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争分夺秒


GE Fanuc 30/31/32i系列CNC以及合适的传动能够优化批量生产。专门的软件功能可以帮助节约加工时间
对于成功的批量生产,不仅机床要迅速、可靠,而且需要CNC、GE Fanuc 以其Highend控制系统做好现代化硬件准备,还要提供附加的一体化功能,以便为终端用户节约可观的加工时间。
如果生产零件数量达到10万,机床的可用性及生产时间的每一秒钟都具有重要的经济意义。在这种情况下把多余的时间分分秒秒迅速累积起来,就成为一个重要的经济因素。在选择机床时,责任人会根据这一点使用他的优先权。控制系统的作用也很重要,因为它可以支持机床,节约宝贵的时间。
例如, GE Fanuc 30/31/32i系列Highend控制系统为优化批量生产做出了贡献,它装备了最新的高速处理器、快速内部总线和伺服控制。除了对伺服和主轴控制的快速控制周期外,高分辨率位置传感器还有优点,每转可发送1600万个脉冲。同样适用的还有带本机高功率处理器的一体化SPS。他可以使接触设计程序结构速度达到每天25ns,而且3项同时装备。以此保证,全部加入程序的外设都能迅速、无摩擦地运行,如刀具的更换或工件的导行。

自动化提供可靠的程序

自动化程序在批量生产中起着重要作用。一个基本条件是通信结构,机床,包括CNC,都是连接在一起的。网络系统,如以太网和数据转输、via FL-Net、Profibus和其他母线系统保证,所有重要信息在必要时都能提供。今天,在很多情况下,材料输送、部件控制、再加工和运输都由机器人承担,它们的功能不断加强,而且价格也更合适(图1)。传感器和影像系统一般用于机器人准确定位,例如,准确地找到未分类的坯件、送到相应的机床处、甚至可以把错误的零件剔出来。
但是并不能用CNC通信解决所有外设自动化问题。GE Fanuc为此用自己的经验做出了贡献。一方面,在日本Mount Fuji的Fanuc生产高度自动化,另一方面Fanuc也是最大的机器人生产商之一。机器人虽然有其自身的控制系统,但可以通过简单的场母线联接与加工机床的通信。

图1 自动化和机器人的使用在批量生产中的重要性不断加大

图2 瑞士车床专家的多轴自动化机械工作间一瞥

图3 在大批量生产中优化加工起着重要作用 ,如本图在GE Fanuc控制的机床上进行磨削的旋转分流阀

专门功能让CNC从错误中学习

不仅机床的周围环境影响批量生产,机床本身也是成功生产的重要因素。被称为机床准大脑的控制系统负责机床即使经过10万次运行,仍然能够生产同样的、高质量的部件。为此GE Fanuc研发了专门功能,终端用户可以根据需要调取。
其中之一是30i系列CNC中装配的“Parts-Learning”,它能让控制系统从错误中学习。这项功能使轴的车、铣作业运行根据部件情况优化,而且提高准确性——这在一定程度上取决于速度。测量系统收集零件形状和轴的运行情况并报告给CNC。控制系统优化调节功能,以便在下一个零件加工时优化带有微小滞后误差的运行,并提高准确性。
当然,Parts-Learning也不能违背物理定律,例如,速度与准确性相互制约,但仅仅通过温度误差和机械不准确性补偿就能够让功能保持不变,而明显提高速度。

在保证必要精确度的同时尽可能提高速度

机床Condition-Selection功能优化加工速度和精确性之间的关系,但不是通过在结构件上取得的测量参数,也不是自动的。更多的是由一个有 10挡可选的简单系统来实现,这10挡从最高精确度(较低的速度)到最高速度(较低的精度)。用户根据加工形式 — 从粗切削到精切削 — 选择合适的档次,并且随时可以通过按钮调节。只有在批量生产时才值得投入时间、选择合适的循环周期,这样取得的最优化调节在大增量零件加工中才能获益。

表格编程

对于子程序严重重复的发动机活塞及其类似部件的制造,GE Fanuc也直接用二进制数据编程。其优点是数据在控制系统内不用再翻译,而直接传输到轴上,从而实现了很短的内插时间和很高的加工速度。迄今为止,二进制数据加工的缺点是机床程序的数据量太大,因为必须描述每个内插数据段。但是随着可用的存储量不断增加,这种编程方式的适用范围也在不断扩大。有意思的是,二进制数据也用到了与Path-Table-Operation的关系中,它使各种轴的内插和同步简易化了,并且也简化了多通道应用的编程。这些用途的传统子程序是由很多程序块组成的,规定了全部轴在何时、以何速度内插到一定的位置。相反,Path-Table-Operation为每一个轴编制了取决于可调参数的子程序。原则上就像面对一个表格,表格的第一栏是可调参数,其他各项都取决于它。这个可调参数大多数情况下是主轴或轴的位置,编程员根据这些可调参数连续地调动每一个轴的轴位。这些子程序存储在控制系统中,将来也可能直接由PC加工成二进制数据汇编(图2)。
Path-Table -Operation用于成套机床中,很多轴往往分布到数条路径上使用。他们可以跨越路径发挥作用,因为每个单独的路径都会指向共同的时间射束。这些机床首先用于大批量生产,按常规方式,编程员的费用是非常多的(图3)。Path-Table-Operation显然可以明显地降低这一费用。


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