多轴机床标准化

位于芝加哥郊区的Broadview，伊利诺斯州，Merit螺丝机械产品公司成立于20世纪20年代后期。当时，该店专门配备了布朗夏普单轴螺丝机。在大萧条时期幸存下来后，这家店多年来不断发展壮大，产品多样化，增加了多轴螺杆机，以生产更大范围、更大批量的零部件。20世纪80年代末，Merit安装了第一台数控螺丝机，从而开始了该公司整个历史上最戏剧性的变革。

今天，该公司再次进行自我改造。这家商店正在出售旧的凸轮操作机器，以及一些不算太旧的CNC机器。Merit目前的生产基于由Tornos Technologies (Brookfield, Connecticut)制造的Deco 2000新一代，单主轴，瑞士式，数控，滑动主轴箱机。根据Merit公司总裁罗纳德·h·古斯塔夫森(Ronald H. Gustafson)的说法，Deco 2000生产的零部件与凸轮操作的机器一样快，甚至更快，而且它生产的零部件完全是机械加工的，不需要额外的操作。

此外，古斯塔夫森发现，Deco的机器可以处理他公司提供的90%到95%的工作。随着Merit继续用Deco 2000取代现有的机器，古斯塔夫森预计，他的公司几乎所有报价都将涉及多轴Deco 2000设计生产的高精度、复杂部件。最后，他预计他的车间剩下的5%到10%的工作(涉及较少复杂和低利润的部分)也将被高精度的工作所取代。

“多年前，拥有各种螺丝机器允许我们竞标来自IBM和Westinghouse等公司的公司，涉及100个或如此不同的组件，知道我们可以使我们的设备上的90％〜95％，”Gustafson先生解释。“但是这一事业的许多业务消失了，我们的多样性开始伤害我们。我们有八种一种风格，另一个机器，另一个，其他15个，我们需要为所有人寻找工作。

“另一个问题是，我们的运营商和设置人员是一种机器的专家，但不在下一代，”Gustafson先生继续。“我们难以将我们的人民从一个类型的机器移动到另一台机器。当我们只有一种机器时，我们公司在我们公司的更简单时刻变得有点怀旧，每个人都知道如何运行它。”

他很快补充道:“当然，我们在旧布朗夏普机器上生产的零部件要比我们现在要求生产的零部件简单得多。”“如今的零件通常需要铣削、交叉钻削、开槽……当零件在简单的两轴或三轴机床上启动时，指示二次操作的特性。二次手术通常是劳动密集型的，这意味着它们很昂贵。它们也很耗时。而二次操作总是会产生一种危险，即错误会将已经代表了大量增值加工的零件变成废品。我们想要一种机器，它可以生产完全机械加工的零件，从而消除二次操作的需要。

“此外，作为一个没有产品的工作车间，我们希望有加工能力，让我们在竞争中获得优势，”古斯塔夫森继续说。“我们不希望成为另一家仅凭价格竞争几乎任何人都能做的工作的商店。我们希望能够竞争要求更高(也更有利可图)的多轴工作。Deco让我们做到了这一点。”

A看机器

Deco 2000是一种单主轴，滑动主轴箱式，多轴，数控丝杠机，可提供各种杆的能力，从5轴到12轴的加工能力不等。根据Tornos Technologies的说法，这台机器结合了自动凸轮的速度、可靠性和生产率，以及数控机床的灵活性、准确性和通用性。

这台机器被设计成从棒材库存生产成品零件，而不管它们的复杂性。例如，机器可以同时使用两种车刀，在同一操作中完成粗切削和精加工。其中一台机器的十字滑轨最多可接受四种活动工具(见图，第32页)，用于十字铣削和偏心钻孔等操作。平面或轮廓的多边形铣削可以使用主主轴上的可选c轴来完成。

同时，主轴中的杆是机加工的，在安装在柜台主轴上的先前分开的件上执行操作。例如，计数器主轴可以向部件的截止端呈现为多达四个现场工具或车削工具。实际上，用户“免费”使这些操作“自由”，因为它们同时发生的时间主轴的部件被加工。因此，部分循环时间没有增加。用户可以通过平衡主轴和计数器主轴之间的操作来最小化零件周期时间。可以在2000 2000上同时控制多达12个轴，并且最多可以同时运行四个工具。

一个专用的系统

Deco 2000不仅仅是另一种新的多轴机器。它是一个完整的系统，包含了专用的机器控制和专用的软件。系统的每个组件都是为了尽可能地减少空闲时间，从而最大限度地减少整个循环时间。

机器的PNC(平行数控)-Deco控制据说可以同时控制12个轴。该控制的主要创新包括一个中央时钟(作为一个电子凸轮轴)和虚拟电子凸轮。在操作过程中，每个刀具的轴向轨迹由编程计算机计算，而不是由机器控制，这些数据存储在表格或虚拟凸轮中。就像凸轮轴在凸轮操作的机器上同步单个凸轮的操作，PNC-Deco控制的中央时钟同步工具的运动。

Deco 2000是通过远程PC或基于PC工作站的专用TB-Deco软件编程。因为TB-Deco运行在微软Windows上，它的用户友好性(最低要求是486 DX 2/66和16mb内存)。Windows平台还允许程序通过Internet传输，并下载到连接到局域网(如以太网)的机器上。

程序员为每个操作选择所需的工具，并输入其几何形状。然后程序员使用G-code为工具编写相应的加工程序。在TB-Deco软件中包含一个程序模型或推荐的加工顺序。这使得程序员能够从Deco 2000的几个工具系统中得到最大的好处，通过遵循所有加工操作的顺序逻辑。它还防止了车床部件之间的碰撞，当如此多的事情同时发生时，这是一个不小的考虑。

TB-Deco软件自动计算实际加工时间，考虑到用户输入的刀具路径，操作序列和其他切割数据。它还包含速度编程的罐装周期，例如酒吧股票推进，截止和由柜台主轴接送。此外，它还显示了部件的生产率。

“TB-Deco编程软件非常擅长将零件的所有空闲时间从循环时间中提取出来，”在Merit负责数控编程的克里斯•道(Chris Dao)表示。“这使得机器的反应速度更快。从一种工具到另一种工具没有延迟。从一个操作到另一个操作需要5秒，而Deco 2000只需要1/2秒。

“如果你使用TB-Deco编程，比如说，一个十轴机器，你分别编写每个轴，然后把它们放在一起，”道先生继续说。“零件可能非常复杂，但编程方法清晰而简单;你不会犯很多错误。此外，该软件具有良好的模拟功能，允许您查看操作将发生在机器上的确切情况

“该软件也标志出现问题，”他继续。“例如，如果两个工具同时编程到密切接近，则该软件向设置人员提供警告。如果软件检测到碰撞，则它将不允许将程序发送到机器。系统中内置的其他安全措施也是如此。例如，每个程序都是为具有特定配置的机器准备，系统不允许将程序下载到具有不同配置的机器。“

该商店在机器上标准化的Deco 2000，Merit一直如此成功。该公司的第一台机器，12轴配置，棒容量为10毫米，是在1997年购买的。从那时起，该公司已购买七种12轴机床，部分25毫米和32毫米。“Deco 2000是唯一可以在循环时间与CAM自动竞争的唯一数控螺杆机，”Gustafson先生主张。“但是没有凸轮自动可以生产完全加工的零件，如2000年。

“我们一直在稳步更换摄像机操作的机器，”他继续说。“我们只剩下一台凸轮操作的机器，今年就会报废。我们也有几台CNC螺丝机的其他制造。即使这些设备只有四五年的历史，我们也将在未来18个月内更换它们。我们发现在Deco 2000机器上，我们可以在15秒内生产零件，而在旧的cnc上，我们需要30秒。我们经常能够削减一半的零件周期与Deco 2000机器。我们很少能做到至少节省20%的时间。

古斯塔夫森补充说:“我们甚至发现，以前在Acme多轴机器上生产的零件，在Deco 2000年代可以生产得更快、更完整。”“因此，我们正在减少多轴部门的尺寸。用不了多久，它的规模将只有现在的三分之一。在过去，所涉及的零件类型和生产数量决定了工作将在哪台机器上进行:单轴零件将在单轴机器上进行，多轴零件将在多轴机器上进行。现在，都灵的机器有如此多的通用性，我们几乎可以运行任何零件，与旧的程序竞争很好，而且在大多数情况下做得更好。

“随着我们的工作负荷越来越多地转移到由Deco机器完成的更复杂的部件上，我们对二级操作部门的需求正在减少，”他继续说。“我们已经缩减了二级运营部门的规模，未来几个月，随着简单工作的减少，二级运营部门的规模可能会再次缩减一半。”

Deco 2000年的标准化也解决了无法将运营商分配给不同类型的机器的Merit的问题。“我们的运营商喜欢在装饰上工作，”他肯定了。“他们发现这是一个简单的机器，他们的能力印象深刻。”

评估收益

2000年的装饰风格对Merit的交付时间产生了重大影响。古斯塔夫森回忆说:“在8到10年前，交货周期长达12周是相当普遍的。”“随着我们越来越多地采用装饰风格的2000年，我们的交货时间正在缩短。目前是3周左右。

“对于原型工作，我们尽量满足客户的需求，”他继续说道。“我们试图以这样一种方式安排工作，即至少有一台机器在短时间内总是打开的。我们在两三天内就完成了原型零件。即使我们需要6到8个小时来编程和设置零件，零件从机器上下来就完成了，准备发货。

“我们通常有一个或两台机器，古斯特法森先生票据先生。“它已成为我们业务的一个非常重要的部分，即使我们运行10或20件，我们也会尝试完成所有的交叉钻，铣削。。。任何必要的东西掉落完成。我们没有始终在原型运行上赚钱，但它在获得生产订单时使我们提供了很大的优势。我们的客户在知道其生产部件将在与原型相同的设备上进行的方式获得安慰。

古斯塔夫森补充说:“2000年的装饰风格也提高了我们的质量。”“在进行二次手术的过程中，我们不会失去零件。这将在很大程度上帮助我们控制成本。”

虽然Merit运行了两个10小时的班次，但是通过杂志型Bar Loader服务的杂志型棒式装载机提供了长时间长时间运行的能力 - 每台机器都有吉斯塔夫森先生思考运行无人值守的第三班。

“一些工作要求如此要求我们根本不会考虑无人看管的人，”他开始。“但是，我们相信，我们生产的至少50％的部分可以无人看管。我们已经尝试了越来越多的无人看管的操作，并且已经进入了我们安装破碎的工具探测器，芯片输送机和芯片输送机和其他配件以方便运行。“

作为一个满意的客户，该公司最近订购了3台12轴Deco 2000机器，包括一台16毫米容量的机器。古斯塔夫森解释说:“过去，当我们从其他渠道购买数控机床时，我们通常在安装和运行它们或使它们高效运行方面遇到问题。”“相比之下，我们的Deco 2000从一开始就在运行，它们没有停机和维护问题，我们遇到的其他机器。

“在我们需要帮助的时候，都灵科技一直在我们身边。当我们有问题时，我们可以打电话给了解机器的知识渊博的代表，他们通常能提供我们需要的答案。我们将都灵视为合作伙伴，真心希望帮助我们充分利用他们为设备设计的所有功能。”

Merit Screw Products公司相信，未来的螺丝机械行业属于那些愿意并能够投资于通用数控机床的公司，这些机床能够在他们的尺寸能力范围内生产各种成品零件。Merit是否代表了这个行业的下一个主要趋势还有待观察，但Merit的竞争地位是毫无疑问的。许多商店现在正在投资他们的第一批数控机床——这是Merit在十年前所做的事情。与此同时，Merit正在放弃其第一代数控机床，并大举投资于更新、更快和更多功能的机床。