编程时间节省设置和工具成本

在 Jaktool LLC（新泽西州克兰伯里），一群充满好奇心的年轻工程师正在投入时间探索其制造软件和机器的全部潜力，以承担其他人不想要的复杂工作。使用 CNC Software Inc.（康涅狄格州托兰市）的 Mastercam CAD/CAM 编程软件，Jaktool 能够节省设置时间和工具成本，并缩短周期时间，同时为各行各业提供卓越的客户服务。

Jaktool 是一家高精度原型技术公司，专门为国防、医疗、实验室和工业市场提供分析服务、制造工艺开发和原型制造，使用几乎所有类型的材料，从塑料到高镍合金、钛，和不锈钢。他们大约 50% 的工作是为军方提供支持的原型武器系统和弹道硬件组件，用于机载、水面和地下应用。

用于航空航天应用的零件可以小至 0.040 英寸（1 毫米）的铆钉，或用于地下应用的直径大至 18 英寸（457 毫米）的铆钉。原型卷从 1 件到 5000 件不等，平均为 50 件。在机加工车间，他们大约 65-70% 的工作是在车削；平衡是铣削。该工作在两轴数控车床、五轴双主轴车床和三到五轴铣床上进行。

根据制造工程经理 Ryan Hollywood 的说法，Jaktool 的 10 名机械和电气工程师中的每一位都能将零件从印刷品带到最终产品，“这不是一个典型的工作车间，我们有两个程序员，剩下的交给我们给机器操作员。所有制造零件的人都是为零件编程的人。每个人都拥有一个零件的所有权，并在每个制造过程中跟踪它——车削、珩磨、磨削、攻丝和其他一切，直到零件完成。因为每个人都身兼数职，包括同时运行两台机器，所以我们需要快速有效地在车间内运送产品，以便每个人都能完成自己的工作，”Hollywood 说。

CNC 软件通过其经销商网络成为培训 Jaktool 员工的宝贵资源，这些员工主要通过经验、Mastercam 手册和参加的论坛自学成才。该商店是 Mastercam 2017 的测试站点，通过反复试验，员工能够发现其强大的新编程功能。例如，第一次实现新功能时，编写零件所需的时间大约是正常情况的一倍半。然而，到第二次尝试时，团队减少了大约 25% 的周期时间，随后又减少了 25% 的设置时间。

Jaktool 保持着一个强大而有益的实习计划。根据他们的优势、兴趣和投入时间的意愿，鼓励实习生超越按钮和完成任务。虽然两者在学习和欣赏制造过程中都发挥着重要作用，但当实习生成为问题解决者时，他作为未来工程师的真正价值就会被发现。实习生和电气工程专业的郑凯文就是典型。他不断探索对刀具路径进行编程的不同方法，以将机器推向最大能力。而且他真的很喜欢做芯片，这并没有什么坏处。

在车间里，郑全心全意地进行铣削操作。他更喜欢不重复的项目，这些项目挑战他研究 Mastercam 的许多功能。当这位大四学生开始实习时，Jaktool 正在做四轴作业，这些作业非常适合堆焊。当好莱坞让郑松松使用该软件时，他们学到了更多功能，使他们能够使用四轴机器承担更复杂的工作。

以前，四轴定位是手动编程的。一个早期的项目涉及具有需要四轴加工的径向图案特征的零件设计。使用 Mastercam 的变换功能，Zheng 能够采用现有的刀具路径并平移、旋转或镜像它们来加工多个完全相同的零件（或孔）。 “我们可以将这部分放在具有四到五种不同操作的台钳中，但我们想看看如何在第四轴上的一次操作中做到这一点。我们通过创建从各个角度切割的平面来做到这一点。对零件进行编程花费了更多时间，但最终结果是更准确的零件，因为它没有经过多次重新固定。”郑说。

据好莱坞报道，当零件需要从实体编程时，Mastercam 2017 可以更轻松地从他们的 Solidworks 设计软件过渡到 Mastercam。此外，当零件在 Solidworks 中设计并且零件在制造过程中需要补偿时，零件会在 Mastercam 中重新绘制。

“由于我们接收订单的格式，这种能力在为美国陆军工作时特别有用，”好莱坞说。 “当我们从他们的 IGES 或实体创建线框时，我们有时需要重新绘制它以优化刀具路径。对于车削和铣削，除了非常复杂的零件外，我们会重新绘制许多零件。在这种情况下，将 IGES 导入 CAD/CAM 软件并将坐标重新设置到正确的平面中，以便 XYZ 轴在正确的位置。”

Mastercam 的动态运动技术在 Jaktool 缩短制造时间的能力中发挥了重要作用。 “在铣削方面，我编写的每个程序都有一些动态运动，因为我发现去除材料更容易，”郑说。他选择材料，然后选择线框、刀具和步距，并将其编程到高速刀具路径中，通常同​​时创建复杂的几何形状和粗加工操作。由于软件中的专有算法可以智能地感知材料的变化，Dynamic Motion 可以快速去除材料，使工具能够与材料保持持续接触，几乎没有或没有跨步。由于刀具不断与材料接触，因此刀具破损也较少。

“我学会了如何在没有 Dynamic 的情况下做事，然后，当我们开始使用该技术时，它在粗加工重复时将循环时间缩短了一半。它将刀具寿命延长了 20-30%，”Hollywood 说。由于 Jaktool 并非每天都做同样的工作，Dynamic Motion 的高速可能为团队提供了在简化整个制造过程的同时将机器发挥最大潜力的方法。例如，该团队有一项重复工作，需要 910 件。他们知道跑步需要 12-13 分钟。最近，他们使用双主轴机床对零件进行编程，在 Mastercam 中使用左主轴和右主轴对其进行编程，然后完成传输。循环时间减少了 20%。 “从长远来看，几分钟加起来就是几天，因此我们实现了大约一周半的时间节省，”好莱坞说。

Jaktool 接受的一项较困难的工作是制作具有 120 个薄壁径向凹槽的小管状形状。所有需要切断轴的凹槽，使铣削操作每件大约需要一个小时。根据好莱坞的说法，没有其他人会碰这项工作。由于其不可预测性，年轻的经验丰富的团队引用了 50-60 分钟来完成。大约一周前，Zheng 学会了如何使用该软件的变换/旋转功能，使他能够对每行七到八个口袋和大约 24 到 36 个角度位置进行编程，而不是手动编写 120 个单独的口袋。

“我只需要对其进行一次编程并设置重复即可连续运行，然后再重复一次即可绕过整个部分，”郑说。 “我将我们的周期时间缩短到 15 分钟，并且在整个运行过程中没有损坏任何一个工具。”据好莱坞报道，使用了大约 200 磅（90 公斤）的材料。设置时间是编程实体的三到四倍，但通过使用所有变换/旋转功能，Jaktool 能够将周期时间缩短到原始报价的 25%。

军用规格中要求的严格公差对车削操作提出了特别的挑战。对于直径为 10 到 12 英寸（254-305 毫米）的零件，许多工作的公差为正负千分之一英寸。精加工要求也很严格。 “我们正在制造的零件背后有很多科学依据。这些不仅仅是带有正负千分之五的标准零件。我们能够用不同的零件应对很多挑战，作为一个团队，我们团结起来，解决问题，解决问题，并制造出其他商店会回避的这些零件，”好莱坞说。 “该软件可以帮助我们做到这一点。”

有关 Mastercam/CNC Software Inc. 的更多信息，请访问 www.mastercam.com，或致电 860-875-5006。