德国HEFTER 工厂通过采用GibbsCAM 多任务加工编程解决方案

密密麻麻

德国HEFTER 工厂通过采用GibbsCAM 多任务加工编程解决方案
* q0 {6 X6 h5 @3 n4 H, c极大地提高生产效率
近两年来，位于德国基姆湖边的Prien 小镇上的HEFTER 制造工厂采用了马扎克（Mazak）的多任务机
床和GibbsCAM 软件来完成零件加工流程。他们原来的工作流程是在铣床上进行多次装夹，通过多个刀
路程序来完成一个零件的全部加工过程，而现在则可以采用一次装夹，通过软件编程连续刀路来完成全
6 Y/ I0 j4 b7 y$ a8 N: J" B, A8 F部加工过程，这种新的工作流程极大地节约了时间。
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Mazak Integrex 200-IIIS 复合加工机床，配备了送料装置、
; h1 g# M1 d% }# r, u8 P* r. m主轴、付主轴、铣刀轴。刀具库可装载80 把刀具。
让那些复杂的零件加工更加高效—这是机械加工领域的发展趋势。这就是现在多任务机床
（MTM）------也叫多轴机床或车铣复合加工中心------应用越来越广泛的原因。HEFTER 制造工厂，
1 q+ V3 c5 k8 k/ ^1 {  w. C5 nHEFTER 集团的核心业务单元，顺应了这个潮流在发展。HEFTER 公司拥有多年马扎克车床使用经验，
7 @0 k* C( K+ k3 _! L+ \, A% L5 M因此第一台多任务加工机床也选择马扎克的产品就理所当然：一台Integrex 200-IIIS 复合加工机，配备
了主轴、副主轴和铣刀轴；一个材料直径可达65mm 的棒料进给器，使机器可以勿需人工干预而进行不
间断的三班操作。
5 |) f/ c3 A- n; J; A0 [- I- v  X没有软件就没有硬件！换言之，没有软件就无法发挥机床的效应。两年前，当决定购买这台机床
时，制造部负责人就开始寻找一个合适的编程系统，因为MTM 机床拥有非常复杂的运动结构—Integrex
200-IIIS 有8 个运动轴—这不是一件容易的事。HEFTER 公司系统管理员Franz Huber 先生解释说：
+ G: e3 x! @4 _( t4 [“GibbsCAM 是别人推荐给我们的。该软件被形容为强大而灵活的。从我们的角度来说，一个最重要的因
素就是要在马扎克机床上有很多可参考的应用实例，尤其是在美国市场，这样可以确保其后置处理能力
* [! o! C( q! j  C1 S2 P' h的万无一失。经过市场调研后我们得出的结论是，GibbsCAM 是最符合我们公司的多任务机床编程要求
的加工软件。”

GibbsCAM 是一个二维/三维的CAD/CAM 完整编程软件包，主要应用于车床、车铣复合机床和线切
割机床的编程。对于铣削，它可以支持到五轴联动加工。他的多任务加工编程，则支持目前所有的多任
/ v; s- W9 h* E务机床；它支持多达25 轴的机床编程，其中甚至包括一些辅助设备的运动，如坯料和刀具的自动更换系
3 v' p0 G5 [6 \; s8 }7 ^# n统。


) Q" W  @( J/ O9 c3 {( [8 e7 n编程之后，用GibbsCAM 软件独有的同步管理器模拟各工作阶段的指令序列，以查验编程结果的合理
性。图片呈现的是锯掉加工件的最后程序。
与众多CAD 软件集成，无数据转换损失
$ F6 s( \# }3 p6 {对HEFTER 公司来说，与CAD 软件很好的集成也是考察的一个重要因素。HEFTER 的设计部门已
经和SolidWorks 合作10 年了。由于Gibbs 公司是包括SolidWorks 在内的几个常用CAD 软件供应商的
8 F& g7 N5 n  R+ i合作伙伴，支持直接在CAD 软件界面中一键切换到GibbsCAM 软件，而不必通过一个中间数据格式进
7 f- M, W3 G$ e  q8 O行转换，尽管GibbsCAM 也支持中间格式转换的方式。其他AutoCAD、Solid Edge、Pro/E 等软件的用
/ z! N6 L# Z) R. K9 w4 s户也会受益于这个优点。
位于Breidenstein 的Datentechnik Reitz 公司负责GibbsCAM 在HEFTER 公司的实施和技术支
持。没有专业的支持，在 MTM 编程领域则会一筹莫展。尤其重要的是，根据机床参考数据文件，在软
件中建立机床的模拟系统和调试软件的后置处理满足机床运行需要。Datentechnik Reitz 公司负责了这两
7 d- z. f7 F  ]# S  |方面的工作。模拟机床系统应用于校验和仿真，它包括所有的机床选项如各种运动轴，刀具库等。
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. D) d) v- a, ]" ^$ l- R8 CHEFTER 采用马扎克机床后，零件加工效率的提升异常惊人。原先负责车削编程而现在转而负责
MTM 编程的Peter Scholz 说：“越来越多的零件不再使用一般的铣削机床加工而转到Integrex 机床来
加工，原因就是极大的加工时间优势。一个零件，以前需要两到三次装卡才能完成，而在Integrex 复合
加工机上一次装卡就可以进行六面完整加工。机床装卡和定位的时间极大地节约了，我们现在的生产时
1 H3 v: ?- l. t: Q: v间只是原来的75％”。这个机床能极大的减少辅助工艺时间，因为有个可装80 把刀的刀具库，机床操作
; u/ H4 J6 |0 m4 I者可在机床运行过程中可以为后续的多个工件准备好刀具，当然软件有自动产生的Excel 表格来显示的
% o, F2 c4 e8 V& z4 l' o刀具使用计划以支持机床这种设置。

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; A  E9 F& x0 _% ^% Z7 K采用MTM 最大的优势是：需要经过车削、钻孔和铣削等多种工艺加工完成的工件，现在只需一次装
卡就能完成全部加工。一些只需铣削加工的零件，相对传统的铣床而言，可节约多达75%的时间。
' j, X; N3 w( j$ a9 _既复杂又灵活
如果你想采用手工编程而不是专业的CAM 软件，那在MTM 机床上的工作将会是一个复杂且耗时的
工程，拥有很多不确定因素。简单地说，多任务编程的最大难点，就是如何使所有轴和刀具的程序能协
( `1 ?: V1 {7 |$ \) c; w  o9 j, e调运作，获得先进的，时间最优的并且不会产生干涉的程序。GibbsCAM 的独有的同步管理器可以确保
9 ^; y! a; ?2 N各个程序之间可协调运作并达到最佳状态。用户还可以获得即时仿真去看到实际同步情况时怎样的。
% x* i5 k& J6 g! e8 O此外，Peter Scholz 强调了GibbsCAM 的“轮廓加工”。轮廓加工可以通过未加工完成的毛胚数据和
3 @& l, G& _8 t2 `' j2 G2 Q零件数据比对，自动识别需要完成的轮廓和特征，因此，你只需直接点取即可进行加工。据我们所知，
还没有其它系统有这项功能。技术要领是：GibbsCAM 可直接在实体上操作，编程人员完全从手工特征
# i. ?6 u/ I8 I* }生成中解放出来。这方面还有更多优势，如果三维模型发生变更，如果有需要的话加工刀路可自动或半
自动随之发生更新。而且，为了保持CAD 和CAM 数据的一致性，Reitz Datentechnick 公司还为其编写
了一个插件程序。通过一个表格记录CAD 和CAM 文档的位置。如果某个实体文件做了修改，则下次访
问对应的CAM 文档时会出现一个屏幕提示。编程人员则可以便捷的更新变更模型后加工程序。即使将机
床和软件的复杂度考虑在内，花一周的时间进行培训就能满足基本的编程工作。其余的可以“边做边学”，
Peter Scholz 补充到。

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  T- q: ]+ R, S8 {基础培训持续了一周，之后立刻开始用GibbsCAM 编程。
) n/ f7 R" e" k+ N! `* t) C; v毫无疑问，这正是HEFTER 的前进方向。下一步将是五轴联动加工；公司今年将会购买相关模块。
“我们已经有零件需要采用四轴联动加工”Scholz 说。第二个加工车间和第二台机床也是计划的一部分。
Integrex 200-IIIS 复合加工机已经满负荷昼夜不停地运行。新的机床还未最终决定采用什么品牌。
HEFTER 制造工厂的负责人Lorenz Ablinger 说：“我们的GibbsCAM 编程系统可以在任何型号的多任务
/ b# v* P) J) B- ]: M/ ^机床上使用，我们只需相应的机床定义和可应用的后置处理程序。因为有Reitz Datentechnik 公司负责
这些工作，所以我们做决定的时候，可以全神贯注于机床的性能即可。
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需要5 轴同步加工编程时，GibbsCAM 的用户可以增加5 轴选项模块
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（上图）从左至右依次为：系统管理员Franz Huber，车削编程人员Peter Scholz，在Mazak Integrex
( i6 C  L$ Y) O5 e200-IIIS 复合加工机前的是HEFTER 制造工厂的负责人Lorenz Ablinger。
6 d0 R& H8 O  j( Z! x& q同类CAD/CAM 软件中最好解决方案的来自Cimatron 集团公司
位于美国加州Moorpark 市的Gibbs 公司，是CAD/CAM 系统GibbsCAM 软件的生产商，从2008
# `  p' ]! \8 I; l1 r2 w年年初开始成为Cimatron 集团的一部分。由于自己拥有CimatronE 的CAD/CAM 软件解决方案，到目
前为止，Cimatron 公司主要还是致力于工模具行业。与美国Gibbs 公司的合并使Cimatron 公司在一般
0 g, O, p% v8 c0 `零件制造业中开辟了新的应用软件领域，例如，在多任务加工中心领域。Cimatron 公司的目标是为所有
制造业提供业界一流的软件解决方案。
Gibbs 软件在德国以GibbsCAM 的产品名称提供，在美国被很多规模较大的公司应用，包括波音、福
, y. F& L: X' r$ u. H% q1 T# |2 U8 H特、美国通用动力公司、美国通用汽车、美国洛克希德马丁和美国雷神公司。
GibbsCAM 软件在德国通过Cimatron 德国分公司和Datentechnik Reitz GmbH&Co KG 公司直接进
行销售。

从一人公司到一个集团公司
HEFTER 制造工厂于1963 年在德国基姆湖边的Prien 成立，在该公司刚开始运作的头两年，公司
只有一个人。现在 HEFTER 这个名字代表一个集团公司，Cleantech 公司和Officetech 公司是在制造工
厂下的子公司。HEFTER Systemform 公司为纸和邮件的进一步处理生产设备和系统，HEFTER
. t) z! ]' t. q+ o) JCleantech 公司生产清洁地板和自动扶梯的设备，HEFTER Officetech 公司生产碎纸机，切纸机和层合
机。
制造工厂仍然是HEFTER 集团的核心业务，除了为我们自己的公司开发和生产设备外，我们也为外
( Z  S  W" n9 H' ?  h1 R部的客户加工单个零件或完整组件。
3 K- J1 l/ E8 H2 j0 ^) {9 \HEFTER 目前的员工总数是450 人，其中70 人在匈牙利Nyul 市2005 年修建的第二个工厂工作。
如需了解更多信息，请登陆www.hefter.de查看。
- ?# R7 L8 l2 z2 k* _- GHEFTER 的GibbsCAM 软件配置：
$ ^2 w' r2 o% c. x; ^GibbsCAM V8，安装选项：
多达25 轴的车铣复合加工；MTM 模块支持超过四个以上的同步运作的刀具、付主轴以及Y/B 轴；
4 ^# i2 b7 q- F旋转铣削，C 轴和/或B 轴同步铣削；通过Parasolid 读入3 维模型或通过曲面和线框工具进行三维建
模；CAD 接口：Inventor 的Part 和Assembly，SolidWorks 的Part 和Assembly，Solid Edge 的Part
- q# V7 V4 t. w& S) N) X; xand Assembly，Parasolid，DXF，DWG，IGES；5 轴铣削模块在计划中。