CNC加工刀库优化Pvc面板

CNC加工刀库优化

CNC加工刀库优化 2011： Maschinenfabrik Reinhausen公司对CNC加工刀库环节进行了优化。刀具准备、刀库智能化更换和CNC上大量的图形信息成为革新工作的焦点。

图1 Maschinenfabrik Reinhausen公司每年在30台机床上加工大约800万个部件，为此使用了大约9000种不同的NC程序

Maschinenfabrik Reinhausen公司早在前些年就与西门子自动化与驱动集团的运动控制业务部门一起，在现有的SAP结构和Motion-Control- Information系统（运动控制信息系统MCIS，见图2）的基础上实现顺畅的信息流。为了把NC程序传送到刀具上，使用了MCIS DNC（直接数字控制）和刀具管理的 MCIS TDI（刀具数据信息）。两种模块均连接到用户的SAP系统里。在目前已结束的第二阶段里又实现了把刀具管理集成到无纸化CAM流程里。其亮点是：在刀库里对刀具准备时间的优化；用于减少无谓的刀具循环的智能式卸载策略；产生大量有关刀具的信息，提高流程安全性，降低管理成本。

在连续更换中对9000个部件进行加工

Reinhausen 公司在30多台CNC机床上以三班作业和连续更换的方式对9000多个部件进行加工，从而有效的NC程序管理和刀具管理对生产效率产生直接的影响，尤其是达到了对四台各带有120种刀具的刀库的机床进行最优化改造的目标。这种机床在每一个作业班上平均只需调整一次，每一个NC程序都包含着约12次刀具更换。

图2 由Reinhausen公司针对无纸化流程而所采用的Siemens A&D的Motion-Control-Information-System（运动控制信息系统）MCIS TDI

刀具准备时间

随着刀具技术不断改进和进刀速度不断加快以及因驱动技术不断进步而实现的机床加速度的不断提高，经常会出现主轴上刀具加工速度要快于刀库备刀速度的情况，结果就会产生无谓的等候时间。

错误的解决方案是用程序将所有刀具进行固定位置编码，按正确的顺序进行预分类，并安装到刀库上。刀库则根据对每个订单需要被装满，接着因刀库储位的原因又需被完全清空时，但是这样的话，人们就会放弃或许可以明显降低刀具循环的刀具数量需求计算。而正确的方法可以把经常使用的刀具留在刀库里，只需补充所缺的刀具即可。对于这些相互对立的最优化措施的设想，Reinhausen公司和西门子公司在其共同项目中达到了如下的统一：

Reinhausen 公司的后置处理程序方案（MR-PP）可为每一把刀具计算出准确的换刀时间并对此采用设备的原始动态数据。换刀时间低于刀库最大运行时间的刀具被定义为短行程刀具，其他刀具被视为是长行程刀具。其比例大约为30:70。每个短行程刀具及其后随的刀具均通过MR-PP被集合成组。组态一直保持到有一个长行程刀被替换掉为止。接下来又是一个短行程刀具，组的构成以下一个组别号码开始，依次类推。针对每个NC程序，有时可以有多个带短行程刀具（这可能会产生对刀库的等候时间）和长行程刀具（对此刀库会及时待命）的组别。

对短行程的刀具标识

针对采用Saturn MVIS II Zoller系统对刀具的预调设，短时跑刀组别通过MR-PP并以额定数据文档的方式接受特别的标识。在刀具预调设之后，Zoller-PP即生成实际数据文档，并把组别构成递送到MCIS TDI那里。

MCIS TDI对所有长行程刀具作不限定编码，并把它们装载到刀库的任意自由位上；

MCIS TDI对所有的短行程刀具作固定位编码，并把它们并列装载到刀库上。

这里的“并列”之间的误差也可以是三个刀以内的位置。由此可以确保刀库在不发生等候时间的条件下准备出每把刀具，同时，也可对链库中无限定编码的刀具进行完美的刀具数量需求计算。这样，通过一种大型刀具库和一种以计算机主机为基础的智能换刀策略，可以向加工中心的操作人员提供支持：在刀库满载时，设备操作人员在一个新任务之前必须对刀具库进行更换。如果没有计算机的支持，即存在着被更换下来的刀具在短时间内又被需要的风险。此外，在更换过程中，人们还需要防止短时跑刀组重新被拆散的危险。

图3 详细的刀具图形直接在控制

计算适于卸载的刀具

因

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