改造和更新让铣床 CNC 保持领先

1987 年，Century Tool and Gage Co. (Fenton, Michigan) 购买了第一台配备北美第一台 Fidia CNC 系统的 Heyligenstaedt 立式铣床。 Century Tool 的编程制造经理 Mickey Guckian 也在场。 “我记得我们购买第一台 Fidia 控件时。它安装在两轴 Heyligenstaedt 立式铣床上。当时我正在运行那台机器，”他说。 “新的控制器有双 8 英寸软盘驱动器，这在当时是独一无二的，它使我们能够大大提高我们为制造的大型压缩模具运行的复杂铣削程序的进给率。”

Century Tool 成立于 1974 年，在其大部分历史中都经历了持续的增长。据副总裁凯文·卡明斯 (Kevin Cummings) 称，这部分是由于扩大了复合材料压缩模具的制造范围，为交通运输行业的各个部门生产片状模塑料 (SMC)、反应注塑 (RIM) 和聚氨酯零件。该公司专门生产用于卡车和装饰应用的压缩成型、A 级外部和加强板。它还生产 75% 的外部车身面板模具。 “我们已成为汽车、重型卡车、航空航天和个人船只行业的模具和辅助工具的主要制造商，”卡明斯先生说。随着这一增长，该公司搬迁到一个新的 125,000 平方英尺的设施，该设施能够处理 60 吨尺寸的机器块，宽至 100 英寸，长至 300 英寸。厂房配备四、五轴CNC加工中心；七台重型立式和卧式机器；三个多轴移动柱式枪钻； 29 个 CAD/CAM 工作站；以及500吨、600吨、1500吨和3000吨的试压机。

“在 Fidia 开始开发完整的五轴铣床系列之前，它正在构建 CNC 控制系统，”Guckian 先生说。 “博士。 Fidia 首席执行官 Giuseppe Morfino 是一位年轻的控制工程师，他开创了这一切，他在 CNC 机床控制设计中发挥了指导性影响，在使 Century Tool 和 Gage 获得制造和生产成功方面发挥了重要作用。我们所有的铣床都是 CNC 可编程的，并使用 Fidia 控制器来实现高水平的精度、可靠性和生产力。”

但自 1987 年以来已经过去了很长一段时间，软盘驱动器将不再满足 Century Tool 的需求，三年后。这就是定期改装 Fidia 控制器的用武之地。

为提高生产力而改造

Fidia 北美销售副总裁 Jorge Correa 说：“Century Tool 是一个很好的例子，说明可以通过控制改造将现有的 CNC 机床提升到最先进的水平。”自 1987 年以来，Century Tool 使用了 Fidia 的 CK10、CK20、Compac、C2、C20，以及 Fidia 的几个追踪系统，最近还使用了 Fidia 的 C40 控件。如今，该公司拥有 25 台 Fidia 数控系统，但随着控制系统的不断升级和新数控机床的增加，科雷亚先生说，实际控制系统的数量远远超过 30 台。

Century Tool 与 Fidia 控制器配合使用 Tebis V4.OR2 软件进行五轴加工。 Tebis V4 软件可以翻译 Catia、Iges、Parasolid、STEP 和 NX 等软件格式，以创建最佳刀具路径。据说它是唯一可以直接从表面生成刀具路径的软件。 “它创造了更多的接触点，生产出更精确的零件，”Guckian 先生说。

在 Century Tool 的每台 CNC 铣床上，Fidia 控件为每个轴提供自动缩放功能，以转换 CNC 程序参数以适应工件的尺寸。该控制器通过以太网连接到公司的编程计算机，用于连续传输 CAD 数据。 “这让 Century Tool 能够灵活地扩展客户的产品设计理念，同时也能够以直接的语言格式进行交流，”Guckian 先生说。

改装让您安心

Century Tool 在 2014 年国际制​​造技术展 (IMTS) 上首次遇到 Fidia C40 Vision Control 及其 ViMill 防撞软件。该公司购买了新的 Fidia GTFM.V3 五轴铣床的硬件和软件组件演出结束后。 “C40 控件立即给我们留下深刻印象的是它可以处理 50 兆字节或更大的超大型数据程序。一些模具表面非常复杂且细节丰富。 Fidia 控件可以处理数据文件的大小，并且仍然提供平滑和准确的完成，”Guckian 先生说。 “在 Century Tool，我们还研究旧的压缩模具，这些模具需要通过新的工程更改进行返工，这通常涉及更多表面切割的混合。对于这些类型的项目，出色的完成是必须的。 Fidia 控件通过将点数据的前瞻从 300 行增加到 1,000 行，极大地提高了这种能力，这使机器能够更好地为即将创建的形状做好准备。”

例如，高加工速度和出色的表面光洁度是任何使用五轴铣床的模具车间的愿望，Guckian 先生表示，Century Tool 获得出色的表面光洁度是因为它能够精确控制加速和减速。据 Correa 先生介绍，C40 Vision Control 的多处理器架构管理用户界面、轴和刀具路径控制，以及 ViMill 实时防碰撞软件，它们共同作用以产生快速的加工速度和高质量的表面完成。 “拥有快速处理器是一回事，但您需要非常好的通信软件参数，以使驱动器和电机能够以如此快的进给速率进行通信，”他说。 “Fidia 控制允许机器针对各种动态进行微调，例如零件重量、长度和宽度、主轴速度、刚度——基本上是在更短的时间内实现非常精确的表面处理所需的任何东西。”

Guckian 先生表示，C40 Vision Control 中的 Fidia 的 ViMill 软件用户友好且易于培训操作员使用。它的防碰撞功能通过投射 1,000 行代码，为非常复杂的模具加工提供了安全的铣削条件。该投影可在铣削操作期间以及在点动和零件程序执行模式下实时防止刀具、机床和工件之间的任何碰撞。 “操作员能够在运行中使用手轮来控制 X、Y、Z、A 和 C 轴以及法向矢量复合角。我们不知道有任何其他控件具有该功能，”Guckian 先生说。

为提高准确性而改进

通常，Fidia GTFM 五轴铣床配备头部测量系统 (HMS)，这大大缩短了 Century Tool 机械师验证头部和倾斜转台精度的时间。 HMS 将这一时间从一天缩短到不到一个小时。 “HMS 是传统千分表的高精度替代品，是五轴切割技术的一个非常重要的方面。 HMS 尽可能保持五轴头的精度，通常在 10 微米以内。当模具在无人看管的情况下（通常是在晚上）加工时，这一点至关重要，”Correa 先生解释道。他补充说：“控制系统中的 Fidia 测量软件管理模具切割。该软件配备三个高精度位移测量装置，用于测量3D体积误差。通过实时处理传入的数据，该软件可以检查和补偿有限的几何误差，避免昂贵的纠正性机械干预。”用户可以保存所需的设置，并相信它们会保持在 5 微米以内。因此，“机器运行了八个月，而无需更改头部的校准参数，”Guckian 先生报道。

激光驱动旋转工具中心点 (RTCP) 功能，这是 Fidia 控制软件管理的另一个功能。激光在每次换刀时准确测量刀具的长度和直径，从而为刀具提供连续准确的模具高度设置。

控制系统中的多处理器架构允许通过部分或全部更换 PC（内存、硬盘、适配器等）来更新和授权系统，而无需修改其他计算机组件。 GTFM 机器具有三个中央处理单元。因此，可以使 CNC 始终与最新的硬件和软件开发保持同步。

其中一项升级是 Fidia 的 Velocity Five 多轴轨迹控制技术，提供一组动态可选择的粗加工和精加工参数。据说这些参数通过改进加速度控制技术使用户能够执行快速和高精度的铣削。在撰写本文时，Century Tool 估计 Velocity Five 升级可以将 3D 轮廓的精铣时间减少 15% 到 20%，粗加工时间减少 30% 到 40%。加工后的表面质量显着提高，小半径区域加工速度更快。

Century Tool 计划将此更新添加到另一台精铣床，并在其他机床上再安装三台 C40 Vision CNC，Century Tool 的持续改进策略充分利用了改造和升级。

关于编辑器

辛西娅·库斯图什

MoldMaking Technology 的高级编辑 Cynthia Kustush 杂志，编辑了这篇文章以供印刷。它首次出现在 Moldmakingtechnology.com 上。