由软件和控制装置 提供全过程流程链

文章来源:MM《现代制造》 发布时间:2016-01-04
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通过连续不间断的使用CAD/CAM-CNC流程链,不仅在延伸技术方面有所突破,也加深了生产合理化的发展。合适的软件系统和机床控制系统,在这一过程中扮演着重要的角色。

METAV 2016将展示生产技术方面完整的价值创造链。在Düsseldorf展览中心,66家参展企业以“机床制造自动化”为主题参展。这些参展商展示的产品范围包括从计划到模拟、从工程设计到自动化方案,重点强调机床及生产系统,观众能够看到全方位符合流程链的解决方案。通过使用模拟技术和最佳的CAM软件,保证工艺流程的可视化和离线优化,这样便减少了生产时间和流程链长度。

Index的全过程CAD/CAM-CNC流程链

来自Heidenhain的TNC 640机床控制器尤其适用于磨床和车床,但其也可用于HSC和5轴、甚至多达18轴的加工机床

全过程流程链需要智能网络

未来生产的全过程流程链需要机床配备有智能网络和IT系统。位于Neuhausen a.d.F.的F. Zimmermann公司的技术和项目管理CEO Hartmut Kälberer表示,未来生产中,全过程的整体流程链应是这样:“在开始工程设计之初,零件通过计算机进行统计,数控程序编程并通过指令进行分配及调用。”通过这样的方式,生产厂家在流程链开始生产之前便了解了所需的生产力和原材料。

自动记录和智能网络已经明显地成为了未来发展的特征,所需原材料和仓库库存不断地进行核对,也使得生产监控和计划产能的自动化得以实现。为流程链构建模块,模拟将越来越重要,之前所做的一切都是为了进行完整的模拟。“最终,只需一个将程序复制到机床的控制器,并以此生产部件。” Kälberer预计。

对F. Zimmermann公司技术和项目管理CEO Hartmut Kälberer而言,未来生产中,生产中全过程的流程链应是这样:在开始工程设计之初,零件通过计算机进行统计,数控程序编程并通过指令进行分配及调用。

不是每个控制器都适合流程链

的确,认识到这一点,比简单的正确选择软件实际上更有必要。“不是每个控制器都适合流程链,可是遗憾的是,目前还没有统一的标准。不同的控制器和程序之间必须是逻辑连接,因此要使用标准化的接口,他们必须全部使用共同语言。”Swabian专家表示。对于用户来说,这不失为一件好事,使用来自同一制造商的接口,这能有效降低风险。

为提高机床数据流传输,需要现代化且高性能的接口

Röders公司的销售经理Oliver Gossel博士说:“包含机床控制器的软件系统,在连接各类构建模块和使数据无障碍的流向等方面起重要作用。”

在这种情况下,运作流程链的主要角色由控制器担任。适合流程链的控制器必须包含来自于Traunreut的Dr. Johannes Heidenhain公司的控制器。使用这些来自Upper Bavaria的控制器,用户有权从其所在的机床工作场所接入所有有关数据。据制造商所说,其能够使用应用程序管理、记录和监控每个控制器。为此,该软件应用将被安装在切换隔间的计算机或在工厂网络中的计算机。即使工作要求大量的计算,对CNC程序和机床的运行也没有任何影响,因此,便不需要有紧挨着机床的额外屏幕或计算机。

那些涉及机床自动化领域的参观者在现场也许将询问参展商是否每个控制器都适合该流程链,对于过去的情况来说:来自同一制造商的接口仅能降低出错的风险,例如,西门子的接口仅对西门子有效——电动机仅和慕尼黑工厂的控制器一起使用时有效。西门子也因此采取另外一条道路,组合一个全过程的投资组合,其由PLM软件和自动化与控制技术系统组成。“我们能够为客户提供全过程的流程链。该流程链能够证明我们的PLM软件和西门子控制系统的技术开放,以便与其他的供应商所提供的系统一起使用。”企业分部机床系统部门经理Joachim Zoll说。从制造商的观点来看,Zoll总结如下:“从理念到机床,数字化流程链不是普通的数据库,我们帮助客户创造更灵活的系统,以应对他们个性化的需求。这能够带来的效应是:上市时间可明显地缩短。”就机床领域工作者而言:使用最佳CAD/CAM-CNC流程链,从工件设计和模拟到产品本身,用户可提升机床的灵活性和生产力。 从合理性和工业安全角度看,智能手机和平板电脑不是为了控制用途而设计的。他们适用于接通当前状态数据,如订单状态和仓库库存,或用于删除服务信息,仅此而已。

在杜塞尔多夫展览中心,西门子展示为机床领域提供的解决方案:除了全过程数字生产和对产品资源的最佳利用,他们着重关注于新的机床加工功能。西门子系统的很多特点和功能将帮助提升机床加工的生产力,助力产品质量更进一步。除此之外,慕尼黑厂商还展示行业发展趋势,其集中于如何构建多重任务处理技术。西门子展台的主题不仅面向大型工厂的数字化,也面向车间型工厂。在此,参观者还可以感受到现代化车间生产的解决方案。

Index-Werke公司控制技术经理Eberhard Beck描述了全过程流程链相关情况:“全过程CAD/CAM-CNC流程链中,决定性功能是连续有效性和数据的正确性,从所有的流程设计到CNC机床程序,及根据秩序、版本和功能性的排列。数据质量自始至终就轮廓和路径的准确性、使用公差和一致性在处理数据中提供重要作用。”

对全过程流程链来说,需要有直观网络化的机床和IT系统,虽然不是绝对有必要的,但能够起到支撑作用,例如,加速建立安全数据的转换。“就传统观念中的全过程流程链来说,这还远远不够。”Beck说道。随着可视化的虚拟部件路径设计到真实部件,所有构件模块与其他生产出来的工程部件均能够互相沟通。在此期间,用户可使用智能手机参与到过程中并进行远程监控。若流程链是有效且在经济上可行的,模拟技术将发挥关键作用,其技术原型通常为一次性或非常完善的程序,Beck表示,这绝不允许在相关程序中某一过程出现错误。此外还需记住流程链是基于数据而计划工作的,因此,在实际开始生产前,必须对机床进行计划和实况的对比,及时排除可能出现的程序或数据错误,并选择控制器保证其基础性作用。

Index-Werke公司控制技术经理Eberhard Beck描述了全过程流程链相关情况:“全过程CAD/CAM-CNC流程链中,起决定性功能的是连续有效性和数据的正确性,从所有的流程设计到CNC机床程序,及根据秩序、版本和功能性的排列。”

高性能接口对无故障数据流很有必要

在此情况下,Eberhard Beck说:“任何CNC都适用于流程链。CAM系统和CNC之间任何所需的配合均由后期处理器进行操作。当然,前提条件是控制器适用于该任务需要。”对控制器的适用能力或其对任务适用性的改进不能通过CAD/CAM-CNC流程链实现。这也需要经Röders公司的销售经理Oliver Gossel的确认。包含机床控制器的软件系统,在连接各类构建模块和使数据无障碍的流通等方面中起重要作用。就他的观点而言,这需要现代化高性能的接口。

未来将属于开放系统

目前尚不明确流程链是否为同一制造商的数据包特定制作和使用的解决方案,Gossel的观点是:“客户根据个性化需求选择和连接构件模块,未来是属于开放系统的。”开放系统能够在未来进行扩展和改进。一方面,数据包解决方案必须接受其限制性。另一方面,Beck指出,随着CAD/CAM-CNC流程链的发展,更大和更多的数据将通过系统和制造商进行转换,并进行后续再加工。

在他看来,不能根据数据、规格或加工过程检测出最终用户的转换错误。若发生错误或偏差,用户在众多有关单元中确切地找出原因几乎不可能。最终用户尽管尽最大努力,可能仅能够实现运转,但系统已经不是最佳状态。然而,最糟糕情况就是CAD/CAM-CNC解决方案不再发挥作用。

该现状不同于数据包解决方案:供应商是可被替代的。这仍然没有保证CAD中的工程部件设计和CAM中的编程以机床1:1还原。Beck说:“这取决于后续处理器程序的性能。为了实现目的,购进完整的机床和CAD/CAM系统解决方案,包括后续处理器,全部都来自同一机床制造商,这是对于CAD/CAM-CNC流程链的应用采取的安全措施,同时也是最经济的解决方案。”

Gossel表示:“现实中有很多独立的解决方案,如那些已经上市的用于加工之前对于铣削碰撞的检查工作。但是,这里的关键问题是成本效益,因为解决方案涉及的不仅是投资,也是有价值的工作时间。达到那样的程度,早已安全地掌握了任务流程而不需要进行模拟。”

CAD/CAM-CNC流程链安全且经济的解决方案

对于中型车间工厂,数据化的全过程流程链能够提供合理化的潜在竞争优势。然而,必须在引进自动化处理流程链之前安全地掌握生产流程。但是,就目前的效果来看,对所有机床制造商开放他们的接口很必要。就Index公司Beck的观点而言,中型车间工厂有着其小批量生产的优势,例如,工程生产中无法手工编程生产的部件,通过应用CAD/CAM-CNC流程链不间断的工作,其扩展的不仅是技术可能性,也是加速生产中合理化。因此在Index,CAD/CAM-CNC流程链已应用于产品组合很多年了,也将在METAV 2016上展示。

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