手工旋转的车床向循序渐进型自动车床平滑过渡

魔神

     在美国密歇根州的Livonia，Prince Industries公司这个独特的混合原型和生产工厂的3万平方英尺加工车间异常繁忙。他们的客户包括各种工具和模具制造商、飞机组件供应商、重型建筑设备承建商、能源生产商和钢铁铸造厂。车间中安装了各类从手工操作到全CNC操作的铣床、车床和磨床。
  
   这里的主要工作涉及轴、ID和削片机件，通常以“打印到原型”和小批量方式运行。可以预见，Prince Industries公司面临的最大挑战是—根据主人Harold Eklund的介绍—对机床进行编程和设置时间。一般地说，选择总要细化到手工与CNC机床的比较，取决于所预期的工作负荷和工作量。  

   几年以前，这家有着28年历史的公司对那些模式作出了一些变革。Eklund看到，Haco TUR630MN配备了西门子公司的SINUMERIK 810D CNC和来自Toolmex Machinery公司的板级Manual-Turn软件。他发现，这种机床不仅能以手工模式工作，以帮助其操作员在需要时从打印直接编程为控制器，而且Manual-Turn软件容许其操作员利用“边干边学”功能，特别是方便了那些没有广阔的G-代码知识的操作员。 

   正如他解释的那样，“在我们的车间中对程序的控制很轻松，训练新雇员特别方便、快速和简单。我们不需要用计算机进行G-代码编程，所以，我们可以更快地加工出成品，而不会损失精度或零件质量。通过压缩运行时间，我们在许多工作上提高了我们的收益率。个人认为，我也喜欢机床上优异的车缧纹控制功能，”Eklund评论说。 

   在TUR630MN上的第一个零件用Teach-In手工模式加工，当时的CNC支持基本轮廓、毛坯去除模式和循环模式的螺纹、切削、车槽、底切、钻孔和 螺纹修补。机床提供一种梯级链(step chain)编程功能EASYSTEP，它容许简单地对图形单元分配图形符号，并阻塞指令。通过具有轮廓手轮的板级轮廓计算器，最多可以计算50个未定义的单元。在线仿真据说更快，并能更为可靠地核查参数值。  

图1：西门子的32位CNC被安装在滑道上，以便于在机床的整个工作长度范围内移动

   该机床能够处理最大4,400-lb的工件，在中间有一个25英寸的摆程和一个具有双轴鼻端的4.1英寸主轴孔径。由于配备高精度的无刷电机和驱动器，TUR630MN为Prince提供了Harold Eklund及其团队赏识的另一个独特优势，那就是机床的控制面板可以在整个工作床的长度范围内移动。 

   尽管它可能看起来琐碎，但是，这种功能让操作员甚至完全能一边检查最大的工件、一边实施控制。它节省了很多时间，Eklund评论说：“所有这些改进对我们的盈亏有很大影响。”Prince Industries在机床上加工各种类型的材料，从各种工具钢到铝和沃斯帕洛伊合金(Waspalloy)。这里所生产的零件的最终应用包括：美国海军舰船的锚组件、军用飞机的滚珠丝杠、锻模、原型加工和厚重的、一种一件(one-of-a-kind)的建筑设备部件。

图2：Prince制造类似这些20英寸铝摩托车轮的产品

   这台手动旋转的车床基本上用于轴移动和轴控制，随车床携带的CNC一直非常可靠，据Eklund透露，迄今为止只有一次这样的服务问题，“我们烧掉了主板并要求提供服务。西门子通过电话跟我们讨论了问题以诊断其位置，然后，他们从芝加哥的办公室派遣了一些人带着合适的零件来服务，我们的机床第二天就恢复了工作。” 

图3：起落直径为5英寸、长度为56英寸的齿轮组件需要高精度

   尽管没有专门研究过车床的移动时间，Eklund估计利用这种“边学边用”的循序渐进渐进自动车床，Prince Industries公司许多工作的零件加工时间减少了10%。他还评论说，西门子控制和Manual-Turn软件容许他让同样熟练的操作员以更高的生产率水平轮班运转该机床。 

   西门子的SINUMERIK 810D是用于钻、切、车等应用的紧凑型CNC，具有全集成该公司SIMODRIVE 611数字驱动软件包的特点，据称它是面向成本最优的机床的理想控制软件。