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

# o$ I* T" s7 W& l德国HEFTER 工厂通过采用GibbsCAM 多任务加工编程解决方案
$ i( V! Q+ }. h0 a4 j3 D* G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
% m8 p8 X, Q" D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
; y) F6 v' i/ F7 Y0 f1 v5 i3 Y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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& D) E4 Z2 ?, x4 q, v/ F3 VMazak Integrex 200-IIIS 复合加工机床，配备了送料装置、
# E+ Y* v! ~; x( i, [9 f. I9 u主轴、付主轴、铣刀轴。刀具库可装载80 把刀具。
. |& k2 h8 x) N8 P; n* ?9 D" A# ?; L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，
- i1 H1 ~/ J1 P& {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
; F: P/ \! M% v  Q$ {6 ~间断的三班操作。
- z4 h1 x6 q4 M" K: ]$ B. I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
" q* f. V9 r( n5 r! |3 U' P200-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：
. i4 @  E3 C. P2 F- n+ F3 Y1 W“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
' b/ x2 S  n: I# i) j& z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
8 c' J( s2 c. Y( b9 u6 r' y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
& T) I2 r& R6 S: X, d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
8 V/ h8 n# u4 x9 ?2 @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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9 W- T) F8 O3 ^* W) l) e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
9 p; @1 k2 S( q4 _0 D& P性。图片呈现的是锯掉加工件的最后程序。
1 f, a  i5 k1 p4 q) [与众多CAD 软件集成，无数据转换损失
4 ]) {  a' c% H  x0 e4 G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
, \2 h% J6 o$ p. ?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
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
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
/ H; u* s* D: C% P1 w& @户也会受益于这个优点。
: Z* p3 N  Z5 h. L7 Q  L/ g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
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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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
: W  g- M1 n* gMTM 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
5 n) _* [& z6 f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
3 e2 @' f' Z6 L8 F4 N3 D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
0 h  [9 g/ @0 ?$ \1 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
- L* D: Q. b% q. w9 m" j0 l0 s8 B刀具使用计划以支持机床这种设置。
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' K! T( Q0 |5 R" K1 ^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。
2 E  M* V; ~9 u3 l. l既复杂又灵活
2 Q5 Y& p2 g# u1 W! [+ v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
/ I! g" L8 w5 v& j6 B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
) }1 ~. t4 U( r2 Q: V* x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。
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，
" ~  k3 _/ P  e" }4 `2 N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
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
" W2 G) U6 n2 y+ H8 {( f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
/ l. y) L1 S4 l- h. a0 h+ ^# {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”，
4 \+ P/ t' D( z# M4 ]9 GPeter Scholz 补充到。

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% \) V+ e5 \4 h: t基础培训持续了一周，之后立刻开始用GibbsCAM 编程。
0 Z; ]9 g* o% O* Z* k$ e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。
$ B8 c  e0 K; j- o“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。
9 N* m1 {& k; x* qIntegrex 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。
7 P2 a% \7 J% G: K# a/ n8 l2 t$ jHEFTER 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
/ f# i6 E/ e% H. z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。

”
. d# c* v) n% W% F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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# X% O, ?5 o! U0 w
4 W- \2 F3 O  u5 r（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
: ~' }- r) }: n: ?& P4 G1 K; @200-IIIS 复合加工机前的是HEFTER 制造工厂的负责人Lorenz Ablinger。
同类CAD/CAM 软件中最好解决方案的来自Cimatron 集团公司
) S" Q3 o4 d8 u0 R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
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
6 d* c6 _/ X% Z3 _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
8 C% w' m% }2 |  L/ A9 |7 I( r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
$ ~9 z7 [3 H* l  J) s: u3 Y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
6 j- _! o% U8 W8 k' PHEFTER 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
- G. a: `/ A# g$ I9 v" a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
( Y6 M% h; M5 R5 [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
6 b+ p1 t/ N/ r; D4 }( r2 [# J机。
& g1 x& w# k- N: t9 W& i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
部的客户加工单个零件或完整组件。
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。
: b0 I* r  M8 e如需了解更多信息，请登陆www.hefter.de查看。
HEFTER 的GibbsCAM 软件配置：
, Y3 S, E! W! H3 g) e# sGibbsCAM V8，安装选项：
" C% [# K/ F) r8 f9 P) K2 a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；
) S5 B* D  y! U( M* y5 x4 `7 \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
8 @; P4 E" ^2 D8 J# x模；CAD 接口：Inventor 的Part 和Assembly，SolidWorks 的Part 和Assembly，Solid Edge 的Part
4 ^+ `) u5 e# p2 ]and Assembly，Parasolid，DXF，DWG，IGES；5 轴铣削模块在计划中。