機(jī)床制造商們經(jīng)過(guò)周密的規(guī)劃才會(huì)推出精密或復(fù)雜零件加工機(jī)床。為了快速提高機(jī)床生產(chǎn)力，通常機(jī)床商們通過(guò)開(kāi)發(fā)或改寫(xiě)適合自己機(jī)床的實(shí)用性軟件，或在推出機(jī)床前向CAM軟件商咨詢合適解決方案。森精機(jī)美國(guó)公司就是這樣一家機(jī)床制造商。該公司經(jīng)常與其它公司合作，致力于研發(fā)真正滿足客戶需求的產(chǎn)品，不斷追求客戶利益最大化。

    Nitin Chaphalkar是森精機(jī)NZ系列機(jī)床開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，他說(shuō)：“當(dāng)我們做一個(gè)產(chǎn)品計(jì)劃時(shí)也會(huì)把其它所有我們不能開(kāi)發(fā)的部分考慮進(jìn)去，但這是一個(gè)好的方案所必需的要素。我們需要把這些外部元素考慮進(jìn)來(lái)，這樣生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品才更能滿足客戶的需求，客戶才能更有效應(yīng)用我們的技術(shù)?！?/span>

    森精機(jī)公司的芝加哥機(jī)床技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(MTL)主要負(fù)責(zé)為客戶提供售后服務(wù)與技術(shù)支持，森精機(jī)公司位于加州Sacramento市的數(shù)字技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(DTL)主要負(fù)責(zé)為與森精機(jī)公司合作的CAD/CAM軟件公司提供技術(shù)指導(dǎo)。

    森精機(jī)公司芝加哥機(jī)床技術(shù)實(shí)驗(yàn)室與軟件開(kāi)發(fā)商Gibbs公司合作，他們確信廣受用戶歡迎的GibbsCAM軟件在為森精機(jī)NT和NZ系列多任務(wù)加工機(jī)床編程的能力方面優(yōu)于他們。

    Chaphalkar表示，“如果客戶使用功能弱或性能欠佳的CAM系統(tǒng)，他就不會(huì)從機(jī)床上獲得預(yù)期的效益，最終會(huì)把責(zé)任歸咎于機(jī)床，至少在某種程度上會(huì)這樣認(rèn)為。大家齊心協(xié)力滿足客戶需求，這就是森精機(jī)與Gibbs公司以及其它公司合作的目的?！?/span>

    森精機(jī)NT系列機(jī)床專(zhuān)業(yè)工程師Detlef Streichert說(shuō)，開(kāi)發(fā)NT系列機(jī)床的目的就是為了讓銑削加工保持相同的功能、性能和軸向行程，并作為同樣大小工件加工的標(biāo)準(zhǔn)加工中心，NT系列機(jī)床與同等型號(hào)的車(chē)床性能相同?！拔覀?cè)诒ＷC機(jī)床全部的多軸車(chē)削能力的前提下獲得了高達(dá)95%的銑削能力，主要是因?yàn)楹愣ǖ腨軸行程控制，以及擁有直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的B軸刀具系統(tǒng)。

    NT系列機(jī)床是9軸配置機(jī)床，旨在減少設(shè)置，盡可能高效并精確地去除材料—以嚴(yán)密的公差、高品質(zhì)的加工和最少的操作步驟制造復(fù)雜的多軸零部件。

    “此機(jī)床功能非常強(qiáng)大，但編程極其復(fù)雜，”Streichert說(shuō)，“另外，很難找到能充分利用機(jī)床優(yōu)勢(shì)且車(chē)削和銑削能力均強(qiáng)的合適CAM軟件系統(tǒng)。”

    Chaphalkar把NT與NZ系列機(jī)床做了對(duì)比，NZ系列機(jī)床是“高鋼性三刀塔的12軸配置機(jī)床，專(zhuān)門(mén)用于大批量生產(chǎn)，給機(jī)床上料并運(yùn)轉(zhuǎn)。NZ系列機(jī)床生產(chǎn)量高，生產(chǎn)能力強(qiáng)。生產(chǎn)周期和機(jī)床生產(chǎn)速度對(duì)企業(yè)而言至關(guān)重要?！?/span>

    Gibbs公司應(yīng)用工程師Andy Heffner是多任務(wù)加工方面的專(zhuān)家，他說(shuō)Gibbs公司在森精機(jī)公司推出NT系列機(jī)床的初期就開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)適用于NT系列機(jī)床的后置處理器，增強(qiáng)了GibbsCAM為NT系列機(jī)床B軸及旋轉(zhuǎn)刀具主軸的全面編程能力。

    GibbsCAM多任務(wù)車(chē)銑復(fù)合加工（MTM）系統(tǒng)在為森精機(jī)NT系列機(jī)床編程方面實(shí)力雄厚，可在B軸上進(jìn)行充分的五軸同步運(yùn)動(dòng)，包括帶有第二個(gè)刀具組的下刀塔。Heffner解釋說(shuō)其它CAM軟件系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)是如何提供一個(gè)集成的車(chē)銑復(fù)合加工界面。其它軟件商會(huì)使用車(chē)削包和銑削包，然后“剪切拼接軟件包里的各種操作，希望并祈禱不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤?！?/span>

    給NZ系列機(jī)床編程更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)镹Z系列機(jī)床是用多刀塔生產(chǎn)小零件，通常兩個(gè)刀塔同時(shí)進(jìn)行，或者三個(gè)刀塔同時(shí)進(jìn)行。

    “這么多操作同步進(jìn)行，CAM系統(tǒng)必須檢查干涉，允許使用多種不同加工方法，并可以在刀塔間輕松轉(zhuǎn)換各種操作，實(shí)現(xiàn)全方位縮短生產(chǎn)周期的要求?！盋haphalkar補(bǔ)充說(shuō)，“所有這些，以及精確計(jì)算生產(chǎn)周期，都是對(duì)CAM軟件系統(tǒng)的要求?！?/span>

Heffner說(shuō)，森精機(jī)對(duì)CAM軟件的要求除了上述幾點(diǎn)外還有：

    1）全面的5 軸同步編程；

    2）與三刀塔同步，協(xié)調(diào)程序；

    3）提供全面的多用途操作（非切削方面的操作）；

    4）機(jī)床仿真；

    5）具有一定的預(yù)測(cè)性，讓NZ系列機(jī)床的生產(chǎn)周期達(dá)到最短；

    6）所有操作都要使用集成的軟件。

    Heffner說(shuō)GibbsCAM多任務(wù)車(chē)銑復(fù)合加工（MTM）功能非常強(qiáng)大，具有用上刀塔的X軸，Y軸，Z軸，B軸和C軸做多種同步加工的能力，并且車(chē)削和銑削一體化?！安粌H如此，”他補(bǔ)充說(shuō)，“我們GibbsCAM多任務(wù)車(chē)銑復(fù)合加工（MTM）還有個(gè)優(yōu)勢(shì)在于同步管理器，可控制刀具組的同步運(yùn)行，優(yōu)化刀塔的同步使用，使生產(chǎn)周期達(dá)到最短。”

    當(dāng)多個(gè)刀塔同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)可能導(dǎo)致碰撞時(shí)，可在多任務(wù)加工編程中使用同步代碼（或等待指令）迫使其中一個(gè)刀塔停止運(yùn)轉(zhuǎn)，等待另一個(gè)刀塔完成其操作后再繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。表面上看似與避免發(fā)生碰撞相矛盾，但實(shí)際上有效加工需要同步操作最優(yōu)化。

    Heffner本身就是名經(jīng)驗(yàn)豐富的手工編程師，他說(shuō)，手工添加同步代碼非常困難。“最為典型的困難就是多重操作，很容易導(dǎo)致操作或位置混亂，擾亂工序。如果你犯了錯(cuò)誤，肯定會(huì)發(fā)生碰撞，”他解釋說(shuō)，“現(xiàn)在，給NZ系列機(jī)床增加第三刀塔，看看會(huì)發(fā)生什么。”

    GibbsCAM多任務(wù)車(chē)銑復(fù)合加工（MTM）同步管理器一個(gè)接一個(gè)地顯示每個(gè)刀塔的操作。當(dāng)程序員看到刀塔間存在潛在沖突時(shí)，他就用鼠標(biāo)點(diǎn)擊在其中一個(gè)操作中添加等待指令，與第二刀塔或第三刀塔相應(yīng)對(duì)操作的相同指令連接，同時(shí)用藍(lán)線標(biāo)出，非常直觀。

    Streichert說(shuō)同步和調(diào)速控制可優(yōu)化重疊操作，這是用戶的最大受益所在。

    “由于要用盡可能多的刀具同步進(jìn)行加工，這就需要非常靈活的CAM軟件系統(tǒng)，”他說(shuō)，“特別是雙主軸三刀塔的NZ系列機(jī)床更是需要極為靈活的CAM軟件系統(tǒng)來(lái)支持。GibbsCAM是一款非常好用的同步加工和優(yōu)化重疊軟件工具?！?/span>

    有些森精機(jī)機(jī)床有預(yù)防碰撞系統(tǒng)，最先在NT系列機(jī)床中采用，然后是NZ系列機(jī)床和5軸NMV系列加工中心。預(yù)防碰撞系統(tǒng)在不到一毫秒的時(shí)間內(nèi)就能從NC代碼中測(cè)出可能的刀具位置。預(yù)防碰撞系統(tǒng)如果計(jì)算出可能會(huì)發(fā)生碰撞機(jī)床就會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

    “這是森精機(jī)機(jī)床的一大特色，”Streichert說(shuō)，“這可以為客戶提供最好的幫助，但也并不保證預(yù)防系統(tǒng)就萬(wàn)無(wú)一失。預(yù)防碰撞功能是CAM軟件系統(tǒng)最為關(guān)鍵的安全要求，隨著我們不斷地增加更多先進(jìn)功能，這一功能將顯得更為重要?！?/span>

    “GibbsCAM使用模擬加工渲染功能實(shí)現(xiàn)避免干涉和碰撞檢測(cè)，此功能可動(dòng)態(tài)顯示材料如何去除，進(jìn)行機(jī)床仿真，還能顯示程序運(yùn)行時(shí)機(jī)械配件的移動(dòng)情況?！?/span>

    當(dāng)Gibbs公司要添加NT和NZ系列機(jī)床型號(hào)到GibbsCAM的仿真庫(kù)時(shí)，森精機(jī)數(shù)字技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(DTL)提供機(jī)床機(jī)械配件的實(shí)體模型，由于這些實(shí)體模型是用來(lái)組裝機(jī)床的，有助于Gibbs公司在添加這些機(jī)床型號(hào)到仿真庫(kù)時(shí)節(jié)省時(shí)間，并確保精確性。Gibbs公司把這些實(shí)體模型裝配成鉸接式整機(jī)，當(dāng)他們運(yùn)行NC程序時(shí)，GibbsCAM機(jī)床仿真功能可以顯示機(jī)床和移動(dòng)的機(jī)械配件情況。

    合作工程是Gibbs公司其它方面發(fā)展的體現(xiàn)。兩年前，Gibbs公司與森精機(jī)及雷尼紹緊密合作，在GibbsCAM軟件內(nèi)專(zhuān)門(mén)有一個(gè)雷尼紹探頭插件，適用于森精機(jī)5軸NMV系列機(jī)床。2008年森精機(jī)公司準(zhǔn)備推出NZ系列機(jī)床時(shí)，Gibbs公司為參加國(guó)際機(jī)床制造技術(shù)展覽會(huì)IMTS的森精機(jī)公司編程做了三個(gè)樣品零件。

    Nitin Chaphalkar拿最近的一個(gè)項(xiàng)目舉例說(shuō)明?！芭c肯納刀具合作的結(jié)果就是，我們?cè)贜L、NT和NZ系列機(jī)床的直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)上使用的是嵌入式旋壓刀具，這也是與Gibbs公司及其它CAM軟件公司長(zhǎng)期合作的項(xiàng)目。這種合作理念非常新，CAM軟件和后置處理程序需要不斷更新。合作工程這個(gè)項(xiàng)目和優(yōu)化生產(chǎn)周期項(xiàng)目都是森精機(jī)公司的重點(diǎn)及長(zhǎng)期發(fā)展項(xiàng)目?！?/span>

    高效生產(chǎn)和安全使用多任務(wù)加工機(jī)床需要優(yōu)化刀具數(shù)量，合理配置刀具，使其同時(shí)運(yùn)行時(shí)不會(huì)發(fā)生碰撞。要達(dá)到最佳加工工藝的多刀塔同步控制，實(shí)現(xiàn)最短的產(chǎn)品生產(chǎn)周期，確保安全性生產(chǎn)，如果沒(méi)有功能強(qiáng)大的CAM軟件輔助是很難實(shí)現(xiàn)的。GibbsCAM MTM車(chē)銑復(fù)合多任務(wù)加工軟件在同一個(gè)用戶界面集成了車(chē)削和銑削功能，簡(jiǎn)化編程，同時(shí)一體化的同步控制管理器可進(jìn)行多刀塔同步控制。GibbsCAM軟件對(duì)每個(gè)刀塔進(jìn)行單獨(dú)操作，按照時(shí)間表一個(gè)接一個(gè)地顯示路徑或流程。操作可以從一個(gè)刀塔轉(zhuǎn)移動(dòng)到另一個(gè)刀塔進(jìn)行，或者在每個(gè)流程內(nèi)轉(zhuǎn)移，優(yōu)化重疊操作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)全方位縮短生產(chǎn)周期。GibbsCAM MTM在程序內(nèi)添加一致的同步代碼，顯示同步操作以及那些需要等待其它刀塔完成后再繼續(xù)進(jìn)行的操作。帶箭頭的藍(lán)線顯示的是同步操作運(yùn)行情況。黃色顯示的是選擇性操作，表示在第一刀塔和第二刀塔上進(jìn)行的操作必須在第三刀塔開(kāi)始前完成。