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NCBrain软件助力汽车覆盖件模具数控加工

发布人:  发布时间:2014-02-27

NCBrain 软件是由韩国NCB 株式会社研发的用于模具数控加工的优化系统,帮助企业实现模具NC加工的标准化、安全化、自动化、高效化。该软件通过建立专属于模具工厂的数据库来优化NC 加工刀路,实现模具数控加工的标准化、安全化、自动化和高效化。NCBrain 的数据库是依据CNC 机器的功能( 转速、进给、控制系统等),刀具,模具材料及加工种类的切削条件为基础构建,把程序放入已经构建好的数据库中模拟优化,就可以生成最佳加工条件的程序,最佳的程序是根据负荷自动调节进给速度,过负荷区间自动增加刀路,自动删除空刀,从而实现24 小时安全快速的NC 加工。

NCBrain 软件在韩国、日本等汽车模具发达的国家广为使用,涵盖汽车覆盖件模具、汽车内饰件模具、汽车五金连续模具、电极加工等。

本文将以一副汽车冲压模具为例,详述NCBrain 在汽车模具数控加工中的应用。

加工机床: 台湾乔崴进龙门加工中心NCBrain
的目标通过使用NCBrain,我们可以帮助汽车模具制造企业实现:

1、数控加工要素系统化

NCBrain 的数控加工优化专家系统库中――我们针对模具制造企业CNC加工中心的不同特性、现场使用刀具的特性、毛坯材质的特性(热前/ 热后硬度的变化)、实际加工程序的特性,为企业量体裁衣定制CNC 加工要素综合数据库,所有和数控加工有关的要素(机床性能、刀具性能、材料性能、企业编程特点)都被固化在数据库中,从而实现数控加工系统化。在上述加工要素没有大的改动的时候,数据库可以长期稳定使用,如后期要素的条件发生改变也可进行相应修改。

2、数控加工效率标准化

结合针对模具制造企业定制的NCBrain 数控加工专家数据库系统,我们可以帮助企业实现:无论是由谁来编写加工程序、无论由谁来操作数控加工机床,始终能得到一个稳定的加工品质和令人满意的加工效率, 达到数控加工效率和品质的标准化。

3、加工程序安全化

由于NCBrain 是参考毛坯来优化刀路,所以我们可以根据实际情况对刀路进行增加和删减,从而降低和减免刀具的折断、崩刃等异常损耗。

4、加工程序高效化

NCBrain 中,系统针对加工程序提供了包括:针对切削负荷的进给自动控制、G0 增量抬刀、超负荷自动增加局部刀路、自动删除牛鼻刀顶刀点等近30个优化选项,来帮助用户提高加工程序的加工效率,而且所有的优化选项在一次优化中就可自动完成,为客户提供更高效、更合理的加工程序。

NCBrain 优化的特点

下面从几个主要方面来讲解NCBrain 是如何帮助模具制造企业实现数控加工程序的加工效率提升:

1、根据切削载荷来自动调整进给以提高加工效率

NCBrain 在优化加工程序时会侦查当前刀具在每个刀位点上的切削负载――针对不同的切削负载和加工形状,NCBrain 结合刀具切削数据库、机床性能数据库和毛坯材质数据库,自动对刀位点的进给进行调整、匹配,实现高效加工。

下面我们以S63R6QL(63R6)开粗程序的进给调整来说明NCBrain 是如何来提高开粗程序的加工效率的:

加工速度优化的几个特点:

1) 在优化程序时,NCBrain 会为不同的切削负荷(切削负荷可以理解为刀具在每个刀位上的材料去除体积)分配不同的进给值,来提高加工效率。

2) 在优化程序时,即使是相同的程序、机床和刀具,如果工件硬度发生变化,其进给值也会相应的增高或降低;

3) 在优化程序时,NCBrain 会考虑工件的形状,在拐角处自动做降速处理来保护形状和刀具;

4)NCBrain 支持铸铁件和钢件混合加工的程序,并会针对两种不同的材质提供不同的优化速度。

当机床操作人员在熟悉了NCBrain 优化程序的特性后,他们所作的工作只是将机床倍率开关设定为100,让机床自动加工即可。

2、自动增加局部刀路保证刀具安全

NCBrain 优化刀路时,它会自动实现局部增加刀路来实现刀具的安全加工。增加刀路的好处是显而易见的,比如:

1) 由于编程软件自身算法的限制,其计算的刀路存在各种各样的不安全因素(如加工程序局部发生断层),这时NCBrain会自动检查出这些断层并在这些地方局部增加刀路;

2) 加工毛坯由于实际加工条件的变化而发生变化,这时编程人员只需告诉NCBrain 毛坯的变化并再次优化程序即可,而无需去调整每条加工程序。同样,如果将NCBrain
放置在现场,则机床操作人员在现场即可进行程序调整,从而节省二次编程时间;

3) 在编程时,针对复杂模型编程工程师很难考虑的万无一失,所以编制的刀路在某些局部安全性上会存在问题。在NCBrain 优化程序时,系统会自动把这些问题逐一检查出来并进行修复。下面,我们举两个增加刀路的例子:

1)大面半精加工程序增加刀路

S30B.ptp――该半精大面程序之前有D63R6 开粗、D50 D30 两把刀清根程序,在毛坯的局部区域开存在大量的毛坯没有细化,如果用未优化的程序进行加工,势必对刀具造成威胁。从图2可以看出针对加工毛坯残留过大的问题区域,NCBrain 会自动进行区别对待:

. 如果大残留区域体积不大,NCBrain 会降速刀具的走刀速度来保证刀具安全;

. 如果大残留区域体积较大,NCBrain 会在局部进行Z 向分层切削来保证刀具安全;

2) 清根程序增加刀路

清根程序增加刀路是增加刀路中最常见的一种情况。由于冲压模中的清根很多情况下都是单笔清根,即使是多笔清根也是沿型面清根,所以由于曲面形状复杂,加工毛坯厚度不均匀,在清根加工中通常需要机床操作人员一直盯着刀具的运动,并根据实际毛坯的状态手动调整倍率开关。如S20Q.ptp 程序,在D30 大面半精后,在局部区域还是毛坯残留较大,如图3 所示:

通过增加刀路的方式,我们即可以保证程序的安全性,也可以降低操作人员的工作强度,而且可以得到比较理想的加工时间。

从上面几个例子中我们可以看到,NCBrain 提高加工效率的非常重要的前提是保证刀具的安全。另外在NCBrain 中刀具的增加刀路的切深是可以根据机床、刀具的性能不同通过参数来调整的。

3、优化后提供加工情报以便现场装刀。NCBrain 在每道加工程序优化结束后会提供当前程序的加工情报,现场操作人员可以根据加工情报来进行刀具装配。

4、现在加工辅助功能。在NCBrain中提供了很多NC 加工常用的辅助功能,有些辅助功能可以帮助编程人员简化工作流程――例如:在韩国汽车模具企业,由于NCbrain 软件的大量使用,机床操作人员更习惯于使用NCBrain 在现场分离刀路。这样的好处是:1)编程变的简单了,通常情况下他们在编制程序时候并不考虑刀具的装夹,编制一个完整的程序;2)在现场加工中机床操作人员可以根据刀具装夹数据来调整程序;

综上所述,在NCBrain 进行优化程序时,它会在一次优化中提供并实现自动进给调整、自动增减刀路、自动调整G0 高度、自动实现程序圆弧化……近30种优化策略,实现加工程序的安全高效加工。同时,NCBrain 提供了很多加工辅助功能来帮助现场人员提高加工效率,减小刀具异常损耗。

NCBrain 使用展望

在客户稳定使用NCBrain 后,我们还可以协助客户来共同改进加工工艺、刀具切削参数等以进一步提高加工效率。由于NCBrain 提供了30 多种优化策略,客户可以很容易实现新加工工艺和新参数的安全性和高效性。

通过NCBrain,我们的目标是:

1)、利用NCBrain 的刀路安全化技术,自动检查编程人员编制的加工程序,删除多余刀路、局部增补刀路,保证实际加工程序的安全。通过这样,提高程序的安全性、简化程序的编制难度、缩短程序的编制时间,是的编程人员有更多的时间去高质量完成编程辅助工作(如有更充足的时间去精确构造工艺辅助面和毛坯来提高加工程序的质量);

2)、利用NCBrain 的刀路优化技术,把机床操作人员从必须在现场反复调整倍率开关的苦恼中解脱出来,降低操机人员的工作强度,使得他们有更多的时间投入提高现场生产效率中去。

3)、利用NCbrain,帮助企业实现数控加工的系统化、标准化、安全化和高效化。

NCBrain 合作伙伴有话要说

鑫鸿交通工业(安徽)有限公司机加工科长
吴守军

鑫鸿交通是专业从事汽车整车模具产品的研发和各类汽车车身覆盖件生产与销售的台资企业,成立于1996
年,从2001 8千万元的销售额到2009 3.7 亿元的销售额,公司已发展成为国内同行业内最大的各类汽车冲压件和汽车模具的外资企业,产品销售额已进入国内同行业前列。

在模具制造方面,集模具设计、研发、制造、模具加工销售产品与一体,每年能提供60 多件模具,满足自身产品的需求,在加工设备上,共拥有16 台机床,高速加工中心2 台,亚崴龙门4 台,主要以台湾品牌为主。

鑫鸿于2012 8 15 日开始引入NCBrian 软件,在引入软件之前,在实际的模具加工中主要存在的问题有:第一,加工角度大,深腔加工多,编程时刀具不能生成多刀加工和多刀清角,从而引起刀具断裂;第二,在清角时瞬间增加负荷,给刀具和机床带来巨大损坏;第三,因局部残余量加工量较大,清角不到位,而导致的中途终止现有加工进程而进行程序的临时调整,对于清角进行二次加工,造成时间和资源的浪费;第四,刀具刀片损耗过大;第五,无法很好的实现无人化加工,节省人力的成本;第六,由于人员技术水平的高低差异,不能有效实行统一化的管理。引入NCBrain 加工软件后,上述系列问题得到逐步解决:在原有程式基础上导入NCBrain
软件后,自动生成多刀清角程式,自动控制残余量,减少了对刀具的损伤,节省成本;能够实现连贯加工,实现无人化加工,节省了大量人力成本;NCBrain 可以大幅度减少编程时间,降低对操作人员素质的要求,NCBrin 软件可实现根据每台机床系统和人员配备的不同,建立多个数据库,在人员培养和加工工艺保留方面起到了很好的作用;NCBrain 自动化、一体化的流程设计,最大限度地缩短加工时间,以加工发动机引擎盖模具为例,引入软件前模具开粗需要16 个小时,优化后只需要10 个小时,且不需要人员全程监控,只需定时检查刀片即可。