó)Hardinge機(jī)床公司與GEFanuc兩家展臺(tái)相配合展出的“OpenFactoryCNC”(開(kāi)放工廠CNC)以及Simens公司倡導(dǎo)的“OpenManufacturingEnvironmert”(開(kāi)放制造環(huán)境)等都強(qiáng)調(diào)聯(lián)網(wǎng)是為了進(jìn)一步提高機(jī)床生產(chǎn)率叉寂。大隈說(shuō),僅有好的機(jī)床和好的數(shù)控系統(tǒng)总珠,還不足以適應(yīng)當(dāng)前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)屏鳍,只有“進(jìn)入”他們的“IT廣場(chǎng)”才能在競(jìng)爭(zhēng)中取勝。Mazak說(shuō)局服,在多品種小批量的條件下钓瞭,一臺(tái)數(shù)控機(jī)床實(shí)際上只有25%的時(shí)間在切削,在創(chuàng)造價(jià)值淫奔,而余下的75%時(shí)間不創(chuàng)造價(jià)值山涡。他們認(rèn)為只有將機(jī)床聯(lián)網(wǎng),且與他們的CPC聯(lián)接斜擎,才有可能將切削時(shí)間由25%提升至65%爱饲。Simens公司說(shuō),要使機(jī)床得到最大的利用率宿闯,需要在其數(shù)控系統(tǒng)的HMI(人機(jī)接口)中裝上以太網(wǎng)通訊卡與工廠智能網(wǎng)絡(luò)連接乳嘁。
Mazak認(rèn)為,由于以下五方面的因素疚线,使得機(jī)床利用率只有25%雀司。
①編程背渤、程序編輯和試切奉念。
②測(cè)量、輸入和管理刀具數(shù)據(jù)鹿竭。
±鲅帧③由于生產(chǎn)計(jì)劃改變,機(jī)床的重新調(diào)整胜溢。
∏吹妗④對(duì)機(jī)床生產(chǎn)的數(shù)量和運(yùn)轉(zhuǎn)情況向上級(jí)報(bào)告和監(jiān)控。
∧钢搿⑤對(duì)工件安裝方法作出決策和尋找?jiàn)A具翩剪。
針對(duì)以上5個(gè)因素,其CPC中將以下4個(gè)軟件模塊無(wú)縫地集成在一起彩郊。
∏巴洹①計(jì)劃調(diào)度模塊(Scheduler)
通過(guò)仿真提出最佳的多品種零件加工計(jì)劃。急件插入時(shí)秫逝,進(jìn)行更改計(jì)劃的再次仿真恕出,找出最佳方案進(jìn)行調(diào)度。既可作出快速反應(yīng)又不造成生產(chǎn)混亂违帆,從而使資源得到優(yōu)化使用浙巫。此外,該模塊還可對(duì)車間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析刷后。
〉某搿②工夾具管理模塊(ToolManagerment)
使得刀具、夾具得到最優(yōu)的應(yīng)用和成本最低惠险。對(duì)每一種工件列出刀具苗傅、夾具清單紧寺。
×悄狻③機(jī)床監(jiān)控模塊(MachineMonitor)
在線監(jiān)控每臺(tái)機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況,易于在辦公室或通過(guò)因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控虾脆。
∠砻搿④編程及程序優(yōu)化模塊(Camware)
人機(jī)交互式編程和程序的優(yōu)化。
Mazak將其CPC稱為“數(shù)字制造解決方案”(TheDigitalManufacturingSolution)压伸,作為獨(dú)立的產(chǎn)品在IMTS2000上展出蛆古。其樣本中列出了3家用戶對(duì)其功能作出的滿意評(píng)價(jià),并且稱其在中國(guó)工廠(即銀川“小巨人”公司)的30臺(tái)機(jī)床均由其CPC直接控制鳞乏。
大隈將其“IT廣場(chǎng)”別稱為“大隈網(wǎng)絡(luò)工廠”(OkumaNetFactory)舔伴。意思是將信息技術(shù)(IT)與加工技術(shù)融合在一起。認(rèn)為僅靠先進(jìn)加工技術(shù)绝绊,還不能在激烈競(jìng)爭(zhēng)中“存活”溃柑,必須應(yīng)用IT來(lái)“增速”和擴(kuò)大“商機(jī)”。
“IT廣場(chǎng)”概念用圖形表達(dá)是一個(gè)立體球,球心是數(shù)控(CNC)系統(tǒng)稀境。在球體上的三個(gè)圓周平面(一個(gè)水平平面和兩個(gè)互成90°的垂直平面)的圓周上玲躯,分布六個(gè)小球,分別代表人鳄乏、機(jī)床跷车、三個(gè)軟件模塊和一個(gè)因特網(wǎng)門(mén)戶網(wǎng)站,這六個(gè)小球指向球心(CNC系統(tǒng))并起交互作用橱野。
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