如何实现数控加工的智能化、自动化

每个模具制造bet188娱乐城商都在寻找提高生产率的方法，有时这意味着检查您当前的流程和改变您的工作方式。尽管很多人认为“改变”这个词很可怕，但如果改变实施得当，它意味着更少的工作，而不是更多。通过智能自动化的刀具更换，您可以通过正确的更改获得显著的效果，即进行精加工(需要最多的机器小时)。

自动化加工的障碍
许多模具制bet188娱乐城造商在晚上或周末没有操作员在场的情况下运行他们的机器，但当仔细检查时，你可能会发现这通常不是真正自动化的CNC加工。一些模具制bet188娱乐城造商设置他们的数控机床进行最后的切割操作(热处理后)，然后让他们在晚上或周末运行，直到程序结束或刀具断裂。如果刀具的寿命经过了很好的测试，并且已知，那么一些模具制造商可能会在一段时间后在不知道刀具状况的情况下，将宏写入代码来更换刀具。bet188娱乐城虽然这提供了一定程度的自动化CNC加工，但与真正的智能和反应性过程相比，它仍然是一个相对被动和不受控制的情况。

自动化加工条件
为了在保证加工精度的情况下运行几乎无限长的时间，您需要一个严格控制的环境，要求您根据实际磨损或破损自动控制和管理(更改)刀具，并实时调整机器的热膨胀。

一些机床制造商采用的热膨胀算法通常是高度理论化的(或基于主轴温度与运行时间的关系)，但不能考虑门打开或阳光照射在机器上的情况。因此，为了解决这一问题，您需要测量主轴相对于所有三个轴的实际位置-或尽可能接近实时。

要做到这一点，我们需要做以下几点:
1.在每个程序开始加工前控制(测量)刀具的状态。
2.每个程序加工完成后对刀具状态进行控制(测量)。
3.如果测量超出设定的公差，自动更换重复的刀具。
4.如果检测到刀具断裂，停止加工(对于给定零件)，但能够继续加工其他零件。
5.在每个程序运行后，控制和调整CNC机床在所有三个轴上的热膨胀。
6.能够一个接一个地加工多个零件(例如，在加工完一个零件后，自动开始加工下一个零件，包括为该零件自动选择程序和刀具)。

自动化加工解决方案
为了达到上述条件，需要结合软件和硬件技术，即结合复杂软件的技术，该技术将处理NC代码，并添加和控制所有所需的工具调用、程序调用和热补偿算法，以及激光测量设备。通过对数控加工过程中刀具状态的智能监控和管理，实现了全自动数控加工。请注意，每个程序所需的代码量非常大(数百行)，手动生成是不现实的，必须使用自动生成所有所需代码和算法的复杂程序。

使用这种技术将允许模具制造商在没有操作员干预的情况下运行数控机床几乎无限长bet188娱乐城的时间。唯一真正的限制是可以夹在机器上的零件数量和换刀器的位置数量。例如，一台大型数控机床(在换刀器上有60个位置，夹紧/行程面积为1500mm x 2500mm)可以对许多较小的零件或一个非常大的零件连续运行50至60小时。

适当的应用和限制
需要注意的是，这种技术并不适用于所有的加工操作或机器。它的理想用途是热处理后的精加工和操作，机器将能够运行至少几个小时。这可以通过机器上的多个小部件或一个大部件来实现。

该技术不适用于大量材料被带走的粗切作业。还应该注意的是，为了使这项技术有效，你将需要一台至少有20个刀架位置的机器，以及更多的夹具和重复的工具。姿势越多越好。

此外，为了使用该技术，用户可能需要改变NC程序的编写方式。每个程序都需要有一个唯一的刀具id、旋转方向和rpm，包括在后处理器生成的NC代码中。此外，根据刀具制造商对所要执行的特定加工类型的经验，需要将程序分解为相当于每个刀具的近似或略小于预期或已知刀具寿命的部分。请注意，对于精加工硬化钢(46至48罗克韦尔)，平均每个刀具1小时是一个很好的起点。

软件/硬件故障
以下是该技术如何工作的快速概述。要使这种技术有效工作，还需要考虑许多其他功能——为每个部件选择组合工具或单独的工具;如果零件夹在不同的角度，则能够旋转程序;程序的复制、编辑等。

软件
•CAD程序从任何CAD系统导入到程序中。
•然后，软件自动创建并扩展工具数据库，从每个程序导入的工具数据。
•使用切削刀具数据库中用户定义的公差(程序的一部分)，软件自动为每个要加工的零件创建一个单独或组合刀具(根据所选)的刀具表。
•NC程序——包括新生成的工具调用和程序调用，以及热膨胀调整的算法——在一个包含新生成的TEST和START程序的NC代码包中被发送到CNC机床。
自动生成工具设置列表，可打印并用于工具更换的设置。

硬件
在将数据传输到机器后，所有的刀具都使用TEST程序在激光中自动测量，以确保它们在所需的(编程的)公差范围内，并在换刀器中的正确位置。如果测量刀具超出公差或在错误的位置，它将被锁在加工之外。出现一个警告，然后可以在加工开始之前更换刀具。口径也在激光中测量，并且自动记录所有三个轴的(初始)参考位置。
一旦所有的工具都通过了TEST程序，操作员就会启动START程序，然后控制所有进一步的加工。由于每个单独的程序被自动调用，在加工开始之前，适当的刀具再次在激光中测量。每一个程序的加工完成后，再用激光测量刀具和口径。

如果工具在设置公差范围内，则自动调用下一个程序;如果超出设置的容差，则选择一个副本并重复程序，或者如果仅略微超出容差(由用户设置的值)，则锁定该工具以供进一步使用。但是，程序不会重复，并且调用具有重复工具的下一个程序。所有三个轴都相对于口径的测量位置进行校正。

如果检测到刀具断裂，该零件将被锁定，不能进行进一步加工(以防止碰撞)，如果机器上有多个零件，则下一个零件的加工将自动开始。一旦所有部件运转完毕，机器就会自动关闭。然后生成一个报告，显示刀具磨损，每个程序的三轴补偿和锁定的刀具。

总结
可以从机器上以标准化格式准备的越多越好(例如，工厂中的每种特定工具都有定义的rpm、旋转和允许公差，根据它的用途)。这可以在办公室或工厂机器旁边的计算机上用软件完成，但重要的是不允许操作员在特定的基础上摆弄参数。所有参数都应由一名管理员或至少有限数量的授权人员进行标准化和调整。

进给速率应由编制CNC程序的人员确定，一般情况下不应由操作人员在机器上调整。请注意，在加工过程中，有软件技术可以自动优化进给速度和刀具路径。

如果在加工bet188娱乐城过程中采用标准操作程序，大多数模具制造商将运行更顺畅，更有效的操作，错误更少，更具体地说，在加工过程中通过测量和自动更换刀具磨损(而不是每个刀具只有时间限制)来自动化CNC加工。

贡献:
Max Leser是Tools +的主管，在捷克共和国经营了20年的现代工具制造工厂，专门生产大型和复杂的压铸铝工具(www.toolsplus.cz)。他与Karel Kazak一起开发了ToolMaster作为自动化CNC加工的解决方案，以利用夜间和周末未使用的机器时间，而不需要人在场。

欲了解更多信息:
ToolMaster
www.toolmastercnc.com
max.leser@toolmastercnc.com