隨著金屬加工向著高速化、復(fù)合化、自動(dòng)化化方向的發(fā)展,主機(jī)的加工時(shí)間越來越短,對減少輔助加工時(shí)間提出了強(qiáng)烈的要求。盡管許多數(shù)控刀具磨床已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一次裝夾完成幾乎所有的磨削工具,瓦爾特甚至推出了將磨削加工硬質(zhì)合金刀具和電解加工金剛石刀具兩種功能整合在一起的新型數(shù)控工具磨床,制造刀具的們?nèi)匀幌MM(jìn)一步加快刀具制造的節(jié)拍。在這樣的情況下,數(shù)控加工設(shè)備的數(shù)設(shè)置(刀具測量及設(shè)置/編程)時(shí)間就越來越成為制約生產(chǎn)效率的瓶頸,這個(gè)瓶頸在數(shù)控刀具磨床上尤其突出。這因?yàn)榈毒弋a(chǎn)品品種繁多,各種類型刀具的尺寸和角度復(fù)雜,3維的數(shù)學(xué)模型又經(jīng)常使測量工件、修整砂輪、調(diào)整參數(shù)等等可能需要多次循環(huán),使得砂輪測量、編程和調(diào)整時(shí)間較。由于數(shù)控刀具磨床價(jià)值不菲,使得相關(guān)的設(shè)備運(yùn)行和能源費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)、人員工資等費(fèi)用居高不下,刀具的制造費(fèi)用就難以得到進(jìn)一步的降低。而對刀具制造商而言,刀具制造費(fèi)用的水平會(huì)直接影響他們在市場上的競爭能力,影響刀具制造商自身的利潤空間甚至生存空間。
面對這樣的局勢,瓦爾特想方設(shè)法使用先進(jìn)合理的工藝方案來應(yīng)對這種變化。瓦爾特公司將這個(gè)一攬子解決方案稱為刀具自動(dòng)制造單元(Automated Tool Room)。該單元由瓦爾特的刀具磨床、刀具測量機(jī)和刀具虛擬磨削軟件三部分組成,構(gòu)成了一個(gè)集砂輪檢測、參數(shù)計(jì)算、程序生成、磨削制造、刀具測量、自動(dòng)補(bǔ)償于一體的系統(tǒng)。這種方法可以避免試加工所帶來的諸如占用機(jī)時(shí)長、砂輪消耗甚至破損、浪費(fèi)棒料等等許多問題,有效地減少編程調(diào)試、機(jī)床設(shè)置、測量站與磨床間的數(shù)據(jù)傳遞等輔助加工準(zhǔn)備工作時(shí)間,最大限度地發(fā)揮數(shù)控刀具磨床的生產(chǎn)能力。
通過刀具自動(dòng)制造單元,我們可以將本該輸入到機(jī)床的全套刀具幾何參數(shù)和磨削工藝參數(shù)輸入到模擬磨削軟件,該軟件就可以對機(jī)床的磨削過程、刀具磨削后的狀態(tài)進(jìn)行仿真。用戶不但可以停留在磨削過程中的任何一點(diǎn)對整個(gè)機(jī)床或刀具進(jìn)行多視角、近距離的觀察,而且可以自動(dòng)檢測在刀具磨削的制造過程中是否產(chǎn)生干涉。如果結(jié)果滿意,程序可以直接輸入到機(jī)床上立即進(jìn)行加工,其真實(shí)的加工狀況和模擬的理論上沒有任何差別。運(yùn)用投影光、反射光和聚焦測距原理的應(yīng)用、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)圖像處理和數(shù)字控制技術(shù)對砂輪和刀具進(jìn)行 “無接觸”和“程序化”的測量,使虛擬磨削軟件的仿真效果可以達(dá)到完美的地步。運(yùn)行虛擬磨削軟件的工作站、刀具磨床和刀具測量機(jī)還構(gòu)成一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò),刀具設(shè)置參數(shù)、砂輪參數(shù)可以共享,即節(jié)省了時(shí)間又避免了人工輸入所帶來的誤操作。
通過刀具自動(dòng)制造單元,我們可以節(jié)省很多時(shí)間。據(jù)測算,使用模擬磨削軟件的可減少編程調(diào)試時(shí)間通常在30%以上,模擬磨削軟件和自動(dòng)測量的結(jié)合可減少機(jī)床設(shè)置時(shí)間達(dá)40%以上,而整個(gè)刀具自動(dòng)制造單元的運(yùn)用,可將機(jī)床設(shè)置時(shí)間減少達(dá)50%以上。刀具自動(dòng)制造單元的出現(xiàn)也能給使用刀具進(jìn)行切削加工的提供一些啟示,我們應(yīng)該可以通過技術(shù)手段來減少程序生成、程序調(diào)試、刀具檢測、工件檢測、數(shù)據(jù)傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)的占機(jī)時(shí)間,通過機(jī)外精確的模擬加工來減少調(diào)試時(shí)間。盡管由于刀具切削的狀況由于刀-屑付的摩擦、排除切屑等問題遠(yuǎn)較磨削加工雜,但計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展給仿真模擬切削的實(shí)現(xiàn)帶來了希望。