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    Tebis用于塑料模具3D型面的智能加工

    Tebis在智能制造方面的应用,从三点进行介绍。第一点:Tebis智能制造云平台的基本概念; 第二点:Tebis在塑料模具3D型面中智能化加工应用;第三点:Tebis如何做到快速安全高效的机加设备变更。

    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互式、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工艺工序规划的,把加工工艺工序规划做到一起,最后实现智能化的编程,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所特有的内置智能引擎,将图层、颜色、PMI信息等在编程当中智能选取,并最终产生的安全、高效的加工代码。

    Tebis智能制造云平台基于三点:标准化、数字化、智能化。

    在Tebis软件中输入模型,后续的整个制造流程Tebis智能引擎会智能选取刀具、设备、零件以及工艺,最终一次性的输出满足加工要求的NC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,工程师甲输入0.5mm,工程师乙输入0.6mm,工程师丙输入0.55mm,这样不仅刀具的成本增加了,加工效率也会大大降低,同时加工的品质也得不到应有的保证。而且对每个工程师人员要求也很高,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。

    同时大量的重复机械劳动以后,导致技术人员的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Tebis的智能引擎是积累了工厂最先进的制造经验,并同时共享,最后达到加工的一个智能化。

    Tebis的智能制造流程,因为工作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,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。

    Tebis的数据准备是非常标准化的操作,图层数据结构清晰名了。

    在软件当中展示一下,现在可以看到这些图层结构在软件启动的时候针对不同的模型,会智能产生不同的数据结构。

    像这样的一个保险杠,本身的数据模型会标准化的放到一个指定的图层。这里做了一些修补的面,填补了一些孔或者一些槽,放到填补的图层。将坐标系放到坐标系的图层。这里准备了一个局部的毛坯放到指定的图层。同样的如果有压板槽、限制曲面等等都可以放到指定图层。

    同时做一个3+2定轴的数据准备,把定轴的坐标系、边界范围和加工范围放到指定图层。为了后续编程极其简单,在准备的数据当中,毛坯做了备注信息,定轴坐标系做了备注信息。为了方便后续编程人员极其简单的操作动作,尽量将备注信息写的更简单或者明了一点。

    当数据准备完成之后,接下来会进入一个极其简单又标准化的编程操作。

    在Tebis的制造流程库当中,针对保险杠做了两部分展示,一个是3轴,一个是3+2轴。在一次的装夹中,有一个3轴程序组,一个3+2轴程序组。实际编程只需要在整个制造流程库中,点击鼠标右键,一次性输入几个数字。编程人员只需要根据,刚才做数据准备毛胚以及坐标系上面的备注信息。比如三轴的时候,备注了粗加工到最小的刀具直径尺寸信息。定轴的时候我们备注了等高角度区分、路径角度区分以及最小倾角角度区分,只要对照将这4个参数一致性输入到我们的界面当中,然后直接点确定。

    最后在制造流程当中点整体性的右键,一次性在前台或者后台,Tebis会智能的根据提供的所有信息,计算出刀具路径。

    极其简单标准的操作动作之后,Tebis会一次性的智能计算出所有路径。

    在软件当中可以看到的刚才一次性计算的所有路径。第一个是开粗的程序组,这里包含了多条程序,定轴程序组同样也包含了多条程序。并不是像刚性模板,看起来是几十条路径。在Tebis当中一个程序组包含了很多路径,逐条展示一下这些路径。第一条开粗的程序组,实际上展示出来有三条程序。同时定轴加工的程序组展示出来有十几条程序。比如开粗的程序组,第一条有一粗的程序,程序之后就有一条二粗的程序,同时后面还有一条三粗程序。这三条程序组就是通过上一步输入的一个参数,Tebis智能计算出了三条程序,从一粗、二粗到三粗。在Tebis中,针对定轴加工,输了三个参数,比如半精之前的倾角,有陡峭倾角、平缓倾角、多刀倾角、单刀倾角,然后陡峭跟平行的路径角度。

    半精之后,又有一些不同的陡峭跟浅滩的倾角。还有一些精加工之后的倾角路径。这就是通过刚才展示的三个参数,Tebis将智能计算出所有从半精之前到精加工之后的所有程序。

    从刚才的编程过程当中可以看得出来,Tebis的型面智能编程其实是一个极其简单又标准化的操作过程。编程当中只要输入几个参数值,就可以智能产生一整组刀具路径。传统的刚性模板可能需要更换刀具、删除路径、增加路径、更换边界等等一系列的人为操作。在Tebis当中把以上步骤完全简化到只需要按照我们备注信息输入几个数字就能智能产生。

    下面来看Tebis智能引擎是如何达到想要的编程效果。

    Tebis的数据准备,只需要将对应的元素放到Tebis的数据结构图层当中。然后在制造流程库当中可以看得出来,比如说这是一个第一组开粗的程序组,目前这个开粗程序组里面只有一条刀具路径。就是只有个一粗的。如果要做到二粗路径的话,对应的参数值,输入一个比一粗刀具直径小的数字,Tebis会智能的产生二粗的刀具路径。并且,一粗和二粗的这两个刀具路径会同时从刀具数据库当中,智能选取一把刀具。

    刀具库的刀具信息变更的权限有专人授权控制,常规使用者只能调用,不能做任何的更改。

    刚才提到我们做了一些数据准备, Tebis会智能的去选取这些元素,可以通过元素的颜色、备注信息或者图层去智能的选取。

    就像刚才计算三粗路径,只要在这里输一个比二粗的刀具路径小,就智能产生了一粗、二粗、三粗的刀具路径。每条刀具路径会智能对应相应的刀具,这是刚才说的开粗刀具的智能选取。机床头也是智能选取的,同时,不同机床的机床头还锁定了一组切削参数。

    比如这个FTP的机床有三个主轴头,开粗选择了三轴的主轴头。3+2轴选择5轴的主轴头。选择不同的主轴头,如果同一把刀,也会对应不同的切削参数,这些切削参数均由Tebis智能引擎从刀具库中智能选取。

    回到定轴开粗这部分来看,Tebis当中先默认了有一组程序组。比如有一些等高、平缓、陡峭的倾角,还有半精跟精加工的参数,都会对应跟刚才开粗完全不同的刀具库。

    如果觉得清角的刀具参数要小一点,输入一个最终我们需要清角的最小值,除了R8之后,Tebis会自然产生R5跟R4,等高跟陡峭也会智能的产生,角度在系统后台会智能的有2度或5度的相差值。

    在定轴加工里面,同样的FTP机床,因为是3+2定轴加工,就锁定了一个要精加工的一个切削参数。在正常编程当中,除了刚才提到的备注信息,还有两个备注信息,一个是陡峭与浅滩的区分。只要输一个陡峭与浅滩的区分角度,系统后台会智能的将我们陡峭、浅滩重叠两度或重叠1mm、0.5mm,智能产生陡峭与浅滩的角度。

    半精加工跟精加工的角度会有90度左右的正交。在Tebis这里,只需要输一个数字,如果输入半精是0度,精加工就会智能是90度。如果半精输出45,精加工会智能编程135。

    传统刚性模板这两条路径可能就达不到,就得做几组程序刀具路径。要人工选取0还是90。再点开路径,手动调整一些参数,就是之前说的要确认的参数,然后改动参数,最终产生路径。

    Tebis中只需要在智能引擎中输入一个参数值,后台有很多参数值跟这个参数相关联。后台会有一个智能运算,最终产生最后的程序组。

    由此可以看出,Tebis的智能引擎前台呈现的是绝对的智能,实际后台的逻辑运算和判断是非常复杂的。当然复杂的部分就交给Tebis的智能引擎去负责,使用者只用借助Tebis在前台的智能呈现即可。

    最后简单介绍一下,当车间的机加设备发生变更的时候,在Tebis中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机床的一组切削参数,回到路径里面可以看得到,针对DMG机床的切宽、切深是智能锁定的参数。

    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,当机床换成哈斯,能看到切宽切深智能变成适合哈斯设备的切削参数。

    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。

     

    刚才提到了机加设备的变更,实际上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Tebis软件当中更换一下刀具品牌,Tebis就会智能去选择适合此刀具品牌的更优切削参数。 

    工具化的软件制造过程是没有统一标准的,每一个人编程人员拥有不同的经验。

    ​经验零散,要求水平高,造成的的出错概率大,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。