进入墓碑式的生产力

你怎么称呼它们?一些名称是墓碑，基座式夹具，工装塔，工装柱和夹具块。所有这些都是有2到6个或更多面的直立结构，工件可以夹在上面。这些垂直的面呈现工件，使水平加工中心(HMC)的主轴可以以一个直角接近它们。因为底座可以安装在托盘上，加载到HMC床上的转盘上，索引桌子是一个快速的方式带来一个新的部件阵列被加工。

通过从一个面自动索引到另一个面，直到所有面的工件都完成，然后自动更换托盘，将其他充满新鲜部件的墓碑，这可能大大延长HMC运行的时间，而无需操作人员干预。这种策略使这些机器非常高效，与高吞吐量可实现的导致降低部分成本，特别是当hmc安排在细胞或灵活的系统与托盘更换，使墓碑经历最短的排队时间。

位于加州奥克斯纳德的机床制造商哈斯自动化公司(Haas Automation)认识到这种生产策略的价值，它在战胜其他商用机床生产商方面做出了卓越的努力。哈斯管理层深知，在这个竞争激烈的市场上取得成功的关键在于能够以高效和经济的方式制造高质量的机器。

当该公司几年前在奥克斯纳德建立新的制造工厂时，它计划基于hmc墓碑制造的概念来实现其成本和质量目标。

这种方法被证明是值得的。然而，持续改进的要求使公司不断寻找其他方法来提高其卧式机器的产量。出现了一个机会来增强这种方法的潜力，那就是多部分设置的编程。墓碑使各种加工策略成为可能。关键是选择最有利的一种，并快速创建NC程序来执行它。

例如，排列在墓碑表面的工件可以通过简单地在每个零件位置对应的坐标系统上重复数控程序一个接一个地加工完成。对于某些类型的工件，这不仅是最简单的，而且是最有效的策略。用一种工具进行所有操作的零件，如用立铣刀进行凹化或修形，可能是合格的。在其他情况下，对于由各种工具执行不同操作的部件，更复杂的策略将减少更改工具或索引tombstone所浪费的时间。为了尽量减少刀具的变化，程序员可能想要在一个分度中可访问的所有工件上钻一定尺寸的所有孔(包括在工件侧面的孔，在墓碑的相邻面可访问)。

但是下一个什么?程序员必须决定是否将该工具放在主轴中，而索引放在墓碑周围更好。或者在索引和重复墓碑的下一个面的操作序列之前，改变工具并完成所有剩余的操作更好?无论程序员决定做什么，重新排序所有代码行来执行策略都不是一项简单的任务。哦，别忘了，有些工件的特性可能是无法获取的。一个例子是那些面向其他工件的零件侧面的特征，而不是由主轴可及的墓碑的开放侧面。这些操作必须从当前程序中排除，并在稍后的另一个设置中返回。

为固定在墓碑上的部件阵列创建最佳程序对哈斯来说是一个挑战。像许多制造商一样，该公司使用各种CAM软件程序来支持其CNC操作。水平加工单元的编程主要用GibbsCAM处理。Gibbs and Associates公司(Moorpark, California)的CAM软件具有解决多部件安装的标准功能。哈斯公司(Haas)的制造工程师尼尔·凯拉韦(Neil Kellaway)参与了水平加工单元生产的各个方面，他将这种编程特性描述为“绰绰有余”。该特性允许程序员完成墓碑制造所需的所有基本排序和协调工作。

但是，就像CAM软件包中的标准功能一样，“一刀切”的特性让Haas程序员希望他们拥有某些功能和功能，而不是现有的现成功能。

例如，卧式加工单元可以加工各种各样的零件，在一个多机单元中需要多达12种不同样式的墓碑。此外，墓碑上的设置也经常是不同的——要么是各个部件的朝向不同(背面朝外而不是正面朝外)，要么是不同的部件编号混合在同一个墓碑上。以前，这些复杂的设置几乎总是要求程序员在多部分设置特性中使用可选的自定义设置或值。同样，后处理输出通常需要手动编辑主程序和子例程，以便根据各种HMC控制单元的首选项对它们进行格式化。此外，完成的程序不容易验证。

大约两年前，凯拉韦和他的团队找到这家软件公司，希望开发一些专门的软件，为多部件设置功能提供更多的灵活性和自动化。新软件在2002年年中交付使用，它极大地提高了Haas程序员处理墓碑式生产操作程序的速度和效率。凯拉韦估计，这种定制的软件已经帮助这些单元中墓碑加工的编程时间减少了50%。他说，更重要的是，该软件大大增加了墓碑程序无错误的信心。

更多的名字叫

就像墓碑有不同的名字一样，定制的CAM软件也有不同的名字。其中一些名称是插件、附加组件、扩展和宏。墓碑有许多尺寸和配置，可以用于垂直和水平应用。同样，插件也采用各种形式。其中一些差异比不同类型的墓碑固定装置之间的差异更深。(见边栏)

例如，Gibbs公司提供一种收费的定制软件开发服务。根据该公司的说法，通过该服务承包插件的客户可以获得完全集成在核心GibbsCAM产品中的软件。该公司表示，该插件必须满足标准功能必须满足的所有标准，包括完整的关联性、通用接口约定、易用性和可靠性。该插件使用与核心产品相同的计算机语言(c++)编写。

使用这项服务，哈斯与软件公司签订合同，开发商店正在寻找的定制。这笔交易的价值来自于它所需要的有纪律的方法。这涉及四个步骤。首先，各方聚在一起创建一个需求文档，它阐明了定制软件要做什么，或者它打算解决什么问题。接下来，Gibbs软件工程师创建了一个规范，详细描述了提议的解决方案。第三，软件工程师将新软件作为草稿进行开发，并对其进行评审、测试和修改。通常需要几个迭代来细化产品并确定它满足所有的需求。最后，交付新的软件，并按照原合同的条款完成交易。

正如Gibbs and Associates的创始人兼首席执行官比尔•吉布斯所指出的那样，这种开发过程与其他获取定制软件的方法有很大不同，比如用户之间交换自己喜欢的宏。相反，该过程遵循开发核心产品特性的相同规则和程序。“定制软件必须在易用性、灵活性和一致的界面外观方面与我们的任何标准产品功能一样，”他说。“定制软件必须和我们的其他软件一样好。”事实上，他说定制软件通常会成为未来版本中核心产品的基础。在谈判开发费用时也要考虑到这一点。定制项目可能会产生具有广泛市场吸引力的特性，基于开发成本将通过向其他用户发放许可来收回的前景，这些项目会得到补贴。

哈斯用它的钱得到了什么?凯拉韦说，简而言之，该公司获得了一个非常高效、非常有效的工具，可以应对多部件安装的挑战。主要特点是:1。在墓碑表面上排列部分的一种图形化的、交互式的方法;2.允许程序员快速选择加工策略并分析其效率的对话框;3.一个仿真包，可以对加工过程进行可视化验证;和4。自动输出后处理的G代码，以正确的顺序巩固加工步骤，包括收回工具的命令，以便在索引时清除墓碑的旋转。

运行中的插件

下面是自定义的多部分设置特性的工作原理。首先，程序员导入或建模实际加工零件和零件的初始库存状况的表示。一般来说，夹具是建立在零件的实体模型或初始库存条件，使用CAM软件提供的建模工具。常用的夹具部件存储在一个库中，以便检索，以加快工件夹具的设计，这些可以很容易地导入到凸轮系统。然后程序员将零件定位到适合所需的加工方法，并为每个零件建立坐标系。然后，零件可以在软件中复制，只需点击几下鼠标，就可以和固定装置一起放置在墓碑上。然后，程序员通过创建刀具路径的正常过程来加工作为一个单一单元的部分完成。

此时，程序员打开了自定义的多部分设置对话框。这个对话框与其他的GibbsCAM对话框具有相同的“家族相似性”(Kellaway先生重视这种相似性，因为它简化了训练问题)。对话框有五个主要组件。

部分布局为程序员提供了在墓碑上排列部件的选项。进入“计数”字段的数字决定了在一行(X)中有多少部分，在一列(Y)中有多少部分。B计数表示墓碑有多少面或面。在哈斯，四边墓碑是最常见的。“步进”区域大约指定每个工件在X和y中的起始位置之间的距离。这是工具必须步进的距离，以找到下一个部分。B步骤指定适当的调压托盘的旋转度。“repeat”选项决定工具将如何移动——例如，横过一行(X优先)或向下移动一列(Y优先)。

操作组是对加工操作进行排序的实用程序。实际上，软件会筛选代码行，并根据程序员选择的标准将它们组合成组。例如，“按工具”将由同一工具执行的操作分组，以便在下一次更换工具之前，由该工具加工的所有特征在所有部件上按顺序完成。“工具和CS”按工具分组操作，但在移动工具到下一个工件之前，完成对一个工件(由其坐标系统识别)的所有操作。因为一些工具可能用于多个操作，“by ops”为程序员提供了一个选项，让一个工具一次只在一个组中执行一个操作。

操作布局是一个显示器，显示在索引之间的墓碑的每个面执行什么加工步骤。通过添加或清除操作，程序员可以修改操作序列以适应某些异常。

中的字段中的选择输出为程序员提供格式化代表统一加工步骤的G代码集的选项，以完成多部件设置。勾选“最小化WFOs”框，删除与工作夹具偏移量相关的多余代码行，以缩短后处理程序的长度。这是程序员格式化主程序和子例程以适应控制器要求的地方。

缩进让程序员在Z轴输入间隙值，为主轴避免碰撞。“相同的B”是在墓碑的一个面从一个部分移动到另一个部分时的安全距离，而“新B”是在托盘旋转时从墓碑的面索引到面时的安全距离。

模拟和验证

当程序员在对话框中输入了所有必需的字段并点击OK按钮时，软件会处理这些选择并生成一个完整的、后处理的代码集。这个程序是针对整个组成部分的，而不是针对每一个单独的部分。根据开发人员的说法，不需要编辑程序就可以添加工具收回、托盘索引等命令。

Kellaway先生说，该插件的最大好处之一是增强了CAM软件的模拟能力。通过在多部件设置对话框中输入的选择和值，模拟器可以显示墓碑、底板、夹具和工件本身的实体模型。指定机床的关键部件必须为模拟器建模，以显示转台、机床立柱、工作台等的关系，但一旦这些建模完成，就可以在编程过程中从库中调用它们。

运行模拟器可以让程序员直观地验证完整的设置。动画显示显示任何由主轴头、刀柄和收刀不足引起的干涉。明显的问题可以通过返回对话框并修改输入来纠正——例如，更改收回值以获得更大的清除空间。

墓碑制造模拟的另一个关键方面是，它将跟踪X-Y-Z位置相对于指定机器的旅行限制。这可以防止工具超出特定机器的运行能力。如果发生这种情况，会有一条警告消息向程序员发出警告。

移动中的墓碑

除了Haas的程序员之外，这个新插件还可以帮助其他人。它还可以通过简化设置来帮助车间的操作人员。该插件提供数据，列出了在墓碑上定位工件(或支撑它们的底板)的坐标。这个打印输出包括与路由器，在每个单元的加载站，在那里工件连接到墓碑。工件坐标是近似的;在多部分数控程序执行之前，在hmc上的探测程序建立精确的坐标。

每个卧式加工单元都有自己的托盘存储系统。托盘式墓碑被储存在这些多层系统中，并由机器人托盘运输车取回。车间的主生产计划决定了要装载到墓碑上的工件的混合，以满足本周的生产计划。这个时间表规定了哪些空墓碑会被送到装货站。加载完成后，tombstone将返回到存储系统，直到日程要求对它们进行处理。

通常，Haas的单元有几台使用相同工具的相同机器。这允许任何可用的机器接受在该单元排队等待的下一个托盘墓碑。我们的目标是让电池全天候处于轻松的运转状态，直到生产计划要求的所有零件都加工完毕。

根据Kellaway先生的说法，多部分安装插件使程序员能够在长时间无人看管的操作中跟上细胞对准备处理的墓碑的需求。“插件的灵活性和效率让我们能够做到这一点，”他说。他解释说，这很有挑战性，因为哈斯公司是业界最具活力的产品开发项目之一。在当前的生产中，一系列的车型意味着不断变化的零部件组合，在达到成本和质量目标方面的需求不会减少。

虽然这些以工件夹具命名的墓碑属于墓地，但墓碑制造是哈斯自动化公司在美国保持机床制造活力的重要组成部分。简化墓碑固定装置多部分设置的定制插件对这一工作做出了重要贡献。