押注多任务处理|千尘机器人之家-机器人行业专业门户平台

新 MTM 编程

作为多任务加工的早期倡导者，Gibbs and Associates 在十年前推出了首个 MTM 编程解决方案。在 IMTS 2012 上，该公司展示了其用于复杂 MTM 机器（包括五轴旋转头和瑞士式机器）的下一代 GibbsCAM MTM 编程。 GibbsCAM 易于学习的用户界面引导用户完成复杂的零件编程，包括多个主轴和转塔同时切割零件，以及 t该程序允许用户看到正在加工的零件的准确模拟，并在零件到达车间之前完全可视化任何错误，例如工具干扰和凿孔。

“在我对我的业务所做的所有赌注中，这是我 10 年前说对的，当时我说对我们来说最重要的事情是为多任务机器的出现做好准备，”Gibbs 说。 “这为客户提供的是将材料放入一端并从另一端取出完整零件的能力。这些设置中的每一个都需要人工，这也意味着有很多机会发生人为错误和灾难性问题。”

当今的多任务机床极其复杂，需要能够编程和准确模拟的 CAM 软件多个主轴和刀塔同时运行。 “CNC 机器变得越来越先进，而软件却一直落后，”加利福尼亚州 Vivek Govekar 指出MWorks 研发主管，Geometric Technologies（亚利桑那州斯科特代尔和孟买）。 “我们看到的是，机器的发展速度比软件快得多。一次可以处理四个炮塔的软件包并不多，而且可以处理两个炮塔的软件包也很少。”

在 IMTS 2012 上也进行了预览的 CAMWorks 2013 中，Geometric Technologies 推出了一个系统，其中包括Govekar 指出，新的同步加工模块 (SMM) 大大简化了复杂车铣复合机床的编程。 CAMWorks 2013 还提供了该公司所说的第一个具有成本效益的真正 G 代码机器模拟器，使用户能够为铣车和其他复杂的多轴机器创建“一次成功”的程序。

“更多的程序员希望在将程序放到机器上之前先在虚拟机模拟上试用该程序，”Govekar 补充道。 “凭借其多功能功能，CAMWorks 可以对联合车铣加工进行编程，同时CAMWorks 能够同时将两个转塔与机器同步，并且提供了广泛的 API [应用程序编程接口] 来自动化整个编程过程。” CAM 用户还希望自动化编程和加工，以缩短周转时间并减少对人的依赖，他补充说。 “这不是关于自动化编程的一部分，比如自动特征识别；他们希望整个流程实现自动化。”

高度复杂机器的虚拟化和仿真始终是一个移动的目标，因为机床技术通常领先于 CAD/CAM 软件开发人员，据 NC Kishore 称， Dassault Systèmes 的 Delmia 品牌（密歇根州奥本山和法国 Velizy-Villacoublay）工业设备高级经理。 “一直以来都是如此，尤其是随着高性能、多功能车铣复合和其他复杂机器的新发展步伐加快，”Kishore 说。 “新的趋势是拥有一个自动化加工单元，结合机器人和机器，在一个集成系统中，机器人拿着工件，进行装载和卸载，以及许多其他自动化。”在即将推出的 Mastercam 中X7 发布后，CNC Software Inc.（康涅狄格州托兰）计划在 CAM 系统中添加多任务处理功能，拥有业界最大的安装基数。 “多任务处理使当今高功率车削中心和全功能加工中心的加工比以往任何时候都更简单、更容易，”CNC 软件业务开发和国际销售总监 Gary Hargreaves 说。 “机器消除了多次设置、手动零件处理、冗余夹具并减少了闲置时间，从而提高了产量并最大限度地提高了盈利能力。

“我们预计多功能机器和卧式铣床的数量将会增加，”Hargreaves 说。 “价格更实惠e 现在到商店，技术使商店能够扩大业务以提高利润。 Mastercam 的 Multitasking 产品将成为用户可以用来减少空闲时间、提高产量和最大化盈利能力的产品。 MT 通过智能作业设置简化了编程过程，这些设置与车间中的确切机器相关联。”

寻找合适的 CAM 系统

随着技术以指数级速度发展，制造商需要以确保他们使用正确的 CAM 软件。 “技术进步比以往任何时候都更能使制造商在竞争中保持领先地位，并投资于更先进、更复杂的机械。然而，复杂的机械带来了固有的编程挑战，在许多情况下，这些机器使用无效的 CAM 软件进行编程。 “公司和用户都意识到软需要对软件进行更改，并且需要一个 CAM 解决方案，它不仅支持最新一代的机床，而且是一个能够为其所有 CNC 机器编程的全谱 CAM 系统。”

随着高Bartholomew 说，由于运行机床的费用，所有 CAM 用户都在寻找通过增加刀具路径和切削效率来优化加工时间的方法。借助新的 Esprit CAM 软件，DP Technology 添加了新的 ProfitMilling 策略，这是一种高速材料去除循环，可以在减少刀具和机器磨损的同时进行更深、更快和更高效的切削。 ProfitMilling 正在申请专利，专为二轴、三轴、四轴和五轴粗加工循环而设计。他补充说，该系统的刀具路径计算和粗加工策略基于当前库存状态，从而消除了低效的刀具路径移动和空切。

“另一个提高生产率的领域是机床仿真，which 不仅仅需要在程序错误进入机器之前捕获它们，”Bartholomew 说。 “这是一种对机床的精确复制品进行真实模拟的方法，在刀具路径的计算中包含了实际的机床运动学。这项新技术将克服 CAM 系统固有的许多限制，并为 CAM 用户提供更准确的信息以供使用，从而提高性能。”

除了新的 ProfitMilling 策略外，ESPRIT 的众多升级中2013 年提供了更快、更高效地切割凹槽的新选项、多轴铣削中的内置碰撞避免以及全新的、可编辑和可定制的雕刻加工循环。

影响 CAD/CAM 的一些主要趋势是来自相关技术的发展，例如可以在较硬材料中以更高速度运行的切削工具和日益复杂的机械配置，尤其是在铣削加工中据 Delcam North America（犹他州盐湖城）总裁 Glenn McMinn 介绍，转向设备。 “这些发展在提高生产率和缩短交货时间方面具有潜在优势。然而，这些好处只能通过能够充分利用新技术的 CAM 软件来实现。

“现在大多数 CAM 系统都支持最新的计算机硬件发展，例如 64 位操作、多线程和后台处理，大多数客户已经升级了他们的硬件以利用这些发展，”McMinn 说。虽然当前的重点是利用机床和切削工具的发展，但提高生产率的另一个机会来自加工和检测的更紧密结合。 “这项技术可以从简单的程序来协助自动化加工，到探测循环以在加工开始前检查零件的位置和方向，或者复杂的自适应加工选项以提高效率。对铸造或锻造的近净形零件进行精加工。”

Delcam 对其五轴 PowerMILL 软件的最新改进包括，现在可以相对于接触法线定义导程角和倾斜角，麦克明指出。 “此外，在使用“到”或“从点、线或曲线”策略时，现在可以更好地控制工具轴定义。这些改进将使用户更容易控制刀具与零件之间的接触角，并设置最佳切削条件以实现高效加工和表面光洁度质量。”

还添加了新选项使五轴加工更顺畅，McMinn 说。他补充说：“一种新的前瞻能力将消除自动避碰过程中任何突然的工具轴变化，而是确保平稳过渡。”此外，FeatureCAM 现在提供了独立平滑方位角和仰角轴的能力，并帮助去除五轴运动过度。他说，这些选项通过尽可能保持固定的工具轴来稳定旋转轴运动，从而用一系列 3+2 轴段代替恒定的五轴运动，这些段之间具有完整的五轴过渡。

提高 CAM 自动化和可用性

Siemens PLM Software（普莱诺, TX), NX CAM 软件开发商。 “例如，编辑 3D 模型为 NC 编程做准备是一项关键任务，即使使用标准 3D 建模功能也可能花费大量时间。最新的建模技术可以让程序员甚至在‘哑’或基本的 3D 实体零件模型上进行复杂的编辑，”Paradise 说。 “在西门子，我们通过同步建模技术看到了这一点，我们将其包含在我们所有的 NX CAM 软件包中。”

CAM 用户需要易于使用的智能应用程序，以减少用户输入，他补充说。 “例如，许多传统系统使用非常基本的方法来定义棱柱形零件的加工区域和体积。这些部件看起来很简单，但是使用典型方法进行编程却很繁琐。通常，用户必须做出许多选择来选择和定义边界，或者在 3D 空间中创建包含待加工区域的平面，”Paradise 说。用户希望这更加自动化，需要更少的拾取，并且结果与零件和加工顺序相关联。 “在 NX 中，我们投资了棱柱形零件的智能编程，它使用更多的 3D 模型技术来自动定义要加工的体积，而用户的选择要少得多。”

最新的 NX CAM 8.5 具有体积-基于铣削，这是所有 NX CAM 基础铣削包中的标准配置。它允许用户快速、轻松地选择和定义体积Paradise 指出，它可以被加工，并且它理解并参考每次操作之间未切割（或库存）材料的模型。他说，在程序员决定接受和计算刀具路径之前，该系统会向他展示预期切割模式的预览，并且客户报告棱柱形零件的编程速度提高了 10 倍。

在最新版本的Delmia 的 V6R2013X 产品组合，Delmia 为其一体式加工编程和仿真工具添加了一套新的增强功能，其中包括扩展铣削加工、铣削加工、NC Machine Builder、NC Machine Simulation、Prismatic Machining 和 Turning Machining。 Delmia 的 Kishore 指出，此次更新包括扩展其仿真控制器的功能，例如 Siemens 840D 和其他领先品牌。面向 NC 程序员的产品组合具有集成的数据管理和协作功能，可通过节省时间和成本为程序员增加价值。

“W在我们的最新版本中，它在 3D 逼真环境中对机器进行编程，就像它在车间的表现一样，”Kishore 说。 “为了补充这些复杂零件的机器编程，我们拥有自动化功能，例如可以重复使用以节省编程时间的工艺模板和目录。现在支持双核机器，支持多处理，处理时间显着缩短。

“还有一些可用性改进，我们消除了一些点击并提高了自动化程度，因此程序员可以用最少的点击次数完成他的工作，”Kishore 补充道。 “这又是一项持续的努力，根据客户反馈不断提高可用性，我们在集成这些产品方面取得了长足的进步，以提供最佳的机器编程增值体验。”

NC Simulations Crucial

使用今天的机器CGTech（欧文，加利福尼亚州）产品营销经理 Bill Hasenjaeger 指出，获得准确的 NC 模拟是成功的关键，供应商之间共享关键机器细节有时是一个障碍，他是 NC Vericut 软件包的开发商仿真、优化和验证。 “准确的 NC 程序模拟，特别是在机器模拟的背景下，需要加工过程中涉及的硬件的准确代表性 3D 几何模型，”Hasenjaeger 说。 “过去，其中一些供应商一直不愿分享其产品的详细 3D 几何模型，担心他们可能会向竞争供应商提供商业机密。”

这种不愿分享数据的趋势已经慢慢消失他补充说，近年来发生了变化，特别是更加强调 NC 程序模拟在 CNC 加工过程中的重要性。 “事实上，一些制造组织需要供应客户在购买时提供 CNC 机床、刀具和夹具的 3D 模型。有时模型仅根据许可协议直接提供给最终用户，但越来越多的 3D 模型只是在供应商的网站上提供。在 CGTech，我们还看到机床制造商越来越有可能直接与我们共享模型，以用于特定的最终用户客户项目。”

如今的仿真用户通常需要更快、更易于使用的软件, Hasenjaeger 说，但他们也在寻找改进加工工艺设计的最佳方法。 “最终用户想要一种简单的方法来创建和共享他们的制造过程的描述，与下游车间、上游设计师以及他们所在领域的同行，”他说。 “Vericut 可以自动创建加工过程的视频和电子报告，可以很容易地被外部人员查看

在最新的 Vericut 7.2 中，CGTech 继续改进 Vericut 的易用性并提高仿真过程的有效性，他说。 Hasenjaeger 说，最新的迭代增加了简化最常见用户操作的功能，并且公司投入了大量的开发时间来通过更彻底地利用多个处理器和后台处理来提高速度。他说，另一个新功能是能够从保存的模拟中优化 NC 程序。 “用户无需重新运行模拟即可进行调整和重新优化，新的交互式面板可在加工过程中的任何位置立即显示切削条件。”

本文首次发表于 2013 年 2 月版的《制造工程》杂志。