先进软件与界面提升CNC编程生产力

快速智能控制轻松应对高难度任务。

连接制造和数字化技术推动CNC机床控制重大创新，助机床车间尽可能快速高效切削金属成型零件。多数情况下，软件引领助CNC程序员和车间操作员轻松以最高精度制造零件。

当今CNC设备几乎布满最新硬件进步：更快处理器、更大板载RAM应对计算密集型任务、更新固态硬盘选项实现近乎即时启动及恶劣车间环境无忧运行。

但最新软件进步，含连接制造APP、高级3D仿真、触控用户界面，持续给CNC制造商最佳差异化路径。

“控制软件真正是机床制造商引入颠覆性创新的唯一场域，”Hurco Cos.产品技术专家Michael Cope（印第安纳波利斯）说。“因创新机械方案寥寥，尤其无新冶金技术等前提下，提供前沿软件和图形界面变革，使CNC控制更强、更通用、更易用，必须成各厂商脱颖而出领域。”

能对话吗？

随制造业数字化转型，CNC控制开发商和机床制造商持续用最新传感器、处理器、软件添加新特性功能。IMTS上，FANUC和西门子等控制开发商重点展示连接控制与自动化的新设备策略，面向工业物联网（IIoT）并赋能工业4.0。

密歇根Rochester Hills FANUC America IMTS展台演示最新IIoT技术：FANUC智能边缘链接驱动（FIELD）数据采集监控系统，及机器人链接零停机（ZDT），用预测分析防非计划停机。

FANUC还展示新CNC功能：改进的高分辨率3D模型加工仿真支持五轴和复合加工；新一代Series 0i-Model F Plus控制器；机器人快速简单启动（QSSR）功能链接FANUC CNC与其机器人。此外，FANUC新增内置视觉能力于CNC。

“我们看到大量推力用CNC内置视觉系统，”FANUC America伊利诺伊Hoffman Estates CNC部工程经理Paul Webster说。“刚发布；硬件技术同机器人侧，但实现方式不同。系统用不同于FANUC机器人视觉系统的软件，‘允许通过CNC灵活实现视觉’。”

连接CNC机床新趋势能给制造商更高生产力和更可靠质量，西门子Sinumerik CNC产品经理Tiansu Jing（伊利诺伊Elk Grove Village机床业务部）指出。“西门子为所有制造领域提供多变技术创新，含航空航天汽车等主要领域，”他说。“创新不只聚焦通过强大TIA门户和Safety Integrated Plus提升机床制造商工程速度，还包括‘数据数字化产品之艺’，给最终客户连接、监控、分析、优化机床的方式。”

“智能制造/工业4.0，亦称‘数字化’，是制造业游戏规则改变者，”Jing续说。“连接机床带来大量新可能和新商业模式。为更好服务客户，制造商需提升生产力质量、缩短交期交付更好产品。同理，为强化市场竞争地位，企业需缩短新产品设计时间。”

机加工人员总寻求让切削更轻松更快，Jing补说。“不同机床需不同功能实现此目标，如模具模具切削‘Top Surface’获更好表面质量更短时间，‘Tool Manager’轻松管理所有刀具减因断刀停机等。”

CNC控制软件元素让专用例程和宏易于添加，提升大厂和小型职业车间生产力。

“制造商始终寻求更高生产力更好质量，”Jing注。

“受限于刀具材料和机床力学，难大幅缩短切削时间，所以提升生产力新潜力在于更好管理完整生产价值链，含分配任务不同机床、优化刀具布局、实切前仿真验证设计、机床组件在线分析含刀具等。”

“西门子提供完整产品线助大厂小厂建立虚拟孪生、分析生产、从产品设计到交付优化生产，”Jing续说。西门子软件含Manage MyMachine、Analyze MyPerformance、Analyze ToolPath、Run MyVNCK验证设计、优化零件程序、仿真切削、保持机床最优性能运行。

按Hurco的Cope，连接机床用工业4.0和智能制造能改变游戏规则、弥合制造业现存技能鸿沟。“新标准提供机床控制互联互动能力，使机床成大型制造单元内‘助手’，特定作业或程序可发送给下一台可用机床，不依赖特定机床释放。也可发送作业或机床反馈至指定邮件/短信接收者。”

“拥有自动化协作的力量和通用性，未来几年对各规模车间将愈发宝贵，”Cope续说。“因员工较少，小车间可能比大厂获益更多，因允许利用一天更多工时——甚至无需延长二三班。”

Hurco IMTS展台展示协作机器人、多轴串联机器人、托盘系统演示高混低量零件生产自动化，Cope称系Hurco与Erowa、Universal Robots、FANUC、Online Resources、Industrial Controls & Automation合作。

“Hurco投入大量工程资源发明专利软件驱动运动控制系统UltiMotion，”Cope说。“有UltiMotion，海量内存和NC程序块前瞻（均为控制标配），所有行业受益但模具和航空航天车间尤甚。综合速度、吞吐、轴响应将助确保客户生产最佳零件、缩短周期、卓越表面光洁度。”

单装夹与仿真备受推崇

多轴机床单装夹高效作业是CNC趋势，Heidenhain Corp. TNC业务发展经理Gisbert Ledvon（伊利诺伊Schaumburg）指出。“人们想能在一机床上多做，所以五轴大进步，不只全五轴，更多3+2[加工]因需保持竞争力，”Ledvon说。“若继续原样，将无竞争力。”

虽部分加工回流美国，最简单加工未回流，他补说。

“复杂活回流了。趋势是想在一机床多做，所以要么五轴，要么在铣床上做车铣复合。想稍微切入自动化，想控制上简易功能管理简单托盘换刀、设优先级。”

刮齿和复杂齿轮切削加工卷土重来，得力于Heidenhain TNC控制新软件。复杂加工需高精3D建模仿真软件，如Heidenhain近加入TNC工具箱的动态碰撞监控。

“虽可能有外部碰撞监控，如CAM或Vericut验证程序无碰撞，人们也想在机床[控制]上做，如果能，”Ledvon说。“若机床能视觉显示碰撞问题，他们想看机床运动学3D模型，再复核编程时——仍想要机上验证。”

CNC控制上零件仿真愈发普遍，IMTS上FANUC等推出新CNC仿真。FANUC仿真提供全3D零件仿真，Webster注，显示零件实体在加工中状态。

CNC开发商产品中实体模型用量也增，Hurco的Cope注。“某些控制开始采纳、我们必将见增长的趋势是：直接将实体模型导入控制——并从中创建程序。虽已能导入STL文件作毛坯几何数年，Hurco IMTS 2018推出新功能3D Import增强3D DXF，获展会观众热烈欢迎，”Cope补说。“因许多用户从客户收实体模型文件，直接载入控制生成零件程序无需CAM系统，显著受益。”

机加工人员最关心什么

易用性居多数机加工人员愿望清单高位，CNC开发商稳步推进，FANUC近年重塑用户界面，许多开发商含更易用触控界面。

“他们要速度、不想等、要精度，”Mazak Corp.软件工程师Robin Cave（肯塔基Florence）说。“我们Windows机图形很好，帮机加工人员开切前验证代码，仿真相当好、显示一切。”

Mazak Mazatrol Smooth系列CNC含SmoothX、SmoothG、SmoothC，约三年前Mazak日本用三菱硬件重构，植入Windows 8嵌入式OS。这些CNC提供直观操作，触控屏允许滑块等图形输入微调零件工艺，Cave注。

“尖叫般快的控制，”Cave评Smooth CNC，注Georgia Tech测试过。“处理比我们以往任何更快，固态硬盘真助速度。不总需高速，但插补球头铣刀时需快速吞吐大量代码，”Cave说。“模具航空航天活常遇此类情况。”

“客户另一超大诉求是我们SMC——Smooth Machine Configuration，”Cave续说。“客户想机床更灵活。有时需极高精度，有时不需。”SMC让机加工人员易用滑块随加工条件调机床精度，助简化机上编程。

单一平台应对一切

加工通用性是CNC用户关键趋势，Fagor Automation-USA营销经理Todd Drane（伊利诺伊Elk Grove Village）注。“制造商想要单一CNC平台应对车间所有应用，”Drane说，注这允许更好车间人员互换。“一旦学会一CNC平台，若操作平台随新工艺保持同一，个人对新工艺集成容易得多。”

最新发展中，Fagor 8065 CNC平台设计含高速加工所需专有高级特性，同时保最佳表面光洁度和最大精度，Drane说。Fagor自适应实时进给转速（ARFS）功能让CNC分析主轴负载、伺服功率、刀尖温度等加工条件，自适应调整轴进给和主轴转速以达最大加工性能产出，Drane补说。“结果是缩短周期、优越零件光洁度。主轴伺服电机寿命延长、刀具利用率改善。”

Fagor 8065 CNC还装航空航天专用高速表面精度（HSSA）加工功能，降机床机械应力、延机床寿命。因机床振动降，能更平滑运动、更高进给，Drane说。“此外，板载Bode图工具允许测量机床频率响应，从而实际滤除各工况环境产生的机床振动。”

Fagor还推Fagor加工计算器（FMC）应用，8060和8065 CNC平台均可用。功能含待加工材料数据库、加工操作（铣削车削）、选取适宜切削条件界面（各操作轴进给和主轴转速）。Fagor CNC另一进步是控制线紧凑硬件设计，Drane说。“今制造业，如客户所言，空间即金钱，”他注。“故Fagor创建不只是紧凑CNC，还有紧凑驱动器甚至电机。理念是提供契合需求的精益方案，非千篇一律。”