技术应用 I Tebis用于冲压模具3D型面的智能加工

国际金属加工网 2021年01月11日

Tebis智能制造方面的应用,可以分三点介绍。

第一点:Tebis智能制造云平台的基本概念;

第二点:Tebis在覆盖件的3D型面当中智能化加工;

第三点:Tebis如何做到快速安全高效的变更。

市面上的软件分级,主要大类是工具化的CAM软件,小部分是属于系统平台化的软件。

使用工具化软件的初级阶段,其实都是用手动交互式的编程,熟悉之后会用刚性模板或者外挂来编程。

工具性的软件基本上就是手动交付式、刚性模板和外挂这三种方式的编程习惯。

系统平台化的软件是有加工规划的,把加工规划做到一起,然后找到智能化的编程,同时更顶级的阶段是CAD/CAM整体整合起来,达到这种编程效果。

顶级阶段和高级阶段属于系统平台化的软件。

Tebis属于一个系统平台化的软件Tebis所有的内置框架,智能将涂层颜色PMI信息在真正智能编程当中智能选取最终产生的加工代码

Tebis智能制造云平台基于三点:标准化、数字化、智能化

Tebis当中输入模型,整个制造流程当中会智能选取刀具设备、零件以及工艺,最终一次性的输出需要达到的标准代码

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同时,刚才提到的所有刀具设备工艺,在Tebis当中统称为制造经验数据库

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Tebis制造经验数据库就是将虚拟机床库夹具配件库刀具库特征库工艺库这几大基础数据库整合起来。

制造过程数据库最终的目的是能智能识别加工区域智能匹配加工工艺智能选取加工刀具,最终产生高效智能安全的数控程序

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我们回到传统工具CAM软件编程操作流程,首先输入一个模型,然后做模型数据准备,最后开始进行编程的操作。

编程的操作就是一个重复的机械劳动,不管选择一个策略,还是选择一个模板,都会因为模型的改变,需要更改毛坯,那么刀具加工的范围也需要调整。

最后确认这把刀具的切宽切深转速进给是不是正确的,跟毛坯的材质匹不匹配,当这些全部确认一遍,再计算路径,计算完成之后,再检查一遍路径有没有过期,有没有干涉等等。

不同的模型,不同的范围,以上步骤需要重复操作。

这样的传统CAM软件编程就存在哪些问题呢?

首先,制作过程没有统一标准,重复操作每个人做出来都会有差别,制造的经验不匹配。

举个例子来讲,如果刀具的切宽,你给0.5,我给0.6,别人给0.3,这样不仅刀具的成本增了,加工效率也会大大降低

同时对每个人员要求也很高,需要操作人员熟悉很多经验,比如机床、刀具、模型。技能要求高了,出错概率也会增大。

同时重复的机器劳动以后,工作效率就会大大的降低

每人工艺标准不同,无法达到标准化工艺。

无法优化整个工厂的工艺,最终就会导致整个加工过程的安全性、最后的表面质量,以及整个加工效率都没有办法得到保证。

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Tebis面智能加工当中,可以分三步走。

输入模型、模型准备最后直接执行流程,达到一键式的产生一个标准化的NC代码

在这种简单操作过程当中,为什么直接产生这一部分?

Tebis当中的制造过程是有优化的,而且是一个标准化的操作步骤。

同时在制造流程这个环节当中,实际上所有工厂最先进的制造经验是积累,并同时共享,最后达到加工的一个智能化

同时因为人员的操作极其简单,对人员的依赖性,人员的错误率也会降低。

人员的工作劳动强度,难度都大大降低了。

标准化的参数统一,对刀具和机床的损耗减少,机加的效率有大大的提高。

还有一个重要因素,我们可以要找工厂里面最优的工程师,把加工工艺也做到最优化,共享给所有人。

重复保证了整个加工的条件的完全智能化以及标准化

最终大大提高了加工效率,保证了质量和整个过程的安全性。

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接下来介绍Tebis数据准备Tebis数据准备是标准化的操作,有清晰的数据结构。

比如说在软件当中,可以看到这样的图层实际上是专门针对整个覆盖件的标准数据结构

软件一启动会智能会采集对应的数据图层,只需要把坐标系放到指定对应的图层,毛坯放在毛胚的涂层。

模型成品面图形以及加工范围线、一些延伸的面放到指定的图层就可以了。

后续的编程操作会智能根据这些图形当中的颜色、名称以及的元素特性智能选择,然后智能计算出程序。

Tebis型面智能编程是一个极其简单且标准化的操作。

比如,之前完成的数据准备的图层,针对模型备注的信息。

Tebis编程环境的流程模板中,像是只有4条路径。

事实上这是4组路径,其实包含了从探刀到精加工的所有程序,看起来就不像其它CAM软件中,刚性模板的有30条路径。

Tebis4个程序组,实际编程只需要在右键当中模型准备的参数值,对应输入就可以了。

比如说开粗刀具大小,陡峭简单的角度区分以及路径的角度区分,以及最终倾角刀的大小对应的4个参数。

接下来在Tebis中点右键一次性智能计算,从探刀到最后精加工的所有程序,一次性完成智能计

接下来简单看一下刚才一次性计算的所有路径。

第一个是探刀程序,第二组是粗加工程序,第三组是半径,最后一组是精加工程序

接下来我们分段展示一下这些路径。

分段展示的话,所有路径接近20条,都是一次性计算完成的,不需要一条一条的去显示。

只需要输入4个参数,20条路径即可一次性算出。

第二条是开粗的,刚才只算了50的路径,这里只有一条。

同样整个半径程序组也是一次性计算出来的。

这一组程序其实是一个程序组里面包含一次性的参数,把等高、平行、倾角所有的单刀多刀倾角都一次性算完。

同时精加工程序组也是相对对应的,有对应、等高也有平行。

同样平行,半径跟精加工90度的相差,一次性就展示出来了。

就是说,只要输入4个参数值,然后一次性的计算了从探刀程序到最后的精加工之后的所有程序。

不需要像传统路径,还要调整很多值,看中间有哪些没算出来,哪些路径多余要删除等。

针对已经在这个模型数据完成了准备,那么编程的整个界面当中,看起来这里只有4条路径,事实上这个是4个程序组。

如果在传统的更新模板中,这个页面看起来可能有30条路径甚至更多。

Tebis是一组程序组,选择一个开粗的程序组。

首先看到Tebis智能读取机床头,同时智能选择空间坐标系,以及材质和适合于这台机床的一个切削参数组

在每一个切削参数组里选一台机床,选中的这台设备,后面的所有适合这台机床性能会智能读取到开粗程序组当中。

同时在这里也能看得到所有的参数,做了数据准备。

Tebis会智能选取毛坯、保护元素、压板、弓箭表面和延伸面。而且是根据图层、色彩、名称智能进行选取,不需要每一次人为再去考虑选择哪些元素了。

如果针对目前所看到的只有一条开粗路径。假设平常做的刚性模板只有一条,如果要增加,可能要复制粘贴,重新再做一条路径出来。

但在Tebis当中,如果要增加一个二粗路径,就非常简单。

只要输一个参数,只要比一粗的刀具路径小,这里面就会显示一粗跟二粗了。

同时一粗的刀具会智能到外部刀具数据库,外部共享的数据库当中去读取一个刀具。

同样二粗这把刀也在数据库中读取一把刀具,刀具库不能随意改动,只有相应权限的人才可以改动这把刀具。

在传统模板当中,要增加同样的操作步骤,就要继续复制粘贴。

如果现在要做三粗,只需要在这里输一个数字,只要二粗的刀具小,到程序里面就能看得到,最后算出来的一粗二粗三粗了。

从这里就能看得出来,Tebis和传统的模板差距非常大,只需要用一个参数就可以控制增加和删除等操作。

传统的做法,多了要删掉,少了复制增加。

然后重新去选刀和加工元素等等,全部重新来一遍。

Tebis当中只要一个参数,就可以控制增加和删除

而且所有的切削参数刀具的切宽切深转速进给比,都是据机床或者机床材质控制智能带入进来。

第三组程序组是半径的一个程序组。

针对刚才来说,半径的程序组里应该有什么呢?

等高、倾角、半径的平行路径、不同的刀具倾角。

比如现在的倾角可能只到了R10的位置,如果倾角要更小一点,只要输入一个数字,在倾角参数里要最小的刀具,可能倾到8mm。

这样路径里面就智能有8mm等高跟8mm多刀倾角,这样就增加出来了。

回到传统刚性模板里面,没有像这样路径,就只能新建一条。

如果有的太多,可能要删掉一些。

那刀具、所有参数都要完全重新设置。

设置的参数越多,出错的概率就会越大。

半径这一组程序组里面,正常针对这组模型来说,看到半径里面跟刚才一样,读的又是另一个刀具数据库了,等高路径可能也是另一个刀具数据库中的刀具。

进口刀具和国产刀具,刀具的放置也不一样。

同时也能看到这个界面的精加工也有一堆程序组,针对引擎盖来说,比如说覆盖件预计什么时候跑?

假如是零度角,精加工就会跑90度,一般会差90度来加工。

比如有个参数是刀具路线角度,如果输一个0度,半径使用零度,精加工可能就要用90度。

传统的模板上来说,如果只固化到一个模板,半径用0度,精加工是改成90度,只有这两个度数去执行。

针对一个模型来讲,如果半径选择45度。

精加工里的模板,原来半径是0度,现在把半径改到45度。

那精加工里要把原来的90度改成135度。因为半径跟精加工要差90度。

Tebis就会比较简单,Tebis里面的半径如果是45度,这个参数只要45,精加工会变成45加90度。

如果直接给0度,精加工里面就变成90度。

在框架的后台,Tebis智能根据前台的参数变更到精加工里面的详细参数。

同样的等高,不同的引擎,不同的覆盖件,有不同的等高跟平滑的区分。

只要输一个有效参数值,在Tebis系统后台,会智能去把所有平行跟等高路径拆分开来。

同时会把等高倾角跟平缓倾角,针对参数做适当的变化,在后面智能做一些加减运算

传统的刚性模板,做这一部分,只要改一个参数,其他的都要手动打开,全部重新再去改一遍。所以就完全达不到任何一个智能状态。

因为完全是固化的,只要改一个参数。如果要把30改成35,其他原来35,可能就要人工找程序,一条程序一条程序打开,看一下哪些程序是要改到35或者哪些改到40。

Tebis只要调整一个参数,其他对应的所有路径会跟着参数的数值智能发生变化

最后简单介绍一下,当车间的机加设备发生变更的时候,怎么样快速安全高效的处理这种异常状况?

在软件当中可以看得到,这个小刀块,原计划是放在DMG的机床上加工,Tebis的虚拟机床当中,针对不同的机床不同的主轴,会锁定一套切削参数

现在锁定的是DMG的一个切削参数,回到路径里面可以看得到,针对DMG机床锁定的参数,切宽切身是智能锁定的参数的。

它的转速进给、满刀进给、下切进给包括圆弧进给,匹配适合DMG的一套切削参数

如果车间发生了变更,刚才的DMC要换到哈斯的机床上。

哈斯的主轴就锁定了哈斯的切削工艺。

再回到路径里面看,当主轴和机床换成哈斯的时候,能看到切宽切身智能变成哈斯的了。

这台机床的切宽切深、转速进给、满刀进给、圆弧进给等,都智能变成了哈斯机床最佳切削参数

刚才提到了机床组织的变更,因为Tebis刀具库也是一个矩阵式的刀具库。

如果某一品牌刀具没了,要换成其他的刀具,只要在软件当中,只要去更换一下刀具,Tebis就会智能选择最佳的切削工艺

工具化的软件制造过程是没有统一标准的,每一个人编程不同的经验。

经验零散,要求水平高,这样造成的的出错概率就会比较大,工作效率极其低下,最终造成所有加工策略及工艺没有办法优化。

因为操作习惯不同,所以就很难保证最终的安全的质量还有效率。

使用系统平台化的软件,整个制造过程是优化的,标准化、数字化的模式

同时把所有工厂最佳的经验积累起来相互共享,最后达到智能化的操作流程

人员的依赖工作强度大大降低了。

标准化的操作流程以及标准化切削参数,对刀具损耗成本明显降低

同时所有工艺优化会用经验最好的人员来优化工艺并直接共享。其他所有工程师的效率质量安全大大提高

保证了整个操作的过程,以及最终最好的产品质量的安全

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(3D型面智能加工 Tebis)

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