通过机器仿真程序验证

先进复合材料中心位于贝尔直升机位于德克萨斯州沃斯堡的园区，为贝尔-波音V-22鱼鹰垂直起飞飞机生产复合材料部件。该工厂只生产和加工复合材料飞机部件，包括叶片、桅杆、机翼皮、轭和旋翼组件。在铺层后，这些零件是后续铣削、钻井和修边作业之前的一项重大投资。由于编程错误导致机器部件和部件之间的碰撞，在制造的后期报废一个航空航天部件将被证明是极其昂贵的。

然而，如果在真正的加工周期开始之前没有识别出机器部件、刀具、夹具和零件之间所有可能的干扰，那么损坏工件只是可能发生的潜在问题之一。几年前，该中心购买了两台辛辛那提马格南1000五轴机床，用于加工关键的V-22零件。在那个时候，程序员在机器上干运行程序之前，会在他们之间传递完成的加工程序进行验证。据工厂数控编程主管罗纳德·托瓦尔(Ronald Tovar)说，即使有一群才华横溢的程序员检查五轴加工代码，也很难识别和清除每个编程问题。

最糟糕的编程错误场景是导致机器损坏的碰撞。中心的两瓶玛格南酒发生了两次。在这两起案件中，主要问题不是工件报废，而是机器本身需要维修。除了服务成本外，由于这些机器离线，中心损失了3周的生产时间。托瓦尔先生说，这就是促使该中心采用机器模拟软件的原因，以确保只向该中心的所有机床发送无错误的程序。

三维模拟过程

该中心最初仅为这两款magnum采用了CGTech (Irvine, California)的Vericut Machine Simulation软件。CGTech以电子方式“制造”了这些机器，建模了所有主要的交互组件，就像它们出现在实际机器上一样。由于该中心的工具设计部门以3D方式设计工具，CGTech能够将这些工具模型导入机器仿真中。Vericut软件可以直接从CAM程序生成整个加工操作的3D模拟。

在模拟过程中，所有主要部件都相对移动，就像观看一台真正的机床加工一个真正的零件一样。模拟检测部件之间的任何碰撞，如机床，头，主轴，刀具，刀架，夹具和任何辅助部件。它显示了所有机器轴的极限，这对复杂的五轴运动特别有帮助。除了显示所需的最终零件几何形状和vericut加工模型之间的差异之外，它还可以标记给定操作的进料速率过高的条件。

在模拟过程中相互干扰的组件将变为红色，以提醒查看者(程序员)注意问题(右边显示了一个示例)。然后程序员将调整程序以消除干扰并重新运行模拟。具有较长周期的加工作业也具有较长的模拟回放时间，这意味着程序员可能无法从头到尾观看模拟。在这些情况下，模拟设置为在检测到碰撞时暂停自身。

一旦模拟验证给定的零件程序不会受到干扰，中心就会立即安排作业，而无需进行试运行。托瓦尔先生指出，该程序经过验证后不会出现问题的可能性为99%。中心可以调整进给速度和/或主轴转速，但保证零件不会报废，机器不会损坏。

模拟扩散到其他工厂

该中心不会自己创造每一个新的机器模型。这是因为它购买机器的间隔时间相对较长。除了两台magnum外，CGTech还在该中心模拟了其他机器。这些包括一个修剪单元，结合五轴铣削与水射流修剪机翼皮肤;Henri Liné五轴龙门机械转子叶片;以及一台新的牧野四轴机器。该中心最近订购了一个SNK五轴龙门架，也将对其进行建模模拟。

在先进复合材料中心开始使用机器模拟之后，该公司的加工工作量更大的5号工厂开始应用模拟工具。现在，为5号工厂购买的任何五轴设备也将进行机器仿真建模。