Tebis技术应用 I Tebis 2.5D结构面智能自动化制造
Tebis工业4.0数字化智能制造云平台，是冲压模具2.5D结构面智能自动化制造。
我们通过四个部分介绍。
第一部分是2.5D结构面加工面临的问题。
第二部分是2.5D结构面加工的发展方向。
第三部分我们会利用Tebis对一个零件进行2.5D结构面加工规划编程。
第四部分通过上面的编程来看，Tebis在2.5D结构面加工所拥有的优势。
第一个问题，整体性差、小平面多、编程琐碎。
如图所示，砖红色和深红色是需要加工的区域，灰色区域不需要加工。
因此，如果使用3D编程加工一个整体，显然是不符合要求的。
传统编程过程中，我们需要全面使用2D编程，分区域分平面的编程。
但是这些平面的交错点很多，三四个面连在一起的也很多。
传统编程过程是比较琐碎的。
第二个问题，辅助工作多。
比如这个区域需要使用插铣，插铣的刀路是要向外延伸的。
如果刀路向外延伸，辅助线或者辅助面也要额外扩展。
如果不做曲面的扩大或延伸，刀具在这里使用2D去下刀时，可能会插到毛坯面。
因此，凸型面也要补全，相应的工作会比较繁琐。
第三个问题，工艺类别多，识别难度大。
传统的编程软件里，只能识别特征是孔还是平面。
比如这个侧壁面，它为什么需要使用擦铣？
同样是侧壁面，为什么另一个需要等高呢？
在传统的编程软件里，没办法把这些特征和工艺进行匹配。
因此，在传统的编程软件中，它的识别难度非常大。
第四个问题，深腔比较多，五轴用的少，刀长不得了。
像比较深的腔，但它的槽非常窄。
像模座，如果使用5轴机床的话，需要很大的龙门铣才能够加工。
但龙门铣头一般很大，在这么窄的地方把机床头沉下来，使用短刀的可能性比较小。
为了解决这个问题，往往会使用加长刀具和加长刀杆来进行加工。
最后一个问题，工件非常大。
把整个模座放这里，工作台面就占满了。
传统软件编程，因为没有虚拟机床，没有虚拟的编程环境。
只能通过编程人员和操作人员的经验去沟通。
通常情况下，Z轴放在这，假设有一米，但这里几乎占了60%，一米有600不能动。
这里可能占了个200~300，那Z方向在正方向的运动的范围可能才100~200。
那么装刀稍微长一点，哪怕是1mm也会超程。
传统软件因为没有虚拟机床控制，经常发生超程的情况。
第二部分是2.5D结构面加工的发展方向。
传统编程那么多的问题，我们显然更希望发展的是智能自动化。
编程不需要那么小心翼翼，实现编程无脑、工艺无纸、操作无人。
智能自动化主要体现在哪几个？
从自身分析，要实现编程无脑，是不是有一个导航式的环境会比较好？
能告诉你第一步第二步第三步做什么，拿到零件，不需要思考从哪里去下手。
工艺无纸：不需要用纸质的工艺文档或者是加工表单。
软件本身就有工艺库，刀具、刀具的切削参数、材料、机床等。
第三个，无人值守加工，在车间现场不需要人为的盯着机床。
想要实现无人值守，就涉及到一个比较新兴的技术：数字孪生镜像技术。
第二个发展方向，尽可能多的使用多轴机床。
以前做结构面只用3轴机床。
3轴机床第一个问题就是装夹，大型模型上去，每装夹一次少则半小时，多则几个小时。
如果使用5轴，不仅可以降低工艺的成本，装夹的次数也会减少。
如果用3轴机床去做加工，刀具要使用延长刀具或延长刀杆。
那使用5轴的话，减少延长刀具和延长刀杆的使用，刀具成本也会降低。
还有通过短刀去做切削，切削是非常恒定稳定的，切削效率提高，加工质量也会有明显的提升。
第三部分，使用Tebis进行2.5D结构面加工编程演示。
首先我们启动Tebis starter应用平台，在这里可以管理所有制造的信息，包括加工启动环境。
先启动2.5D的制造环境，启动完之后新建，就直接进入到一个导航式的2.5D的制造环境里。
在面板会清晰地将步骤一二三四罗列出来。
在2.5D编程里，第一步是输入模型，输入模型之后把相关的模型直接指定到01Part里，做个存放的地址，不需要其他操作。
第二步如果需要毛坯，可以作一个随行毛坯，就是在弓箭上有一个均匀的片。
假设毛坯有10毫米的余量，直接写上去运算就可以了。
第三步把坐标系要放进去。
第四步直接进入特征模块，通过颜色选取，然后智能扫描。
在扫描过程中识别到68个元素，这68个元素有平面侧壁等。
但过程中有区别传统软件在哪里呢？
传统软件只能识别出这些特征，但是这些特征使用什么工艺，是没办法处理的。
但在Tebis里直接操作点智能，智能匹配特征库，只要点智能，相当于把特征和工艺做了智能的匹配。
匹配完之后，我们来看为什么工艺和特征能够智能匹配？
是因为在Tebis特征库里，对这些特征，后台已经指定了。
比如属性是在这里指定了平面要匹配哪种加工。
不同的平面，也做了不同的定义，因此Tebis能够很精准地实现高质量的特征识别和特征匹配。
把特征和工艺匹配好之后，直接进入制造流程库里，制造流程库相当于传统软件的模板，只要一键执行即可。
与传统软件有什么区别？
一键执行完之后，刀路和刀柄的过切碰撞检查等都做好了，同时可以做全机床的碰撞监测和行程监测等。
不仅运算速度快，加工时间已经估算好。
刀路通过一键式的运算，而且这里只能看到一个刀路，它内部能否智能匹配？
首先看大平面，智能选择了盘铣刀。
多盘铣刀的大小，会根据刚才的工艺库去匹配它的转速和进给。
同样像侧壁的一个擦铣精加工，它智能换了另外一把刀，而且这把刀的转速和进给也是智能匹配出来的。
再来看另外一个工艺，同样是侧壁精加工。
这里使用了等高，但选择了另外一把刀具，而且这把刀具的转速和进给也是智能在库里就调用的。
Tebis的核心部分，会根据机床、根据材料匹配刀具，根据工艺匹配刀具和切削参数。
选择一把长刀的参数还有平面，识别出是一种行腔，需要开粗。
转速和进给可以智能生成，多工艺的匹配和智能化，在Tebis里体现的淋漓尽致。
刀路展示完了，现在来看虚拟机床。
在Tebis里完全可以实现与现实世界一一对应，包括换刀的位置，包括侧刀各方面的细节。
我们来看一个换完刀之后的刀路，从换刀位置到加工程序里，可以把机床的一些附加东西隐藏掉，只看机床头的运动。
为什么是曲线的？这就是虚拟机床和传统机床的不同。
传统机床的后置和仿真机床是分开的，它的仿真机床只做碰撞的监测，没办法对运动还原。
Tebis里，为什么是折扇型？因为机床就是这样的运动轨迹。
同样在仿真的过程中，还可以跳换到另外一条刀路仿真。
把这个模型放出来，直接跳到抬刀的时候，大概是一个什么样的运动？
他跟现场一模一样，全部刀路放出来以后，这里有十几个刀路。
每一个刀路换刀之后，运动点是不一样的，退出点也是不一样的。
传统软件，是完全无法实现的。
接下来我们看2.5D结构面加工的优势，第一个编程流程很少。
从这个流程可以看到，第一步把数据输入，只要把它放到指定程序里。
工件分析要不要？
不需要，因为已经做成了标准化，哪种工件放到哪个环境里加工。
接下来只要做一些编程准备，把零件、毛坯、坐标系放到指定的位置。
通过识别零件的特征智能分类，只要四个过程一键运行。
实现编程无脑化，工作无脑了，是不是不烦恼了？
第二个，特征能有工艺相匹配，事半功倍。
从这个区域可以很清楚的看到，不同的平面匹配不同的工艺。
比如这两个面，它们的加工属性几乎是一致的，使用的策略也一样。
同样是平面，为什么它使用策略不一样呢？
因为它旁边有个岛屿，要使用更加安全的刀路去加工。
同样的，这种装配面它使用了插铣。
为什么使用插洗？
是因为装的刀在这里要下的比较深点，刀比较长。
为了提供更高的加工精度，使用插铣。
另一方面，装配方向从这里往下插，这样去铣削，装配的时候相对比较容易。
像这里，为什么用等高呢？
因为要求不是那么高，所以使用更短的刀。
可以看到这些地方都是智能匹配的。
在Tebis里，识别效率很高，识别质量也很高，工艺可以多工艺指定。
因此，编程事半功倍。
第三个，机床是全程参与，安全不用人为考虑。
从上面的编程整个过程可以看到，编程前可以做装夹规划。
装上去就可以知道，在XYZ的行程里，还有多大的活动范围，可以进行加工预判。
不需要编程人员去一一实时沟通。
只要在这些地方，不出现超程。
那下去也不会出现超程，编程前就可以预判。
而Tebis编程中，整个机床和编程运算是一起的。每一个编程刀路都需要挂机床去运算，因此能够全模型碰撞监测。
最重要的是能够利用机床结构去优化切削运动。
比如，这台机床是BC轴，如果换另一台机床，是AC轴的。
AC轴和BC轴,从运动的方式来说，可能会有一些细微的差别。
Tebis可以让虚拟机床智能优化切削运动。
举个例子，机床头是正转还是反转？
可能正转要走270°，反转只要走30°。
即使是这么小的运动。Tebis也考虑到了。
编程后，非切削运动可以安全输出。
在其他传统的编程软件里，非切削运动是无法输出的。
因为机床不是虚拟机床，只相当是一个碰撞监测的模型，没有办法还原现场。
后置和碰撞模型是分开的，也就是说，所谓的仿真机床和后置是没有关联的。
另外，仿真机床没有办法完全仿真到现场一模一样。
举个简单的例子，5轴机床在旋转的时候，如果刀具很长，在这个地方就不会碰。
但如果直线在这里转，可能会打到某个地方，传统软件里也看不到。
但在Tebis里，虚拟机床跟现场一一对应。
每一个点位的动作都能够实时仿真出来，因此非切削运动完全可以安全输出。
就像我们前面展示的十几条刀路，其实每一次退刀轨迹都不一样。
传统软件，没办法实时的看到每一个点的退刀运动轨迹。
就从非切削运动能否安全输出这一点，其他传统软件就没办法实现无人值守。
第四个，也是比较重要的，刀具智能调用，参数高效利用。
从上面可以很清楚的看到，把刀具直到这里，刀具就智能使用的盘铣刀。
为什么同样是相差不大的小平面，选择的刀具不一样呢？
也是有原则的，面和面的属性不一样。
但是用传统手工编程，编程人员减少自己和现场的沟通，往往会选择一把刀，把大部分都加工了。
那就会出现一个什么样的问题呢？
这几把刀1年用了几千次，这几把刀一年一次没用，这几把刀三年没用一次。
传统编程想达到高效，但是质量做不好，想做好质量，高效很难达成。
在Tebis里，同样是智能识别出来的。
Tebis会智能换刀、智能匹配加工工艺、智能调取加工参数，同时达到高效及高质。
Tebis在2.5D结构面加工里，一句话概括：能够实现多快好省。
多，是经验数据库多。
有机床库、刀具库、工艺库、特征库。
这些库之间是什么？
是参数可以互相去匹配调用，可以去优化组合的。
因此它就能实现，我们要说的第二个，编程速度快。
智能匹配了，编程速度就很快。
像刚才加工规划，只要加工准备放到一键执行就好了。
这样一键执行出来的结果，不仅快，加工质量还好。这就利用到Tebis的经验数据库。
其实在Tebis里控制加工质量有很多好处，比如真曲面算法，精准刀具切削参数这些。
但这里更想强调的是智能调用刀具。
智能调用刀具，智能匹配参数，由它来实现加工质量好。
省就是成本节省。
从上面的编程可以看到，实现了编程无脑，也实现了工艺无纸和操作无人。
首先工艺无纸，就是节省成本，不再用打印。
编程无脑，原来一个人只能看2台机，现在能看3台4台，是不是成本节省？
而操作无人，因为虚拟机床孪生镜像技术，不再需要实时的与操作人员实时沟通了。
第一，沟通成本节省。
第二，整个操作人员减少，实现无人值守了。
一个人从2台机看到3台，看到4台看到5台，整个成本都在节省。
总之，在Tebis的2.5D结构面加工里，大家要记住的一句话就是：
Tebis好，多快好省，非常好！
（2.5D结构面智造 Tebis）
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