大模具—大挑战
--中国哲人吕不韦说过“难不在于其大小而在其时机把握”。iTNC数控系统在德国慕尼黑宝马集团的模具制造试点项目中经历的全新挑战恰说明这一点。
飞驰的车—奔腾的心。
优异的驾乘性能和靓丽的车形不能不令人心动。大型模具在其中的作用不可或缺。这些模具的功效，如同其产品一样，都来自其效率。就是说，提高品质的同时必须缩短生产时间和降低生产成本。这是模具制造最突出的特点，它直接关系到价值创造。
提高大型模具制造效率的试点项目
车身覆盖件需要用高精度模具制造，但模具成本高而且是单件生产。材料切除多，面积大，雕刻面加工时间长。如果考虑到模具的模块化设计特点，结构复杂，其各部分必须完美配合，使这些问题更加困难。
确定提高效率的途径时，必须考虑所有这些复杂因素：
必须减少过多的加工步骤和缩短加工时间。这是多台大型机床联合工作的NC数控系统工作性能必须出色的原因。
整个过程中必须避免成本高，耗时的人工修复工作。只有最终产品表面质量好才能满足这些要求。此外，模块化结构要求被加工的模具有更严格的公差。因此，精度和表面质量都是决定性因素。
由于这些零件只有单件，成本高，任何加工差错和停机都将大大牺牲生产效率！因此，数控软件必须绝对稳定和整个系统必须确保过程可靠。
宝马集团模具制造商经过大量调研发现一种可行的组合技术：Droop + Rein公司的新大型机床可以完美满足这个要求(图1)。他们希望这台机床与海德汉iTNC 530 NC数控系统联姻。
两公司决策层面对面讨论中很快定出主要要求：最重要的要求是过程可靠。他们知道过程可靠是加工速度，表面质量和与其相关性能的保证。此外，复杂的模具也需要用更新和更强功能的数控系统。
(图1 Droop + Rein 公司的FOGS 2550 PT M40 C 型加工中心)
模具制造的其他要求
大型模具制造非常壮观，不仅因为工件，就是现在说的模具尺寸庞大。加工期间，机床操作人员需要人工干预加工过程，这与许多NC专业人员熟悉的情况非常不同，需要极高操作技术。需要沿虚拟轴走刀，用手轮叠加进给运动（注意是零件程序正在运行时）或用叠加的原点平移补偿误差(图2)。机床操作人员需要用全局参数功能直接影响零件程序和进行叠加运动，不需要修改程序本身。这是对iTNC 530提出的新要求—但在项目进行过程中做到了。参见“大型模具制造的新功能。"
尽管加工复杂，但NC数控系统还必须尽可能简单易用。海德汉数控系统的易用性在业界广受赞誉，这是决定引入海德汉系统的一个积极因素。
(图2 使用手轮)
新环境—不变的品质
iTNC 530用于大型模具时，能凸显其独特特点。新环境中，只是尺寸更大。CAM系统生成的雕刻面的NC程序非常大，预计使用大量短线段。这正是海德汉数控系统特点，功能强大和动态性能好，平滑加加速的运动控制将线段转化为高质量表面。多轴加工功能，例如刀具中心点管理（TCPM）或三维刀具补偿功能都必不可少。
为使用户在大型程序中快速浏览，iTNC 530的编程操作模式允许用户快速和方便地修改程序。海德汉数控系统的以太网接口可以高速读入大型程序(图3)。
海德汉数控系统的CycleDesign循环编程模式非常有用，为用户节省大量时间和还使加工操作标准化。用户甚至可使iTNC 530更适应其加工条件，加快和简化日常工作。
团队协同一致
项目进行期间，有两台配海德汉iTNC 530的Droop & Rein公司的大型机床。一台是FOGS 2550 PT M40 C型加工中心，另一台是T2550 PT R50 C型龙门加工中心（参见“机床图”）。
机床制造商认为影响项目成功的另一个重要因素是：数控系统必须“完全满足机床复杂性要求的同时还必须满足预算要求”。保证也是一个方面：“数控系统工作必须安全，可靠和过程稳定。必须有全球支持能力。测试初期，海德汉iTNC 530立即表现出这些方面的一流品质。
为了配新数控系统，机床制造商需要大量工作：研发部门和生产部分必须熟悉海德汉技术和将其特性体现在自己产品中，Droop + Rein厂技术部经理Hanrath博士承认“投资巨大”但物有所值。通过与海德汉团队合作，困难，挑战和问题都被一一克服。Hanrath博士说，“当然，第一台机床用了我们很多精力熟悉系统，但第二台机床开始一切都很顺利。”
海德汉也需要调整自己NC数控系统软件：除用户功能外（参见“大型模具制造的新功能”）外，需要为大型机床应用进行部分技术调整，例如不需要重新启动数控系统就进行复杂和全自动的自动换铣头功能。
(图3 大型机床的操作系统)
高效加工大型模具的新典范
项目实施结果没有任何意外，因为所有项目参与人都非常了解他们产品的强大和精度的高超。仅仅产品组合是全新的。完全根据计划，Droop + Rein的两台配海德汉数控系统的机床开始在宝马公司生产厂的大型模具部门开始协同工作。
记录显示，从开始工作的一刻起，无缝合作就产生丰硕成果。机床制造商确认：“NC数控机床投入使用后，立即达到了一流表面质量和加工的高速度要求。”测试期间少量调整不可避免，Droop + Rein与海德汉都快速完成。
项目发起人也表示新数控系统的应用非常成功，从一开始起数控系统就工作稳定和可靠，满足了过程安全和可靠的苛刻要求。他们表示整个项目进行的“异常顺利和无忧”。
海德汉数控系统的优点还有灵活性：海德汉数控系统现已应用于各种规格的机床中，第一次用该系统的大型机床用户也不需要重新学习。现在机床操作人员有了更灵活技术，不需要穷于应付不同数控系统。
试点项目已成为一个典范，预示着汽车制造商开始受益于大型模具制造效率的提升：这个项目中，过程安全，加工速度，工件精度和表面质量都开创了全新和更高标准！
用TNC数控系统进行经济的5轴联动加工
模具制造商如何用iTNC 530高效加工高质量表面
“该数控系统编程容易，用户帮助全面，”位于德国BiedenkpfWallau Müller Modell- und Formenbau公司总经理和企业家Georg Müller高兴地说。海德汉iTNC 530在最优表面质量的注塑模加工中发挥了决定性作用。Müller为汽车塑料件的注塑模生产复杂的模具，他们有20台DMG MORI SEIKI加工中心并配iTNC 530数控系统。
汽车工业对质量有极高的要求：内部零件和外部零件都必须具有极高表面质量。“另外一点,”Georg Müller补充说，“是必须注意塑料件可脱模，生产必须经济而且最终能满足高质量要求。”细纹轮廓和细小凸纹的加工特别困难。
TNC数控系统的高表面质量
海德汉数控系统完全满足这些要求，而且iTNC 530的高精度路径和运动控制功能为高表面质量提供了保证。数控系统的这个特点保证了路径的高精度，为Müller避免了修复加工。
此外， 数控系统的工作特性还能用其它功能进一步提升。TCPM（刀具中心点管理）功能让TNC可以使刀具在轮廓上运动，而且倾斜加工中刀尖始终高精度地保持与工件间相同的距离。TNC也自动补偿直线轴所必需的偏移。这样，3-D加工连续执行，加工的表面质量高。
TNC的M 120（预读）功能能避免轮廓受损，铣削轮廓中用半径修正时可发生轮廓受损，但必须加工小于刀具半径的圆角。即使用大进给速率，数控系统也能提前多个程序段计算轮廓。如果使用这个功能，程序运行中能忽略可被刀具损坏的小半径圆角部位等。这样，预读功能能保证首件就成功。
Müller在DMG MORI SEIKI机床上用循环32完美平衡了速度与精度。这个循环根据表面质量要求确定TNC轮廓的平滑加工，而且如果优先表面质量，那么也能为旋转轴设置适当公差。对于高速切削，在循环32中特别定义最佳粗加工和精加工模式的过滤器设置。操作人员只需在NC程序中输入适当模式，这就是说不需要修改机床参数。
“我们确保模具可脱模并满足高质量要求。”Müller Modell- und Formenbau公司企业家兼总经理Georg Müller
图2:海德汉数控系统的基本优点是操作简单。每名员工都负责整个加工任务。
TNC支持高效率
“80年代初以来，我们完全转向用海德汉系统生产加工，应对更加多元化的员工结构，”GeorgMüller说。他非常喜欢其操作的简单性，因为模具生产需要在现场调整CAM系统生成的NC程序，TNC数控系统提供许多实用功能，使这个调整非常容易。总之，Müller可以非常经济地生产复杂模具—而且只一次装夹。
Georg Müller认为，配海德汉数控系统的机床是保持连续性的表现。“这给我们很大帮助，因为我们需要有新机床时，不需要每次都重新学习。”
Müller非常高兴地不断收到来自汽车行业的订单，而且他的公司由于生产效率高和品质优已获得稳固的市场地位。
用监测功能可靠地加工
Müller用自适应控制（AFC）软件选装项监测刀具。对于加工时间长的任务或无人值守生产模式，AFC能确保过程安全。当主轴功率超过预定值且刀具低于预定的最小进给速率时，iTNC 530执行换刀操作。这时，刀具可能已不够锋利。因此，数控系统能避免工件因刀具破损而被损坏。另一个好处是机床本身也安全。
Müller用DCM（动态碰撞监测）软件选装项保护机床。最新机型是一台DMU 125 monoBLOCK®NEXT GENERATION，需监测的部件已在iTNC 530中定义了。对刀具同样，简单刀具和复杂的阶梯刀具都适用。在高速5轴联动加工中，如果两物体过于接近时，数控系统中断程序运行。TNC数控系统当然只允许沿增加间距的方向煺离。
结论
Müller Modell- und Formenbau公司是一家高效生产复杂注塑模的着名公司。该公司不断积累自己的技术并构成他们的专有技术，Müller用自己的注塑机生产最初的样品。“我们的客户需要一站式全套服务，”这家企业家说。
汽车业非常需要高质量的注塑模。海德汉数控系统能确保模具的表面质量高，并且不需要修复加工，因此生产经济性更高。
