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數(shù)控機(jī)床

通過PC硬、軟件的更新提高機(jī)床性能

星之球激光 來源:佳工機(jī)電網(wǎng)2012-02-02 我要評(píng)論(0 )   

機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)是一臺(tái)計(jì)算機(jī),所以數(shù)控系統(tǒng)比機(jī)械設(shè)備的過時(shí)要明顯快得多。德國Rders公司(駐地在Soltau)的銷售部主任Oliver Gossel博士說道。屬于中等規(guī)模企業(yè)的Rders...

“機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)是一臺(tái)計(jì)算機(jī),所以數(shù)控系統(tǒng)比機(jī)械設(shè)備的過時(shí)要明顯快得多。”德國Röders公司(駐地在Soltau)的銷售部主任Oliver Gossel博士說道。屬于中等規(guī)模企業(yè)的Röders公司,在上世紀(jì)90年代中期開始開發(fā)自己機(jī)床系列時(shí),決定在數(shù)控系統(tǒng)方面選擇走自己的道路:不是依靠諸如海德漢、西門子或發(fā)那科等有名望的數(shù)控系統(tǒng)供應(yīng)商的CNC產(chǎn)品,而是在采用商用PC機(jī)部件的條件下開發(fā)出自己的數(shù)控系統(tǒng)。做出這樣的決策,其主要原因是,當(dāng)時(shí)可以采用的數(shù)控系統(tǒng)在加工三維自由曲面時(shí),其程序段處理時(shí)間太長(zhǎng)。除了可以接受的PC機(jī)價(jià)格外,所需的計(jì)算效率也只有依靠PC機(jī)的幫助才能實(shí)現(xiàn)。因此,決定采用一個(gè)各有分工的雙PC機(jī)和用作操作軟件的Windows,這個(gè)數(shù)控系統(tǒng),一個(gè)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)用來同操作人員進(jìn)行對(duì)話,進(jìn)行程序編制和執(zhí)行上層管理;而第二個(gè)計(jì)算機(jī)則負(fù)責(zé)與裝有驅(qū)動(dòng)裝置、傳感器、安全性功能部件等裝置的機(jī)床一層的接口。因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置和主要的機(jī)床是由各自的模塊組成的,數(shù)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)能夠隨時(shí)恢復(fù)到最新的技術(shù)水平。也就是說既通過操作系統(tǒng)和控制軟件的升級(jí),又要通過更新過時(shí)的硬件來達(dá)到。如下是兩個(gè)從事完全不同的業(yè)務(wù),并常年與Röders公司有聯(lián)系的用戶介紹了他們?cè)谶@方面的一些成功經(jīng)驗(yàn)。

高技術(shù)塑料模和橡膠模

“我們?cè)?996年購買了第一臺(tái)Röders公司的加工中心,”Rothweiler工具和模具制造公司(駐地在Villingen-Schwenningen)的老板Theo Rothweiler先生說道。他的這個(gè)有著50名員工的模具制造企業(yè),從規(guī)模大小和組織結(jié)構(gòu)上看是屬于當(dāng)?shù)乇姸嘀行推髽I(yè)中的典型代表。擁有高素質(zhì)的員工和現(xiàn)代化的裝備,生產(chǎn)尖端的產(chǎn)品,在世界市場(chǎng)上,這些產(chǎn)品盡管遇到激烈的國際競(jìng)爭(zhēng),然而由于高超的技術(shù)和質(zhì)量而被普遍接受。其中用于注塑橡膠的冷卻水道技術(shù)以及硬玻璃同彈性體(橡膠體)和熱塑性塑料(硬塑料)進(jìn)行鑲嵌的模具,對(duì)于塑料模和組合件注塑模,整個(gè)規(guī)格的范圍從溶料注射重量低于一克的最小模具到模具重量達(dá)40噸的大型模具,其長(zhǎng)度達(dá)2600mm、寬度達(dá)2000mm。所生產(chǎn)的大約80%的產(chǎn)品都是提供給汽車行業(yè)的,而汽車行業(yè)是一個(gè)對(duì)質(zhì)量和可靠性有著很高要求的客戶群,這種高要求既體現(xiàn)在產(chǎn)品上,又體現(xiàn)在供應(yīng)商本身上。

在整體件上進(jìn)行硬銑

“Röders的數(shù)控系統(tǒng)最吸引我的地方是可以提出自己的設(shè)想。”Theo Rothweiler先生這樣說。高速硬銑(HSC)已運(yùn)用了很長(zhǎng)一段時(shí)期了,更加引人關(guān)注的是在銑削過程中要不時(shí)地測(cè)量刀具的磨損并對(duì)銑削程序進(jìn)行相應(yīng)的修正。因?yàn)?,?shù)控系統(tǒng)是Röders公司自己開發(fā)的,曾允諾Rothweiler公司,對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)尚不具備的功能,Röders公司今后可以快速地以更新數(shù)控系統(tǒng)的形式來進(jìn)行補(bǔ)充提供。目前,在Rothweiler公司共有五臺(tái)不同規(guī)格的Röders公司的加工中心在使用。根據(jù)Rothweiler公司的情況,同樣證實(shí)PC技術(shù)實(shí)際上是可以在CNC硬件上附加使用Windows應(yīng)用軟件的整個(gè)帶寬。

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專有技術(shù):圖中是散熱器擋屏的模具,是屬于Rothweiler公司的技術(shù)專長(zhǎng),
其中有用于橡膠注塑的冷卻水道技術(shù)和硬玻璃同彈性體(橡膠)或熱塑性塑料(硬塑料)進(jìn)行鑲嵌的模具。

數(shù)控系統(tǒng)的定期更新和升級(jí)

“我們平均每隔三年更換數(shù)控系統(tǒng)的PC,”Rothweiler先生說。這種更換,只是為了提高新的硬件的計(jì)算能力才是有意義的,因?yàn)镽öders公司在開發(fā)其軟件時(shí),是充分利用已提高的硬件性能,例如,在幾年前,由于計(jì)算能力有限,有一些計(jì)算方法就不能應(yīng)用于刀具軌跡規(guī)劃。通過更換高性能的PC,從而提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,根據(jù)計(jì)算機(jī)所完成的作業(yè)性質(zhì),節(jié)省時(shí)間最高可達(dá)30%,由于較好的軌跡精度得到的另外的好處是提高了加工工件的表面質(zhì)量,并由此使刀具使用壽命提高了50%。

期間,Rothweiler公司經(jīng)常進(jìn)行軟件的升級(jí)。由此,使所有的設(shè)備始終保持著最新的技術(shù)水平。這就使得設(shè)備的效率得到了不斷提高:在軟件升級(jí)后,在同一臺(tái)機(jī)床上加工同樣的零件,其加工時(shí)間由原來的14個(gè)小時(shí)縮短為10個(gè)小時(shí)。

對(duì)于操作軟件也可以同樣的方式來對(duì)待:經(jīng)過一定年限的運(yùn)行后,操作系統(tǒng)可以由Windows NT升級(jí)為Windows 2000和Windows XP,而在不久的將來,操作系統(tǒng)可能將升級(jí)為Windows Vista 版本。

還應(yīng)指出的是,數(shù)控系統(tǒng)的更新和升級(jí)可以由用戶如同對(duì)他們的PC機(jī)的更新一樣進(jìn)行操作:放入CD,可以啟動(dòng)自動(dòng)更新過程,直至完成更新。

行銷全球市場(chǎng)的餐具刀

“憑借我們的餐具刀,使我們不僅在歐洲,而且在海外成為市場(chǎng)的領(lǐng)頭羊。”位于Solingen的E. Wüsthof Dreizackwerk公司模具制造部主任Erich Schmitz先生說道。公司制造一流的廚房用刀,供給諸如大型廚房,屠宰場(chǎng)和飲食行業(yè)等職業(yè)性用戶使用。面對(duì)特別激烈的國際競(jìng)爭(zhēng),在這樣的市場(chǎng)上,人們只能通過同優(yōu)化生產(chǎn)相聯(lián)系的質(zhì)量來取勝。餐具刀是用有著較高強(qiáng)度和硬度的不銹鋼制成的。原材料采用帶鋼,按長(zhǎng)度進(jìn)行沖裁,在規(guī)定的局部范圍內(nèi)進(jìn)行鐓鍛并在鍛模上成形。接著沖壓餐具刀的輪廓和沖手柄孔。在這方面,模具的制造是取得成效的重要因素,為此,制造了許多所需的鍛模和沖模。對(duì)于模具的制造,長(zhǎng)期以來公司已采用高速硬銑工藝。對(duì)于鍛模,加工的是淬硬約達(dá)56 HRC的熱作模具鋼,而對(duì)于沖模,有部分要切削硬度高達(dá)62 HRC的粉末冶金材料。

在硬切削領(lǐng)域,他們是應(yīng)用Röders公司加工中心的先驅(qū)者。Röders公司在1995年制造的RFM 600型加工中心,已運(yùn)行13年,現(xiàn)在已是第四個(gè)主軸在使用。按兩班或3班制運(yùn)行,目前,每年達(dá)到約3500至4000主軸小時(shí)。

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同樣的工作性能:1995年制造的加工中心,其數(shù)控系統(tǒng)(后面)在更換PC機(jī)部件和更新了軟件之后,
其工作性能達(dá)到了2006年造的RFM600型加工中心數(shù)控系統(tǒng)(前面)的同等水平。
Röders公司的CNC系統(tǒng)是由兩個(gè)各有分工的PC機(jī)(右圖)組成。
一個(gè)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互、編程和上一級(jí)的管理,第二個(gè)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)床控制的接口。

硬軟件更新升級(jí)的優(yōu)點(diǎn)

“我們?cè)?006年更換了數(shù)控系統(tǒng)的兩臺(tái)PC,并且也使數(shù)控系統(tǒng)的軟件提升到目前的最新水平,”模具制造部的工長(zhǎng)Hans-Joachim Todtenbier先生說道。高性能的硬件同刀具軌跡規(guī)劃的最佳計(jì)算方法相結(jié)合,就可以顯著地提高加工時(shí)的動(dòng)態(tài)性能,由此大大提高了機(jī)床的工作性能,這不僅體現(xiàn)在銑削速度的提高上,而且也表現(xiàn)在刀具使用壽命以及所加工工件的精度和表面質(zhì)量的提高上。在完成某個(gè)加工任務(wù)時(shí),加工時(shí)間從3.25個(gè)小時(shí)減少到1.5個(gè)小時(shí)。Todtenbier先生看來,除了縮短了加工時(shí)間,還大大改善了新一代軟件的操作性。

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工作小組:在Rothweiler公司,目前有五臺(tái)R歞ers的加工中心在使用。 #p#分頁標(biāo)題#e#
數(shù)控系統(tǒng)總是保持著最新的技術(shù)水平。模具和加工程序是通過網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行集中管理。

也許是因?yàn)殚L(zhǎng)期使用Röders公司加工中心的良好經(jīng)驗(yàn),2006年E. Wüsthof Dreizackwerk公司在采購另外的加工中心時(shí),再度決定采用R歞ers公司相應(yīng)型號(hào)的新設(shè)備。對(duì)于加工運(yùn)行的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)是,盡管在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面不盡相同,而兩臺(tái)設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)有著相同的軟件和相同的功能范圍。所以分別在1995年造和2006年造的兩臺(tái)機(jī)床上運(yùn)行著相同的程序,并且機(jī)床的操作也是一樣的。

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標(biāo)記:蝕刻的標(biāo)記既是產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的識(shí)別標(biāo)志,又是產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)志。
圖上所示的是各種餐具刀的樣品和這種刀子在制造過程中的加工。
在右圖上,看到的是一個(gè)鍛模,通過這個(gè)鍛模,把規(guī)定在局部范圍內(nèi)進(jìn)行熱鐓鍛的鋼帶鍛造成刀子。

 

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