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通过PC硬、软件的更新提高机床性能
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数控机床/铣床展厅
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“机床的数控系统是一台计算机,所以数控系统比机械设备的过时要明显快得多。”德国Röders公司(驻地在Soltau)的销售部主任Oliver Gossel博士说道。属于中等规模企业的Röders公司,在上世纪90年代中期开始开发自己机床系列时,决定在数控系统方面选择走自己的道路:不是依靠诸如海德汉、西门子或发那科等有名望的数控系统供应商的CNC产品,而是在采用商用PC机部件的条件下开发出自己的数控系统。做出这样的决策,其主要原因是,当时可以采用的数控系统在加工三维自由曲面时,其程序段处理时间太长。除了可以接受的PC机价格外,所需的计算效率也只有依靠PC机的帮助才能实现。因此,决定采用一个各有分工的双PC机和用作操作软件的Windows,这个数控系统,一个计算机负责用来同操作人员进行对话,进行程序编制和执行上层管理;而第二个计算机则负责与装有驱动装置、传感器、安全性功能部件等装置的机床一层的接口。因为数控系统、驱动装置和主要的机床是由各自的模块组成的,数控系统的计算机能够随时恢复到最新的技术水平。也就是说既通过操作系统和控制软件的升级,又要通过更新过时的硬件来达到。如下是两个从事完全不同的业务,并常年与Röders公司有联系的用户介绍了他们在这方面的一些成功经验。

高技术塑料模和橡胶模

“我们在1996年购买了第一台Röders公司的加工中心,”Rothweiler工具和模具制造公司(驻地在Villingen-Schwenningen)的老板Theo Rothweiler先生说道。他的这个有着50名员工的模具制造企业,从规模大小和组织结构上看是属于当地众多中型企业中的典型代表。拥有高素质的员工和现代化的装备,生产尖端的产品,在世界市场上,这些产品尽管遇到激烈的国际竞争,然而由于高超的技术和质量而被普遍接受。其中用于注塑橡胶的冷却水道技术以及硬玻璃同弹性体(橡胶体)和热塑性塑料(硬塑料)进行镶嵌的模具,对于塑料模和组合件注塑模,整个规格的范围从溶料注射重量低于一克的最小模具到模具重量达40吨的大型模具,其长度达2600mm、宽度达2000mm。所生产的大约80%的产品都是提供给汽车行业的,而汽车行业是一个对质量和可靠性有着很高要求的客户群,这种高要求既体现在产品上,又体现在供应商本身上。

在整体件上进行硬铣

“Röders的数控系统最吸引我的地方是可以提出自己的设想。”Theo Rothweiler先生这样说。高速硬铣(HSC)已运用了很长一段时期了,更加引人关注的是在铣削过程中要不时地测量刀具的磨损并对铣削程序进行相应的修正。因为,数控系统是Röders公司自己开发的,曾允诺Rothweiler公司,对于数控系统尚不具备的功能,Röders公司今后可以快速地以更新数控系统的形式来进行补充提供。目前,在Rothweiler公司共有五台不同规格的Röders公司的加工中心在使用。根据Rothweiler公司的情况,同样证实PC技术实际上是可以在CNC硬件上附加使用Windows应用软件的整个带宽。

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专有技术:图中是散热器挡屏的模具,是属于Rothweiler公司的技术专长,
其中有用于橡胶注塑的冷却水道技术和硬玻璃同弹性体(橡胶)或热塑性塑料(硬塑料)进行镶嵌的模具。

数控系统的定期更新和升级

“我们平均每隔三年更换数控系统的PC,”Rothweiler先生说。这种更换,只是为了提高新的硬件的计算能力才是有意义的,因为Röders公司在开发其软件时,是充分利用已提高的硬件性能,例如,在几年前,由于计算能力有限,有一些计算方法就不能应用于刀具轨迹规划。通过更换高性能的PC,从而提高了系统的动态性能,根据计算机所完成的作业性质,节省时间最高可达30%,由于较好的轨迹精度得到的另外的好处是提高了加工工件的表面质量,并由此使刀具使用寿命提高了50%。

期间,Rothweiler公司经常进行软件的升级。由此,使所有的设备始终保持着最新的技术水平。这就使得设备的效率得到了不断提高:在软件升级后,在同一台机床上加工同样的零件,其加工时间由原来的14个小时缩短为10个小时。

对于操作软件也可以同样的方式来对待:经过一定年限的运行后,操作系统可以由Windows NT升级为Windows 2000和Windows XP,而在不久的将来,操作系统可能将升级为Windows Vista 版本。

还应指出的是,数控系统的更新和升级可以由用户如同对他们的PC机的更新一样进行操作:放入CD,可以启动自动更新过程,直至完成更新。

行销全球市场的餐具刀

“凭借我们的餐具刀,使我们不仅在欧洲,而且在海外成为市场的领头羊。”位于Solingen的E. Wüsthof Dreizackwerk公司模具制造部主任Erich Schmitz先生说道。公司制造一流的厨房用刀,供给诸如大型厨房,屠宰场和饮食行业等职业性用户使用。面对特别激烈的国际竞争,在这样的市场上,人们只能通过同优化生产相联系的质量来取胜。餐具刀是用有着较高强度和硬度的不锈钢制成的。原材料采用带钢,按长度进行冲裁,在规定的局部范围内进行镦锻并在锻模上成形。接着冲压餐具刀的轮廓和冲手柄孔。在这方面,模具的制造是取得成效的重要因素,为此,制造了许多所需的锻模和冲模。对于模具的制造,长期以来公司已采用高速硬铣工艺。对于锻模,加工的是淬硬约达56 HRC的热作模具钢,而对于冲模,有部分要切削硬度高达62 HRC的粉末冶金材料。

在硬切削领域,他们是应用Röders公司加工中心的先驱者。Röders公司在1995年制造的RFM 600型加工中心,已运行13年,现在已是第四个主轴在使用。按两班或3班制运行,目前,每年达到约3500至4000主轴小时。

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同样的工作性能:1995年制造的加工中心,其数控系统(后面)在更换PC机部件和更新了软件之后,
其工作性能达到了2006年造的RFM600型加工中心数控系统(前面)的同等水平。
Röders公司的CNC系统是由两个各有分工的PC机(右图)组成。
一个计算机负责人机交互、编程和上一级的管理,第二个计算机负责对机床控制的接口。

硬软件更新升级的优点

“我们在2006年更换了数控系统的两台PC,并且也使数控系统的软件提升到目前的最新水平,”模具制造部的工长Hans-Joachim Todtenbier先生说道。高性能的硬件同刀具轨迹规划的最佳计算方法相结合,就可以显著地提高加工时的动态性能,由此大大提高了机床的工作性能,这不仅体现在铣削速度的提高上,而且也表现在刀具使用寿命以及所加工工件的精度和表面质量的提高上。在完成某个加工任务时,加工时间从3.25个小时减少到1.5个小时。Todtenbier先生看来,除了缩短了加工时间,还大大改善了新一代软件的操作性。

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工作小组:在Rothweiler公司,目前有五台R歞ers的加工中心在使用。
数控系统总是保持着最新的技术水平。模具和加工程序是通过网络来进行集中管理。

也许是因为长期使用Röders公司加工中心的良好经验,2006年E. Wüsthof Dreizackwerk公司在采购另外的加工中心时,再度决定采用R歞ers公司相应型号的新设备。对于加工运行的一个特别的优点是,尽管在机械结构方面不尽相同,而两台设备的数控系统有着相同的软件和相同的功能范围。所以分别在1995年造和2006年造的两台机床上运行着相同的程序,并且机床的操作也是一样的。

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标记:蚀刻的标记既是产品生产厂家的识别标志,又是产品质量的标志。
图上所示的是各种餐具刀的样品和这种刀子在制造过程中的加工。
在右图上,看到的是一个锻模,通过这个锻模,把规定在局部范围内进行热镦锻的钢带锻造成刀子。

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文章内容仅供参考 (投稿) (1/21/2009)
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