高精度編程,快速激光切割 Tebis在Accurite Industries公司的應用
時間:2017-06-28幾乎沒有其他公司能像樣件制造商那樣明顯地感覺到制造周期變得越來越短。Accurite Industries也不例外:該企業(yè)引入3D高速激光切割系統(tǒng)與TebisCAD/CAM軟件,并因此取得很好的效果。
要求
座椅部件或組件的設計和生產屬于汽車制造業(yè)要求最高的環(huán)節(jié)之一。汽車座椅必須符合安全和健康的規(guī)定,同時又要具備足夠的舒適性。此外,座椅還須符合人體工程學、減震性能和負荷的要求。汽車座椅設計成功因素之一是樣件研發(fā),這也是是美國密蘇里州Accurite Industries公司的強項。該公司與很多整車廠和供應商一起研發(fā)生產翻斗機構、滑軌、外殼件/框架件、強化角形件、鉸鏈、棘輪和鎖止件等產品。
車間
該企業(yè)的車間裝備有成型沖壓機(液壓噸位350-570噸)以及折彎機、加工中心和坐標測量機。最新購置的一臺5軸3D激光切割機是美國NTC公司生產的TLH系列,額定行程約為425 x 108 x 48厘米。該設備配有一套光纖激光系統(tǒng),切割定位精度達到0.0036厘米,并有一個可優(yōu)化生產率的托盤更換器?!拔覀冃枰_到本行業(yè)的最高精度”,Accurite Industries公司副總裁John Loudon說?!爸挥羞@樣,我們才能與客戶要求保持同步”。工件的公差規(guī)定通常為±0.05毫米。
廠內的最耀眼明星是一臺額定行程約為425x108x48厘米、光纖激光功率為2千瓦的5軸3D激光切割機。
編程
編程起決定性作用。除最新式光纖激光切割機外,廠內還有四臺5軸二氧化碳激光切割機,主要用于工件的修邊。近期客戶對于座椅鋁制部件的需求越來越大?!斑@正切合我們購置新式光纖激光切割系統(tǒng)的目的”,公司副總裁Kirko Mickovski說?!肮饫w激光切割機的鋁材切割速度比我們的二氧化碳激光切割機快近四倍,鋼材切割速度快近兩倍”。對于如此快的切割速度,要想實現(xiàn)很高的生產率,針對激光系統(tǒng)的編程功能就特別重要。Loudon和Mickovski先生現(xiàn)在對他們幾年前投資的Tebis 5軸激光切割模塊相當滿意。Accurite公司管理層解釋說:“當我們投資幾百萬美元采購最現(xiàn)代的激光切割設備的同時,我們信賴并選擇Tebis?!?。
之前Accurite公司大部分的樣件產品是增強鋼制成的,不過現(xiàn)在鋁制件的比例在逐漸增加。圖中Mike Winkler先生展示了5軸激光切割設備加工的一個復雜輪廓。Tebis可在交角及棱邊以很小的誤差加工工件。
更少空行程,更多實際切割
對于Accurite公司編程員Mike Winkler而言,Tebis激光切割的優(yōu)點還在于,只需點擊幾下鼠標就可以根據(jù)工件CAD模型設計其裝夾,并最后生成切割刀路。軟件充分考慮切割機的運動原理,從而避免碰撞。同時還可最大程度減少大幅旋轉運動。Mike Winkler將Tebis用于所有五臺3D激光切割機的編程。機床數(shù)據(jù)(從物理尺寸到切割流程功能)已包含在Tebis數(shù)據(jù)庫里。Mike Winkler表示,CAM軟件可進一步縮小激光頭定位和機器回程,并“能使激光頭不致于過度旋轉”?!拔覀儨p少了空行程并優(yōu)化了銑削時間”。Mickovski和Loudon強調,現(xiàn)在通過優(yōu)化編程和銑削時間可使我們的客戶更快地生產。“我們不用鋅合金模具而是采用鋼質模具,因為我們的批量要大于其他系列”,Loudon先生如是說。“最后便是座椅部件的安全性。我們的流程復雜(一般 300 至 400 件),因此最佳的激光切割流程可以節(jié)約很多時間。最近,我們已經完成140個工件種類、總共60000個單件的加工”,Mickovski先生補充說。“我們已將工件加工完畢,并對任務完成編程。我們只用了6個星期就完成了相關的設計和成形、激光切割”。
Accurite公司編程員Mike Winkler解釋如何只需點擊幾下鼠標就根據(jù)工件CAD模型設計其裝夾,并最后生成切割刀路。軟件充分考慮切割機的運動原理,從而避免碰撞。
明顯節(jié)省時間
憑借最新的碰撞避讓功能和Tebis 其他補充功能,“編程速度比前幾年加快了差不多30%”,Mike Winkler接著說“流程相比以前明顯高效得多。我深信,在辦公室線下編出的程序可以在加工中順利運行。也就是說,我們在激光機微調方面無需總在編程與加工環(huán)節(jié)之間來回切換。這樣,我們可以在切割設備上連續(xù)的加工創(chuàng)造更多價值,中間無需停頓”。Mike Winkler稱,在15分鐘內可以完成的簡單工件的編程。復雜工件需要約1個小時。
在加工過程中,Accurite公司的機床操作員可以直接運行Mike Winkler編寫的程序。Mike Winkler說:“之前,機床操作員對每個訂單任務都要首先用可靠的激光頭進行一次試切,以檢查程序是否正常,然后視情況進行必要的調整。現(xiàn)在他們可以放棄這個非常耗時的工步,因此每個訂單任務都可節(jié)省大約30分鐘時間。如果機床操作員想在機床上編輯NC數(shù)據(jù),可利用非常簡便的編輯功能將其應用到NC-Job”。
數(shù)據(jù)準確的優(yōu)勢
Tebis軟件的優(yōu)點除了比較高的激光切割效率外,Mike Winkler認為,Tebis還可以改善切割質量,避免激光頭多余的運動。此外,只需極少的時間便可完成修邊,切割設備方便維護。Mike Winkler自1998年起在Accurite公司從事編程工作,他說:“通常CAM軟件在工件表面生成三角網格面,用于計算刀路,而Tebis使用的是精確的數(shù)據(jù)。這樣NC點可以更好地相互聯(lián)接。因此切割效果更好,邊緣質量更高。而在以前,在將工件成品交付給客戶之前,我們必須進行額外的修整切割或者修邊。由于Tebis的數(shù)據(jù)庫保存了工藝知識,激光切割設備可以順利運行,不會出現(xiàn)激光頭偏移或者多余運動的情況。例如,軟件會充分考慮切割機的運動特性(例如:回轉范圍)和優(yōu)先采用的啟動位。這點不僅使得可以計算最小但卻足夠的碰撞避讓運動,而且還可進一步減少刀頭運動。這樣,我們增加了有效切割時間的同時,還可減少切割機的保養(yǎng)費用”。