新的 CNC 齿轮和软件提高车间生产力
车间效率从机床控制器开始，因为今天的 CNC 设备为机床操作员提供了无数工具，用于改善零件表面光洁度、分配机床时间和切割作业周期时间。
有了最新的 CNC 设备，制造商通常会得到一个更易于使用的控制器，内置软件，使机械师能够直接在控制器上处理许多编程任务。
去年发布的 Siemens Sinumerik 828D CNC 是一款经济实惠的中档控制器，面向寻求经济高效但功能丰富的机器控制器的车间，该控制器使用 Linux 操作系统、新的应用软件以及接收和接收的能力发送短信以查看机床状态并通过返回消息更改其功能。
Siemens 828D controller offers job购买具有改进的图形界面、在线动画帮助和连接功能的经济实惠的 CNC。“最大的亮点之一是 828D 上的软件版本与 840D 上的软件版本相同 — 外观相同- 并感受整个生产线，”Siemens Industry Inc.（伊利诺伊州埃尔克格罗夫村）经理、经销商和最终用户支持 Randy Pearson 指出。
Siemens 828D 还具有更新的 HMI，称为 Sinumerik Operate，它结合了西门子以前的 HMI Advanced 和 ShopMill/ShopTurn HMI，在每个屏幕上都包含帮助功能。借助其新的动画元素帮助功能，机器操作员可以使用内置模拟轻松浏览复杂的作业。
“你转到屏幕上，会弹出一个小动画并向你展示它是如何工作的，”皮尔逊补充道。 “过去，我们拥有的东西更静态。通过这种方式，它可以通过动画显示钻头如何移动，或者工具如何进行常规切割”
Pearson 补充说，828D 是一种基于面板的 NC 装置，不包含电池、风扇、硬盘或任何移动部件。公司选择嵌入式 Linux 开源操作系统有助于最大限度地减少与基于 Windows 的机器相关的要求，并在机器连接到全厂网络时提高对以 Windows 操作系统为目标的恶意病毒的防护，他补充道。 “它很稳定，如果你把它放在网络上，没有人会为它编写病毒，”Pearson 观察到。 “它稳定、简单、启动速度快。”
针对生产型三轴和四轴加工，828D 比公司的旗舰产品 Sinumerik 840D 控制更便宜，后者处理更多高-最终，复杂的加工任务，例如五轴航空航天、医疗或汽车应用。
“我们将 828 定位为一款紧凑型控制器，真正适合功能功能和价格处于中端区域，”西门子工业公司业务发展经理 Jon Cruthers 指出，“而 840 有很多内置功能，而且没有太多选择。我们从机床制造商那里得到的反馈是，它的定价非常激进。”
新控制器的高级连接功能包括西门子的 Easy Message 系统，它通过短信提供简单的生产状态监控。根据用户的配置文件，机器可以随时传输有关工件加工状态的信息、报告正在使用的刀具以及将机器维护公告发送到手机。
“其中一项非常巧妙的技术是Easy Message 功能，”Pearson 补充道，并指出系统的设置很快。 “人们一直在要求这个。它会发出一条消息，然后您将响应发送回机器。”许多用户使用预付费手机 GSM 操作系统...使用龙门铣床和其他大型机器制造超大型飞机零件。联合攻击战斗机 F-35 战斗机项目的高精度要求也需要使用高端控制（请参阅《制造工程》杂志 2009 年 1 月刊中的文章“精密加工”。）
美国高端Fanuc CNC五轴加工30i 控制在整个机器范围内增加了 3-D 体积补偿。“840D 的 VCS 选项确实是一个很大的优势，特别是对于航空航天，无论是在商业方面还是 787，以及特别是与 JSF 结盟，”克鲁瑟斯说。 “我们预计未来 787 的全面生产将通过 Tier 供应商进行，但还没有完全实现。”
医疗应用反映了航空航天领域正在发生的事情，Cruthers 补充道。同样，重型设备市场也有来自商业建筑的良好需求，他说。 “我们感觉到美元疲软使我们的设备对中国市场更具吸引力，比日本设备便宜得多，”克鲁瑟斯说。 “对我们来说，汽车是另一个强大的市场，一旦他们把事情弄清楚，它会在未来卷土重来。”
CNC 的发展最近侧重于提高单台机器的生产率并将机器集成到Fanuc CNC America Corp.（伊利诺伊州霍夫曼庄园）的产品工程经理 Paul Webster 指出，整个工厂系统。
满足了在不增加资本支出或增加劳动力的情况下提高生产率的需求。这意味着从每台机器中获得更多收益，并使加工过程自动化，”韦伯斯特说。 “控制系统的开发遵循了这种方法。为了协助机器操作员、维护人员和主管，我们看到机器的可操作性、可靠性和连接性有所提高。”
随着去年 12 月前 GE Fanuc Automation 的解散，所有 CNC 开发、营销、 Webster 指出，Fanuc 控制系统的销售和销售由 Fanuc CNC America 负责，而 GE Intelligent Platforms（弗吉尼亚州夏洛茨维尔）专注于 PLC、过程控制/自动化软件和嵌入式系统。
来自 Fanuc 的控制是去年发布的新 FS0i-D 系列，其设计旨在与许多替代解决方案相比具有价格竞争力，他指出。 “0i-D 是一种纳米 [纳米] CNC，与 top-o 共享许多功能f-the-line 30i 系列 CNC，”Webster 说。
他补充说，对于五轴加工，Fanuc 取得了多项重大进步。 “平滑功能的改进——Nano-smoothing 2 和 Smooth TCP 2 确保控制系统尽可能快速和准确地遵循路径，”Webster 解释道。 “遵循编程路径只是大型五轴加工要求的一部分——误差补偿也是这些类型机器的一个重要因素。
“发那科通过发布 3- D旋转误差补偿。这种体积补偿功能允许在整个机器包络内进行五轴或误差补偿。”
最近发布的交互式力补偿软件动态校正了高速五轴机器中由以下原因引起的相互作用线性轴和旋转轴的快速加速度变化，Webster 补充道。 “这种相互作用降低了准确性在工具提示处，但在不降低进给率的情况下无法在程序中进行校正。”
软件增强功能帮助 Fanuc 控制系统应用于从加工车间到航空航天应用的各个领域。 “我们生产的 CNC 控制器可供所有制造业部门使用，”韦伯斯特说。 “最新的 0i-D 具有大多数应用程序所需的所有功能，与性能最好的 30i 有很多相似之处，但成本却低得多。加工车间可以利用 0i-D 或高端 3xi 系列改进后的可操作性，例如手动引导、离线 CNC 机床模拟和更多类似 PC 的操作。”
他补充说，五轴误差补偿和精度方面的进步是专门为满足航空航天市场的需求而设计的。此外，航空航天应用使用高速、大功率的主轴，Webster 指出这些主轴的开发考虑到了钛和其他更特殊材料的需求。
“汽车和其他高h-production 行业可以利用通过改进连接性带来的生产力提升，特别是当前 Fanuc CNC 控制器中现在可用的简单机器人集成，”他补充道。 “汽车业还能够利用以机器为中心的高速功能和高速伺服系统。在汽车车身面板上使用超高扭矩伺服电机的冲压机等工业机器不仅利用了现代伺服系统的精度，还利用了这些系统带来的节能和安全优势。”
软件Heidenhain Corp.（伊利诺伊州绍姆堡）对其轮廓控制线的更新包括增加公司的运动学优化和补偿功能。在面向用户的 Kinematics Opt 软件的基础上，Heidenhain 为机床制造商添加了 Kinematics Comp，它允许将新的补偿工具集成到使用 Heidenhain iTNC 530 轮廓控制的机器中。
“当您调试一台机床，在我们的控制系统中，您可以详细了解机器的每个移动元件以及它们之间的相互关系，”海德汉公司的 Chris Weber 指出。 “你可以想象在五轴机器上，如果我有一个倾斜旋转头，五轴运动的可能性非常高，可以击中你不想击中的东西。此外，随着机器磨损和机器升温，这些关系通常会因热膨胀而发生变化。
“Kinematics Opt 允许您以固定的间隔进入机器，甚至在零件之间，进入和重新设置这些值，”Weber 说。 “当事情开始有点偏离时，我可以根据当前的机器状态进入并重新组合。它涉及在机器工作台上使用校准球体。”
增强的 Kinematics Comp 软件为机器制造商提供了新工具，用于在初始机器设置期间进行补偿，他补充道。
新高-速度加工算法在 F 上可用agor 的控件，Fagor Automation Corp.（Elk Grove Village, IL）的 Todd Drane 指出。 “这些高速算法通过获得更高的切削速度、更平滑的轮廓、更好的零件表面光洁度、更高的精度和更好的编程表面匹配来优化加工，”Drane 说。
“斜面的繁琐加工，这需要松开零件并将其楔入，现在使用 Fagor 8070 CNC 是一项简单的操作。客户所做的只是在定义斜面后手动或自动定位刀具，这样他们就可以进行各种加工操作，例如型腔、旋转和其他操作，而无需楔入零件，从而节省了时间并提高生产率。”
当加工球面时，旋转工具中心点 (RTCP) 功能提高了零件的光洁度，Drane 补充道，因为工具方向会改变以自动将工具定位为垂直于机器
此外，Fagor 8070 CNC 的加工操作动态分配 (DINDIST) 功能使得在多轴车床上的执行通道之间分配加工操作成为可能，他补充道。 “只需为单个刀塔编写加工操作，一旦激活 DINDIST 功能，加工操作就会自动分配到各个刀塔，无需额外计算，从而可以大大优化和减少加工时间，”Drane 说。 “此功能使多刀塔机床上常见的车削和镗孔操作的设置和执行变得极其简单。
“我们的研究表明整个行业正在开始缓慢上升，”Drane 补充道。 “前景可能并不好，但很稳固。我们相信，到 2012 年，制造业市场将接近全面复苏。”
节能功能一直是控制系统的重点Bosch Rexroth 的自动化和机床分部经理 Karl Rapp 指出，Bosch Rexroth 的电气驱动和控制（伊利诺伊州霍夫曼庄园）。
“从用于 CNC 的 IndraMotion MTX ega 开始，博世力士乐现在提供 PLC 逻辑和库功能与 HMI 屏幕相结合，因此 OEM/用户可以在控制系统中实施可测量的能源监控，”Rapp 说。 “所有数据都可以通过 OPC 和以太网 TCP/IP 访问，以便在设施中集中收集。 Bosch Rexroth Germany 有多个系统正在运行，以收集真实世界的数据并衡量收益。
“我们在美国目前正在寻找 OEM 和最终用户来集成该系统以记录机器子系统的能耗并衡量优化后的节省，”Rapp 补充道，他指出，很难找到愿意向公众发布收集到的信息的客户。
Fagor 8070 CNC 中的高速算法以更快的切削速度和更平滑的轮廓优化加工。为了响应非基于 PC 的控制器的更多集成远程访问，博世力士乐推出了其 IndraMotion 服务工具的第 10 版，Rapp 说。“使用第 10 版，用户可以利用 Motion Logic [PAC] 和纯逻辑 [纯 PLC] 控制器在一系列硬件外形上，”他补充道。“该控制器提供了一个 Web 服务器，带有预配置的屏幕、对话框和工具 [IndraMotion 服务工具]，可以通过 Web 浏览器快速访问以进行调试和客户服务活动。”由于控制器硬件是通过以太网 TCP/IP 连接的，Rapp 说连接可以是本地的，在 Intranet 中，或者通过 Internet 中的安全通道进行远程访问。A内置的用户管理设置可确保访问保护和安全。
在伺服驱动器开发方面，Rapp 指出，博世力士乐在过去几年中安装了数万个集成了 IEC61131-3 PLC 的 IndraDrive 伺服驱动器系统。
“有些是采用 SERCOS III 的单驱动器或多驱动器解决方案以太网连接，”他说。 “OEM 可以集成自己的运动和 PLC 解决方案 [基于 IEC61131 的 Indralogic]，或者他们可以从模板中进行选择，例如用于处理的 IndraMotion、用于传输的 IndraMotion 等。最新添加的是用于 IndraDrive 系统的 IndraMotion 顺序运动控制，提供2010 年 3 月。现在，用户可以加载一个项目，无需编写任何 PLC 代码，使用运动编程语言创建他的运动和 I/O 程序，最多可跨四个独立的运动通道和最多六个轴——一种快速且简单的基于驱动器的控制系统。
可在 PC 上使用的运动编辑器用于编程、调试和存档运动程序，Rapp 观察到，以及通过以太网连接的小型 HMI也可提供成品屏幕。 “这节省了工程时间，并允许在驱动控制系统中使用通用项目，但使用机器/单元/站特定的运动和 I/O 编程来实现简单的自动化。如果需要，用户可以通过添加 PLC 代码来修改博世力士乐提供的解决方案。”
对于 CNC 用户，博世力士乐的新生产力增强软件包括该公司的循环时间分析器 (CTA) 工具，Rapps 表示，它在 MTX CNC 的运动和逻辑中提供了一个实时记录器，可以捕获微秒范围内的数据。
“OEM 可以使用 CTA 来优化内部运动、逻辑和外围依赖性到最小的时间损失——使控制非常快，”拉普争辩道。 “在高产量的 CNC 机器中，这可以在每次工具更换、I/O 交互等方面节省累积时间，从而带来非常显着的生产率提高，如实际实施经验所示。”
GE Intelligent Platforms（弗吉尼亚州夏洛茨维尔）控制系统产品经理 Kam Yuen 表示，GE Intelligent Platforms 最近推出了两款新产品以提高生产力，专注于嵌入式系统、自动化和软件. “第一个是我们的锅炉书架。基于 GE 最先进的过程控制系统 Proficy Process Systems，Boiler Bookshelf 是一个预先设计的解决方案，包括用于优化锅炉控制和操作的控制策略和屏幕，”Yuen 说。 “Boiler Bookshelf 是燃烧控制、给水控制、燃烧器管理和自动排污应用的理想选择。
“第二个是 PAC8000 RTU 控制器，”他补充道。 “该控制器专为在最恶劣的环境中使用而设计，非常适合所有类型的远程终端单元应用，例如石油和天然气行业的管道和井口。
“能源行业，尤其是 t尽管经济放缓，但可再生能源领域表现良好，”Yuen 说。 “有很多因素，例如有利的政府政策和对气候变化的担忧，都有助于该行业的快速增长。总的来说，我相信我们将在 2010 年看到制造业的增长。我们看到迹象表明市场已经触底，制造业正在反弹。”
