构建数控NC标准化     实现安全高效加工

发表时间:2021-10-14 16:20作者:南京同准科技  贺小刚


模具NC加工是模具制造过程中非常重要的一个环节,也是企业重点投资的领域。数控加工对编程工程师和操作技师的要求很高,他们对保障NC加工的安全、效率、质量起着关键的作用。这类人员的缺工,将会带来以下四个隐患:

一) 现场操作人员的短缺导致机床加工的安全性保障不足,存在过切、撞机、断刀、弹刀等安全隐患。

二) 技术人员的频繁流动,造成了企业数控加工品质不稳定。

三) 新技术的缺失导致机床开动率偏低,制约了产能的增加。

四) 人力资源成本压力增加。

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一、为什么可以构建NC标准化?

参与NC加工的要素主要有以下五部分组成:

1、 加工中心——机床转速、进给

2、 控制系统——发那科、西门子、海德汉、三菱等等

3、 切削刀具——球刀、平刀、牛鼻刀等等

4、 被切削材料——钢、铸铁、石墨、铜,是否热处理

5、 加工工序——粗加工、半精加工、精加工。

以上这些要素都是相对固定的,可以将之用数据库管理起来,形成标准化。

二、NCBrain如何构建NC标准化?

NCBrain的核心是结合每个公司的加工要素设定一个工艺数据库,包括机床信息、刀具信息、被加工件的材质信息以及公司积累多年的加工工艺。将编好的G代码转入到NCBrain后,自动调用数据库中的参数,结合软件的功能进行优化,从而实现标准化加工。

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三、NCBrain如何实现NC加工安全化

1、自动增加局部刀路保证刀具安全

NCBrain软件可以自动判断当前程序残留毛坯的余量,在负荷切削处自动增加切削刀路,实现等负荷切削,有效防止刀具过载折断,降低刀具磨损。

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优势:由于模具零件造型和切削工艺都比较复杂,所有工程师很关注把控加工中的每一个细节,加之编程软件自身存在一定的缺陷,所有加工过程中“断刀”现象难以避免,有了NCBrain的自动增加刀路技术可以大大降低工程师的程序检查时间,大幅提高刀具在加工过程中的安全。

2、进入拐角自动提前减速

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优势:在进入拐角前,NCBrain会自动插入较低的F值,提前减速,保证拐角的加工质量,确保拐角部位不会过切。

3、拐角G1刀路圆弧化

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    优势:针对一些老旧机床,NCBrain可以自动将拐角G1的代码转化为G2G3的圆弧,使机床较为顺畅加工,提升拐角加工质量,减轻机床和刀具震动,延长机床和刀具的使用寿命。同时,程序容量大大降低。

四、NCBrain如何实现NC加工高效化和自动化?

1、根据切削载荷来自动调整进给以提高加工效率

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目前,很多企业编程部门和加工部门是两个部门,编程部门下发的程序,很多情况下是需要操作工,根据实际加工状况及时的调整机床加工倍率,所以对操作工的经验和责任心要求较高。

NCBrain在优化加工程序时,会针对不同的切削负荷和加工形状,侦查当前刀具在每个刀位点上的切削负荷,并结合刀具切削数据库、机床性能数据库和毛坯材质数据库,自动对刀位点的进给进行调整、匹配,实现高效加工。

通过进给速度的自动调整,无需操作工现场调节,操作工只需安装工件、调整刀具,控制机床开关即可,这将大大降低对现场操作工水平的要求,实现1人多机的操作模式。

2、根据切削载荷自动删除空刀

NCBrain中的空刀分为两种,一种是在材料外的空切刀路,还有一种是负荷空刀,是指仅仅去除极少余量的刀路。这两种空刀,NCBrain都能进行删除,然后自动连接刀路。

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    优势:合理的G0空间走刀可以有效提高加工中空行程的加工效率,但如果用户不清楚自身企业机床的G0运动特性,则会发生因G0运动而导致的撞机事故。NCBrain会结合机床的G0运动特性,在优化后的程序中,实现安全的增量抬刀和空间走刀,所以在降低抬刀高度的同时,保证了G0空间移动的安全,也节省了时间。

4、垂直进刀速度的合理化

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优势:原始程序垂直进刀速度很快,操作工很难去控制好倍率,导致刀片崩刃,而长时间的停机状态,则影响了加工进程;NCBrain优化后自动调整下刀速度,在接近工件表面5mm处开始降速,下刀速度F1000,不需要手动去控制倍率,大大的提高了机器的开动率和加工效率。

5、降低刀具磨损,延长刀具寿命。

优势:NCBrain主要从三个方面降低刀具磨损:

1)在余量大的时候降速,余量小的时候加速,合理调整进给。

2)在拐角区域,采用走圆弧而不是走点逼近的方式,降低刀具震动,从而达到降低磨损目的。

3)在余量较大区域,自动增加刀路,缓解刀具切削载荷,避免刀具磨损较大或小直径刀具“断刀”现象发生。

五、NCBrain如何实现无人值守加工?

与很多公司交流后发现,虽然很多公司机床配备有刀库,但在刀具配全之后,却并没有完全将自动换刀使用起来。NCBrain可以支持将多条程序串刀处理,支持ATC自动换刀,并结合自身的程序优化技术,帮助企业实现无人值守加工,从而提高机床的开动率。

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六、NCBrain优化后,程序理论加工时间和机床实际加工时间较为接近。

现状:模具厂通常采用UG NXPowerMill等编程软件来估算加工时间,但往往这个预估的时间与实际加工的时间相差很远。常规的做法就是在CAM软件生成的理论时间上,加上一定的系数作为预估时间。

优势:NCBrain是通过设定数据库的方式来进行刀路优化的,其中就包含机床和刀具等参数设定,所以NCBrain算出的理论切削时间和实际机床的切削时间非常接近,为生产计划排产提供了准确的时间依据。

七、趋势——编程车间化

在过去的20年中,中国的模具厂是将编程和车间操作完全分开的,所以一旦出现加工问题,就需要双方沟通、停机调整,这大大的制约了数控机床的开动率。而编程转移到车间现场后,这种发展障碍很快被消除了。

日本和韩国的模具企业一直采用现场编程方式——编程人员和操机人员合二为一。这使机械师获得了实施其加工方法的机会,这令他们感到非常满意。借助于NCBrain的智能优化系统,使得他们出更好的现场决定,选择最优化的加工方法,并及时地对加工方法进行修正。

八、小结

NCBrain具有非常成熟的优化技术,在韩国、日本的制造企业中已经被广泛的使用。目前,在国内用工紧缺的背景下,它也正在被更多的客户接受,帮助解决他们面临的生产现实问题。笔者希望能有更多的模具从业者,通过各种渠道与途径,了解NCBrain,并最终加入到软件使用行列。

链接:

2011年,NCBrain软件进入中国市场。十年的发展历程可以总结为三个阶段

第一阶段——雾里看花

2011-2013年,作为一个全新的国外软件,模具企业都不知道NCBrain能给企业带来什么价值

第二阶段——锦上添花

2014-2018年,包括宁海模具协会、广东省机械模具促进协会、河北泊头冲压模具企业家协会等团体陆续组团赴韩国参观制模技术,对NCBrian软件有了一定的了解。通过实际加工测试,一些规模型制模企业(如常州华威、宁海第一注塑模具、方正模具、天汽模、深圳亿和、深圳凯达兴等)率先使用NCBrain,作为对现有工艺的补充和优化。

第三阶段——雪中送炭

2019-2021年,各类模具企业出现用工紧缺、利润降低等变化,导致更多的模具企业,加入到使用NCBrain软件的行列中。

                                   


文章分类: 技术信息
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