探索IMTS 2018前沿控制与CNC技术

在控制与CAD/CAM展馆发现最新制造软件与CNC技术

参加IMTS 2018的几乎所有人都清楚，机床是几乎任何制造公司的命脉。没有车床和加工中心，零件无法制造，棒料在货架上积灰，机加工人员……将无事可做。

同样，机器人已从汽车专用主力进化为灵活、低成本助手，适合甚至最小的车间。切削刀具、刀柄、工装夹具和无数配件也是加工拼图的关键部分。而3D打印机？它们以三十年前无法预测的方式改变制造世界。

这些都是很酷的东西，展示它们是IMTS存在的主要原因之一。但当你今年穿梭芝加哥McCormick Place的大厅时，重要的是要记住，如果没有设计和编程零件所需的CAD/CAM软件，以及驱动机械的高性能控制系统，上述一切都将毫无价值。

遇见Q

从这里开始。Fagor Automation USA Corp.（伊利诺伊州埃尔克格罗夫村）加入越来越多提供增材制造（AM）功能的软件和控制供应商行列。参观者将看到公司AM解决方案演示及其他几款新控制器，据市场经理Todd Drane称，满足并超越行业性能要求。

其中之一是新款8065 Q CNC，Drane称这是“我们有史以来生产的最强大CNC”。标准功能涵盖多通道控制、HSSA（高速表面精度）、体积补偿、能实现微秒级程序段处理的处理器速度，Q非常适合单元制造场景、高性能卧式加工中心和复杂五轴CNC路由器。

展出的还有Fagor广受欢迎且直观的8055系列CNC，它将简单编程的“图标键”对话式编程系统与同一控制器内的ISO G代码编程结合。先进的无线HBA手持CNC手持盒让大型机床用户在机床内外轻松执行广泛功能，据Fang称。

服务至上

机器人和工厂自动化供应商FANUC America Corp.（密歇根州罗切斯特山）将演示其不断进化、智能、互联的工业物联网（IIoT）制造技术阵容，包括Robot LINKi零停机时间（ZDT）和FANUC智能边缘链接与驱动（FIELD）系统。

零停机时间云系统与应用开发总监Joe Gazzarato表示，FIELD系统为客户提供开放平台，收集机床数据并实时监控制造设备运行状态。Robot LINKi零停机时间（ZDT）是可供购买FANUC机器人的制造商使用的基于云的解决方案，提供预测分析，可提前识别部件故障、防止意外停机，并推荐例行设备维护的适当间隔。

“ZDT让工厂经理能安排定期生产停机进行维护和机械硬件更换，而非因非计划维修或维护损失宝贵时间和金钱，”Gazzarato说。“工厂经理可通过Web门户监控制造过程，清晰掌握设备健康、利用率和能耗。ZDT数据帮助客户降低总生命周期成本。”

对ZDT的兴趣正在升温。如今汽车行业有超过17,000台机器人运行ZDT，Gazzarato指出，FANUC估计自推出以来ZDT为客户节省了逾1300小时意外生产中断，相当于超4000万美元节省。

数字化连接

连接性和数字制造将都是IMTS 2018的热门术语。为阐释此点，运动控制与元件制造商Heidenhain Corp.（伊利诺伊州肖姆堡）将在IMTS期间用其控制系统连接McCormick Place各机床制造商的设备回Heidenhain展位。

“增强竞争力、数字化和网络化最近成为许多制造商的目标，”Heidenhain TNC业务发展经理Gisbert Ledvon说。“这就是为什么‘连接系统实现智能生产’是我们过去一年展会的座右铭，也是为什么Heidenhain提供Connected Machining，一套支持最终用户在生产流程中引入数字订单管理的组件和系统包。”

该包将在IMTS期间通过现场演示展示，以及在高精度五轴机床上使用TNC 640控制器。

Heidenhain也将在学生峰会亮相，让学生亲自编程新款带触屏界面的TNC 640 CNC；教师和学生也将首睹新在线HIT Heidenhain交互式培训软件，用于三轴和五轴机床编程。

“鉴于美国制造业回流趋势，特别是更复杂、常为五轴高价值零件，最新Heidenhain TNC 640车铣复合CNC将帮助制造商快速制造精密零件，直至单件批量，”Ledvon说。“他们只需在下一个加工中心要求Heidenhain TNC，就能保持本地和全球竞争力。派你的操作员和程序员来我们IMTS展位，我确信他们会对Heidenhain TNC的强大和用户友好印象深刻。”

滑板、科学与技能

Heidenhain不是唯一关注师生的参展商。Mastercam开发商CNC Software Inc.（康涅狄格州托兰）计划提供广泛的教育和互动演示，包括Mastercam 2019现场演示、客户答谢活动等，聚焦教育、创新和互联制造解决方案。

“在庆祝35年创新之际，最令人兴奋的是Mastercam用户的成就，”总裁兼CEO Meghan West说。“看到有多少人用我们软件就业，能说‘随便说一样，Mastercam都能帮你造出来’是一种快感。”

如果你参加了Mastercam最疯狂零件大赛，你可能在IMTS 2018 Smartforce学生峰会期间的Haas或Mastercam展位看到你的（希望获奖）参赛作品。Mastercam也将在其展位参与峰会的两个学习实验室，Paul“教授”Schmitt将通过CreateAskate.org课程用滑板关联材料科学教学。

如果你渴望获得Mastercam技能认证、仍在磨练技能、或想成为Mastercam讲师，务必询问Mastercam认证计划和Mastercam U。“这可能帮你更受雇主青睐，”高级产品营销专家Stas Mylek说，他将于9月11日周二举办“智能制造：赋能中小制造商竞争工具”研讨会。

强力推进

Autodesk Inc.（旧金山）将展示其最新版PowerMill，Autodesk用于高速和五轴加工的CAM解决方案。PowerMill产品营销经理Clinton Perry解释，PowerMill 2019聚焦三大开发领域——增强现有高效加工功能；添加Autodesk更广泛软件家族中可惠及PowerMill用户的技术；开发全新技术让PowerMill支持新工艺。

针对五轴编程，PowerMill的防碰撞工具进一步改进，新增“自动刀轴倾斜”防碰撞方法简化此类机床编程。其高效粗加工策略Vortex据报是最早进入CNC加工领域的高效粗加工算法之一，2019版新增基于其他Autodesk CAM产品提供的“自适应清角”技术的“从毛坯”选项。

“此新选项基于被加工零件形状和被铣削毛坯创建带偏移的刀路，”Perry说。结果是刀路显著更高效，循环时间更短、刀具回退更少。近期在Autodesk伯明翰先进制造设施（AMF）测试中，用P20工具钢加工测试模具。之前“从模型”选项耗时48分28秒。“从毛坯”选项用相同刀具、进给和速度，却在32分33秒完成同一零件，节省33%。

“随着设计和制造学科融合，比以往任何时候都更重要：公司理解并适应制造未来。今年IMTS，Autodesk将展示帮助制造商拥抱变革的技术，让他们造得更多、产品更好、资源更少，”制造业务战略与营销高级总监Stephen Hooper说。

编程变简单

Autodesk斜对面是3D Systems Inc.（南卡罗来纳州罗克希尔），“逆向工程、增材制造设计、CAD/CAM、刀具设计和3D检测的领导者，”3D Systems软件高级副总裁兼总经理Ilan Erez说。

“IMTS 2018，我们展示一系列解决方案，让制造商实现多种竞争优势，助力交付新层级的生产力、效率和更快上市时间，”他陈述。

3D Systems将展示全面工程软件组合，在传统和增材制造中提供精简原型和生产工作流，Erez解释。例如公司最新版CAM编程软件GibbsCAM 13将在IMTS发布。“基于近期界面改进，我们继续增加产品功能，同时保持使GibbsCAM成为CAM软件世界基石的直观工作流，”他说。

此版本包含拉削功能和新G代码编辑器，允许用户编程需要椭圆和偏心车削的零件，如凸轮轴。车削模块也有若干改进，如非切削刀具移动高级控制、自动断屑和棒料倒角。

让制造更智能

DP Technology Corp.（加州卡马里洛），ESPRIT CAM软件开发商，将在其展位提供多项面向工业4.0智能制造的解决方案。首项是ESPRIT数字孪生功能，允许用户创建机床虚拟副本用于编程、优化和仿真。

“这虚拟机确保屏幕上发生的也会在车间发生，”产品营销总监Ivan Krstic说。“工件和切削刀具虚拟设置，产生精确仿真、更高生产率和更优刀路以获高质量零件。我们也演示数字主线能力，将从CAD设计到成品零件的每个工作流步骤串联，确保制造过程无孤岛。”

ESPRIT通过从CAD软件读取零件数据创建机床优化G代码和设置单，再传递给车间管理、刀具数据管理和企业资源规划软件来实现此点。还有“机床感知解决方案”如ESPRIT的ProfitMilling和ProfitTurning应用。Krstic说这些代表刀路创建方式的根本变化，结果是刀具寿命增加、循环时间缩短。

最后，ESPRIT基于知识的加工在CAM系统内直接提供人工智能，使大幅削减编程时间成为可能，通过捕获“最佳实践”加工工艺和切削条件，让程序员有更多时间专注战略流程改进、减少重复性任务时间。

CAM力量

Open Mind Technologies USA Inc.（马萨诸塞州尼德姆）是另一家在IMTS做显著发布的CAD/CAM供应商。董事总经理Alan Levine列举公司hyperMILL CAM软件若干近期发展，包括新技术循环，在许多表面类型上将精加工时间减少90%。

其他增强聚焦各种混合技术，补偿高性能加工涉及的现实问题：刀具长度、刀具磨损、跳动、机床动态问题、温度，他指出。这些技术可在编程循环内启用，并改善连续编程循环间的混合，他补充道。

一个例子是在平面、规则面和其他成型面上使用圆锥筒刀。“这样做，刀路跨步可比球头铣刀大10倍或更多，在产生精细表面光洁度的同时实现大幅节省，”Levine说。

“制造商面临持续压力，要缩短交付时间同时满足严格要求，”他指出。“许多软件产品现在提供先进粗加工策略，这驱动了也需减少精加工时间的需求。精加工时间减少助力按时交付，同时让现有机床更高效。这带来制造商盈利能力提升，加速业务增长、延缓资本采购或厂房扩建需求。额外吞吐量是给客户的明确利益。”

可视化成果

CGTech Inc.（加州欧文）数控仿真、优化和分析软件供应商VERICUT产品经理Gene Granata会告诉你，最好的方法是在VERICUT中仿真后处理刀路，你能看到发布的机床代码在CNC机床上如何表现。得益于VERICUT 8.2版众多新便捷功能改善仿真可见性、加速工作流、简化验证流程，这一关键步骤现在比以往更容易。

“我们加入可自定义右键点击功能带，把你最常用的VERICUT功能放在右键一键触达处，并提供程序员觉得有用的外部应用便捷访问，”他说。“还有可配置抬头显示（HUD），通过在VERICUT图形视图顶部叠加显示NC程序、加工和切削状态信息，改善仿真监控和可见性。HUD提供对加工过程重要细节的持续访问，同时保持仿真视图尽可能大以便最佳查看。NC程序警报符号和颜色高亮NC程序中发现的错误和警告，程序员能快速识别检测到问题的根本原因。”

要看新版本，请访问CGTech展位。务必看看FORCE，一个基于物理的NC程序优化模块，分析并优化切削条件以实现理想切屑厚度，同时管理切削力和主轴功率需求。

“CGTech强力致力于帮助客户通过NC刀路和流程优化改善竞争态势，”Granata说。“为此，FORCE车削优化加入FORCE铣削，提供高度优化的车削、铣削和车铣复合NC程序。我们也发布互补产品Force Calibration，指导用户对自有材料和刀具进行测功测试，然后为Force优化表征它们。Force Calibration非常适合用专有材料、专用切削刀具加工零件、或只想通过优化达到最大效果的公司。”

管理生命周期

制造工具箱中另一个重要工具是产品生命周期管理软件（PLM）。如果你去Siemens PLM Software Inc.（德克萨斯州普莱诺）展位，你会看到该领域领导者之一。工业机械与重型设备副总裁Rahul Garg说，去年底公司宣布面向工业机械市场的新解决方案，很高兴与IMTS 2018访客分享。

它叫Advanced Machine Engineering，该PLM模块据称解决机械制造商今日面临的挑战，其中包括日益增加的产品复杂性与快速交付需求并存。该解决方案提供平台连接机械、电气和软件工程数据，让工程师访问完全数字化原型或数字孪生，可在开发过程中虚拟测试。建立此类工程平台可增加用户协作，同时减少开发时间、交付风险和成本，最终在实施安装时提高客户满意度，Garg解释。

“西门子新Advanced Machine Engineering行业解决方案能有效管理复杂流程、控制成本，同时加快上市时间和客户价值实现时间，”他说。“利用我们软件工具，公司可优化迭代系统设计，捕获和复用机构知识和最佳实践，创建创新模块化机床设计方法，交付当今市场最先进机床。”

Manufacturing Engineering的IMTS控制与CAD/CAM展馆产品报道继续在八月数字版。点击这里查看将在此展馆展示的更多产品。