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
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
3 p/ a/ B' }4 J+ h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
# _- e/ F) J8 H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
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、
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，
HEFTER 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，
! `5 [# b# o) X# `2 `2 B7 r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
1 o$ r4 o; E- }  D" E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。
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：
“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
+ l# t8 B8 E7 |# D( b5 ^% }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。”
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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
+ W! \: o/ Y3 p8 B  R" T: E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
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
统。
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) U. B7 M' B) g; U0 J) a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
2 R& }9 m  q3 e$ F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
- V1 ]' Y$ @) I! P3 w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
, R; Z8 N# v/ ?2 b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
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
" M' X$ J9 [8 o* c1 K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
- {% Z: b7 A- |) o$ c5 X8 C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
3 x& U& |5 _" J7 G, J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。

HEFTER 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
. }' K2 {- T" J- d5 xMTM 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
$ Y1 C% ]& j. j& ]1 p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
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
3 b# E/ g  T) `& v8 W, h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
" q- e6 V1 B. `刀具使用计划以支持机床这种设置。


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
$ q  ~) M  O3 T8 w5 g$ m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。
& }! [# b, e1 ?0 Q2 a, Z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
( m  z" e. J! G, h# ?2 z: A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
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
% n, n2 ~& z+ ?0 N: J; B* \' v1 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。
; e% K  f6 b1 T1 J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
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
) T0 a6 I, I1 m( L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
+ c5 k# w* B, {7 Q  o3 ~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。
2 o; }1 Y+ i/ E! x7 C
, H' T  v# [) I, y; b
/ [$ {: |3 o, y  a& J4 L. R基础培训持续了一周，之后立刻开始用GibbsCAM 编程。
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
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
7 S4 h' `  p  N6 P" r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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$ N- v% m9 Q- p4 K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


（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
/ a% b7 B& P' M200-IIIS 复合加工机前的是HEFTER 制造工厂的负责人Lorenz Ablinger。
9 b+ Q4 z6 a4 W  S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
7 k! z$ p" ]# x# U/ m/ q9 Q2 z2 E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
* y  P6 G7 b0 V& s0 F( o" e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
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
: z9 p% C) I9 t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
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。
! Y& O6 \9 _' {9 BGibbsCAM 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。
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4 P9 Z# K# b% @7 @, n3 v+ O. I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
Cleantech 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
: t' x: l# Z0 E7 `! I2 L部的客户加工单个零件或完整组件。
3 c1 f1 W2 g4 p% O% Q& GHEFTER 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。
7 A; f- f! ^; V% a* I如需了解更多信息，请登陆www.hefter.de查看。
HEFTER 的GibbsCAM 软件配置：
GibbsCAM V8，安装选项：
3 f" H0 a/ {2 j8 s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；
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
and Assembly，Parasolid，DXF，DWG，IGES；5 轴铣削模块在计划中。