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    Tebis用于冲压模具3D型面的智能加工

    Tebis在智能制造方面的应用,可以分三点介绍。第一点:Tebis智能制造云平台的基本概念; 第二点:Tebis在覆盖件的3D型面当中智能化加工;第三点:Tebis如何做到快速安全高效的变更。

    市面上的软件分级,主要大类是工具化的CAM软件,小部分是属于系统平台化的软件。使用工具化软件的初级阶段,其实都是用手动交互式的编程,熟悉之后会用刚性模板或者外挂来编程。工具性的软件基本上就是手动交付式、刚性模板和外挂这三种方式的编程习惯。系统平台化的软件是有加工规划的,把加工规划做到一起,然后找到智能化的编程,同时更顶级的阶段是CAD/CAM整体整合起来,达到这种编程效果。顶级阶段和高级阶段属于系统平台化的软件。

    Tebis属于一个系统平台化的软件,Tebis所有的内置框架,智能将涂层颜色PMI信息在真正智能编程当中智能选取最终智产生的加工代码。

    Tebis智能制造云平台基于三点:标准化、数字化、智能化。

    Tebis当中输入模型,整个制造流程当中会智能选取刀具、设备、零件以及工艺,最终一次性的输出需要达到的标准代码。

    同时,刚才提到的所有刀具设备工艺,在Tebis当中统称为制造经验数据库。 

    Tebis制造经验数据库就是将虚拟机床库、夹具配件库、刀具库、特征库、工艺库这几大基础数据库整合起来。制造过程数据库最终目的是能智能识别加工区域、智能匹配加工工艺、智能选取加工刀具,最终产生高效智能安全的数控程序。

    我们回到传统工具CAM软件编程操作流程,首先输入一个模型,然后做模型数据准备,最后开始进行编程的操作。编程的操作就是一个重复的机械劳动,不管选择一个策略,还是选择一个模板。都会因为模型的改变,需要更改毛坯,那么刀具和加工的范围也需要调整。最后确认这把刀具的切宽切深,转速进给是不是正确的,跟毛坯的材质匹不匹配,当这些全部确认一遍,再计算路径,计算完成之后,再检查一遍路径有没有过切,有没有干涉等等。不同的模型,不同的范围,以上步骤需要重复操作。 

    这样的传统CAM软件编程就存在哪些问题呢?

    首先,制作过程没有统一标准,重复操作每个人做出来都会有差别,制造的经验不匹配。

    举个例子来讲,如果刀具的切宽,你给0.5,我给0.6,别人给0.3,这样不仅刀具的成本增加了,加工效率也会大大降低。同时对每个人员要求也很高,需要操作人员熟悉很多经验,比如机床、刀具、模型。技能要求高了,出错概率也会增大。

    同时重复的机器劳动以后,工作效率就会大大的降低。

    每人工艺标准不同,无法达到标准化工艺。无法优化整个工厂的工艺,最终就会导致整个加工过程的安全性、最后的表面质量,以及整个加工效率都没有办法得到保证。 

    在Tebis的型面智能加工当中,可以分三步走,输入模型、模型准备最后直接执行流程。达到一键式的产生一个标准化的NC代码。

    在这种简单操作过程当中,为什么直接产生这一部分?在Tebis当中的制造过程是有优化的,而且是一个标准化的操作步骤。同时在制造流程这个环节当中,实际上所有工厂最先进的制造经验是积累,并同时共享,最后达到加工的一个智能化。

    同时因为人员的操作极其简单,对人员的依赖性,人员的错误率也会降低。人员的工作劳动强度,难度都大大降低了。标准化的参数统一,对刀具的损耗、对机床的损耗以及机加的效率都有大大的提高。还有一个重要因素,我们可以要找工厂里面最优的工程师,把加工工艺也做到最优化,共享给所有人,重复保证了整个加工的条件的完全智能化以及标准化。最终大大提高了加工效率,保证了质量和整个过程的安全性。 

    接下来介绍Tebis数据准备。 Tebis数据准备是标准化的操作,有清晰的数据结构。

    比如说在软件当中,可以看到这样的图层实际上是专门针对整个覆盖件的标准数据结构。软件一启动会智能会采集对应的数据图层,只需要把坐标系放到指定对应的图层,毛坯放在毛胚的涂层。

    模型成品面图形以及加工范围线、一些延伸的面,放到指定的图层就可以了。后续的编程操作会智能根据这些图形当中的颜色、名称以及元素特性智能选择,然后智能计算出程序。

    Tebis型面智能编程是一个极其简单且标准化的操作。比如,之前完成的数据准备的图层,针对模型备注的信息。在Tebis的编程环境的流程模板中,像是只有4条路径,事实上这是4组路径,其实包含了从探刀到精加工的所有程序,看起来就不像其它CAM软件中,刚性模板的有30条路径。Tebis是4个程序组,实际编程只需要在右键当中模型准备的参数值,对应输入就可以了。

    比如说开粗刀具大小,陡峭简单的角度区分以及路径的角度区分,以及最终倾角刀的大小对应的4个参数。

    接下来在Tebis中点右键一次性智能计算,从探刀到最后精加工的所有程序,一次性完成智能计算。

    接下来简单看一下刚才一次性计算的所有路径。第一个是探刀程序,第二组是粗加工程序,第三组是半径,最后一组是精加工程序。

    接下来我们分段展示一下这些路径。

    分段展示的话,所有路径接近20条,都是一次性计算完成的,不需要一条一条的去显示。

    只需要输入4个参数,就把这20条路径一次性算出来了。

    第二条是开粗的,因为刚才只算了50的路径,所以这里只有一条。

    同样整个半径程序组也是一次性算计算出来的。

    这一组程序其实是一个程序组里面包含一次性的参数,把等高、平行、倾角所有的单刀多刀倾角都一次性算完。同时精加工程序组也是相对对应的,有对应、有等高也有平行。

    同样平行,半径跟精加工90度的相差,一次性就展示出来了。

    就是说,只要输入4个参数值,然后一次性的计算了从探刀程序到最后的精加工之后的所有程序。

    不需要像传统路径,还要调整很多值,看中间有哪些没算出来,哪些路径多余要删除等。

    针对已经在这个模型数据完成了准备,那么编程的整个界面当中,看起来这里只有4条路径,事实上这个是4个程序组。

    如果在传统的刚性模板中,这个页面看起来可能有30条路径甚至更多,刚性模板里面要写太多。

    Tebis是一组程序组,选择一个开粗的程序组,首先看到Tebis会智能读取机床头,同时智能选择空间坐标系,以及材质和适合于这台机床的一个切削参数组。

    在每一个切削参数组里选一台机床,选中的这台设备,后面的所有适合这台机床性能会智能读取到开粗程序组当中。

    同时在这里也能看得到所有的参数。做了数据准备,Tebis会智能选取毛坯、保护元素、压板、弓箭表面和延伸面。而且是根据图层、色彩、名称智能进行选取,不需要每一次人为再去考虑选择哪些元素了。

    如果针对目前所看到的只有一条开粗路径。假设平常做的刚性模板只有一条,如果要增加,可能要复制粘贴,重新再做一条路径出来。

    但在Tebis当中,如果要增加一个二粗路径,就非常简单。

    在这里输一个参数,只要比一粗的刀具路径小,这里面就会显示一粗跟二粗了。

    同时一粗的刀具会智能到外部刀具数据库,外部共享的数据库当中去读取一个刀具。

    同样二粗这把刀也在数据库中读取一把刀具,刀具库是不能随意改动的,是智能读取外部的刀具库。只有相应权限的人才可以改动这把刀具。

    在传统模板当中,同样要增加的操作步骤,就要继续复制粘贴。

    如果现在要做三粗,只需要在这里输一个数字,只要二粗的刀具小,到程序里面就能看得到,最后算出来的一粗二粗三粗了。

    从这里就能看得出来,Tebis和传统的模板差距非常大,只需要用一个参数就可以控制,增加删除等等。

    传统的做法,多了要删掉,少了复制增加。然后重新去选刀和加工元素等等,全部重新来一遍。Tebis当中只要一个参数,就可以控制增加和删除。而且所有的切削参数,刀具的切宽切深转速进给比,都是根据机床或者机床材质控制,智能带入进来。

    第三组程序组是半径的一个程序组,针对刚才来说,半径的程序组里应该有什么呢?等高、倾角、半径的平行路径、不同的刀具倾角。比如现在的倾角可能只到了R10的位置,如果倾角要更小一点,只要输入一个数字,在倾角参数里要最小的刀具,可能倾到8mm, 这样路径里面就智能有8mm等高跟8mm多刀倾角,这样就增加出来了。

    回到传统刚性模板里面,没有像这样路径,就只能新建一条。如果有的太多,可能要删掉一些。那刀具、所有参数都要完全重新设置。设置的参数越多,出错的概率就会越大。

    半径这一组程序组里面,正常针对这组模型来说,看到半径里面跟刚才一样,读的又是另一个刀具数据库了,等高路径可能也是另一个刀具数据库中的刀具。因为可能是进口刀具也可能是国产刀具,刀具的放置也不一样。

    同时也能看到这个界面的精加工也有一堆程序组,针对引擎盖来说,比如说覆盖件预计什么时候跑?

    假如是零度角,精加工就会跑90度,一般会差90度来加工。

    比如有个参数是刀具路线角度,如果输一个0度,半径使用0度,精加工可能就要用90度。

    传统的模板上来说,如果只固化到一个模板,半径用0度,精加工是改成90度,只有这两个度数去执行。

    针对一个模型来讲,如果半径选择45度。精加工里的模板,原来半径是0度,现在把半径改到45度。那精加工里要把原来的90度改成135度。因为半径跟精加工要差90度。

    像Tebis就会比较简单,Tebis里面的半径如果是45度,这个参数只要45,精加工会智能变成45加90度。

    如果直接给0度,精加工里面就变成90度。在框架的后台,Tebis智能根据前台的参数变更到精加工里面的详细参数。

    同样的等高,不同的引擎,不同的覆盖件,有不同的等高跟平滑的区分。

    只要输一个有效参数值,在Tebis系统后台,会智能去把所有平行跟等高路径拆分开来。

    同时会把等高倾角跟平缓倾角,针对参数做适当的变化,在后面智能做一些加减运算。

    传统的刚性模板,做这一部分,只要改一个参数,其他的都要手动打开,全部重新再去改一遍。所以就完全达不到任何一个智能状态。

    因为完全是固化的,只要改一个参数。如果要把30改成35,其他原来35,可能就要人工找程序,一条程序一条程序打开,看一下哪些程序是要改到35或者哪些改到40。

    Tebis只要改一个参数,其他对应的所有路径会跟着参数的数值智能发生变化。

    最后简单介绍一下,当车间的机加设备发生变更的时候,怎么样快速安全高效的处理这种异常状况?

    在软件当中可以看得到,这个小刀块,原计划是放在DMG的机床上加工,Tebis的虚拟机床当中,针对不同的机床不同的主轴,会锁定一套切削参数。

    现在锁定的是DMG的一个切削参数,回到路径里面可以看得到,针对DMG机床锁定的参数,切宽切身是智能锁定的参数的。

    它的转速进给、满刀进给、下切进给包括圆弧进给,匹配适合DMG的一套切削参数

    如果车间发生了变更,刚才的DMC要换到哈斯的机床上。

    哈斯的主轴就锁定了哈斯的切削工艺。再回到路径里面看,当主轴和机床换成哈斯的时候,能看到切宽切身智能变成哈斯的了。

    这台机床的切宽切深、转速进给、满刀进给圆弧进给等等,都智能变成了哈斯机床最佳切削参数。

     

    刚才提到了机床组织的变更,因为Tebis的刀具库也是一个矩阵式的刀具库。

    如果某一品牌刀具没了,要换成其他的刀具,只要在软件当中,只要去更换一下刀具,Tebis就会智能去选择最佳的切削工艺。 

    工具化的软件制造过程是没有统一标准的,每一个人编程不同的经验。

    经验零散,要求水平高,这样造成的的出错概率就会比较大,工作效率极其低下,最终造成所有加工策略及工艺没有办法优化。

    因为操作习惯不同,所以就很难保证最终的安全的质量还有效率。

    使用系统平台化的软件,整个制造过程是优化的,标准化、数字化的模式。同时把所有工厂最佳的经验积累起来,相互共享,最后达到智能化的操作流程。

    对人员的依赖,工作强度都大大的降低了。

    标准化的操作流程以及标准化切削参数,对刀具的损耗成本有明显的降低。同时所有工艺优化会用经验最好的人员来优化工艺并直接共享。其他所有工程师的效率质量安全就大大提高。

    保证了整个操作的过程,以及最终最好的产品质量的安全。