導(dǎo)語(yǔ)：零件創(chuàng)意融入管理論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

“別說話，制造零件吧”。AaronKrieger用這句話來(lái)形容當(dāng)他24年前在佛羅里達(dá)的斯圖亞特創(chuàng)建Krieger機(jī)械公司時(shí)許多客戶的態(tài)度。當(dāng)時(shí)和設(shè)計(jì)工程師們沒有過多的對(duì)話。那時(shí)，客戶只希望加工車間能制造出零件。當(dāng)然，Krieger先生也只需要零件圖紙和規(guī)格表來(lái)使他的手動(dòng)設(shè)備從事加工生產(chǎn)。

如今，車間依靠CNC銑床和加工中心來(lái)制造客戶的零件，但是Krieger先生認(rèn)為，強(qiáng)烈的吸引之處不僅僅是這些強(qiáng)大的機(jī)械設(shè)備。他解釋道：“無(wú)論設(shè)計(jì)工程師處在設(shè)計(jì)過程中的什么地方，我們都可以開始制造零件”。他說，這種靈活性和響應(yīng)性正是如今客戶們所追求的。“他們期望我們能解決問題?！?/p>

這意味著無(wú)論零件的有關(guān)信息是什么形式或格式，都能有效地與設(shè)計(jì)工程師們相互作用。有時(shí)，零件信息是在CATIA、ProE或者SolidWorks這樣的CAD系統(tǒng)中創(chuàng)建的完全開發(fā)好了的實(shí)體模型。而在某些情況下，由于設(shè)計(jì)零件時(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未到數(shù)字化獲取數(shù)據(jù)的時(shí)代，因此有關(guān)零件信息的唯一來(lái)源僅僅是傳統(tǒng)的圖紙。有時(shí)，零件僅僅是開發(fā)者頭腦中的想法而已。

“我們必須答復(fù)這樣的手勢(shì)”Krieger先生說，他用食指在空中比劃了一個(gè)矩形?！八麄兿Ｍ覀冎圃斐鲆粋€(gè)這樣的零件，這么寬，這么長(zhǎng)，并在這兒和那兒有幾個(gè)洞，”他說著，并朝空中指了指。

為了實(shí)現(xiàn)這種靈活性，Krieger先生發(fā)現(xiàn)需要多種軟件資源。車間有一套CAD系統(tǒng)，用它來(lái)操作或創(chuàng)建數(shù)字格式的零件幾何體。車間還有一套脫機(jī)CAM系統(tǒng)用于生成G代碼零件加工程序。最后，CNC銑床和加工中心擁有一些控制系統(tǒng)，它們直接在車間內(nèi)的機(jī)床上提供會(huì)話式程序設(shè)計(jì)。這些雙屏控制系統(tǒng)還使車間能夠?qū)胗蒀AD系統(tǒng)所創(chuàng)建的幾何體，并且運(yùn)行由CAM系統(tǒng)所生成的零件加工程序。

發(fā)展

KMC的靈活、集成方法使車間自然形成了它在CNC領(lǐng)域的初步經(jīng)驗(yàn)。在經(jīng)營(yíng)車間的最初6、7年里，Krieger先生作為一名熟練的機(jī)械師依靠他的技術(shù)來(lái)處理工廠的工作。但是，到20世紀(jì)80年代中期時(shí)，他發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)變成CNC加工是唯一的出路，只有這樣工廠才能繼續(xù)生存下去。

幸運(yùn)的是，他找到了一種方法，使他既可以像機(jī)械師那樣去思考，并且仍然可以順利地對(duì)CNC機(jī)床編程。答案就是會(huì)話式編程系統(tǒng)，它采用一種直觀的邏輯模式來(lái)詢問有關(guān)零件的信息?！拔抑辣仨氃鯓觼?lái)加工零件，”Krieger先生說?！拔铱梢栽谖业念^腦中看到這一點(diǎn)。會(huì)話式編程幫助我把這副圖片放到控制屏幕上，在這兒，圖片將變成加工該零件的CNC加工程序?！?/p>

Krieger先生自信的認(rèn)為車間編程能夠使CNC操作在它的車間里成功實(shí)施，他于1983年從Hurco公司(位于印地安那州的印第安納波利斯)購(gòu)買了一臺(tái)KM3-P銑床。該機(jī)床帶有一套UltimaxII會(huì)話式編程系統(tǒng)，系統(tǒng)具有雙屏。一個(gè)屏幕顯示選擇和加工選項(xiàng)，而第二個(gè)并排的屏幕則對(duì)所提示的選擇做出響應(yīng)，根據(jù)定義顯示零件幾何體和刀具路徑。

該機(jī)床成功運(yùn)行。1年之后安裝了第二臺(tái)機(jī)床，它幾乎和第一臺(tái)一模一樣。在后來(lái)5年里又安裝了另外三臺(tái)機(jī)床。這三臺(tái)全是帶有UltimaxIII或IV系統(tǒng)的HurcoBMC4020加工中心機(jī)床。這時(shí)KMC已完全建成了一個(gè)CNC車間，事業(yè)興旺起來(lái)，聲譽(yù)越來(lái)越好，成為電子儀器、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和醫(yī)學(xué)成像行業(yè)的一家可靠生產(chǎn)商，它可提供初步原型/開發(fā)部件，初始費(fèi)用低廉，長(zhǎng)期從事高質(zhì)量生產(chǎn)任務(wù)。

軟件資源

增加CAD和CAM系統(tǒng)幫助KMC保持這種動(dòng)力。

KMC的主要CAD資源是從KubotekUSA公司(位于馬薩諸塞州的莫爾伯勒)購(gòu)買的一套KeyCreator系統(tǒng)。該CAD軟件是原先被稱作Cadkey的基于PC的CAD軟件的升級(jí)版。當(dāng)Krieger先生去年聘請(qǐng)JohnGoings幫助他管理車間時(shí)，引進(jìn)了該CAD系統(tǒng)。Goings先生曾經(jīng)是該車間的一位長(zhǎng)期客戶的業(yè)務(wù)經(jīng)理，過往的經(jīng)歷使他非常熟悉KMC。Goings先生還在制造和CAD應(yīng)用軟件方面具有非常堅(jiān)實(shí)的背景知識(shí)。他的CAD知識(shí)尤其有用。

CAD軟件使車間能操作幾乎所有格式的幾何體，包括二維和三維線框模型、面模型或?qū)嶓w模型——目前輸送零件幾何體的普遍格式。當(dāng)一個(gè)客戶的零件幾何體被發(fā)送給KMC(通常是通過email)時(shí)，Goings先生在KeyCreator中打開它，并將其轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)的原始格式。這時(shí)，他和Krieger先生一起分析該幾何體并確定基本加工策略。該策略是引用任務(wù)的基礎(chǔ)。

JohnGoings在CAD屏幕上檢查3D實(shí)體模型，以開發(fā)一個(gè)用于零件生產(chǎn)的加工策略。

這時(shí)修補(bǔ)幾何體中的任何缺陷或錯(cuò)誤，使其對(duì)加工應(yīng)用軟件有用。同樣，利用CAD軟件的標(biāo)注尺寸和繪制草圖功能，也可以在此時(shí)輕松地創(chuàng)建二維圖紙。

KMC的主要CAM資源是CNCSoftware公司(位于康涅狄格的Tolland)提供的一套Mastercam軟件。Krieger先生在2002年購(gòu)買了該軟件，主要是因?yàn)樗鼮闃訔l曲線、NURBS曲面和其他復(fù)雜幾何體這樣的工件提供了編程支持。此外，他發(fā)現(xiàn)需要一個(gè)脫機(jī)的CAM系統(tǒng)，以便把一部分三軸編程的重?fù)?dān)從機(jī)床刀具上轉(zhuǎn)移走。由于CNC機(jī)床上的控制系統(tǒng)接受G代碼零件文件，因此該CAM軟件使車間可以更靈活地分配編程任務(wù)。

大多數(shù)CAM編程首先要導(dǎo)入一個(gè)由客戶提供的幾何體，其格式為STEP、Parasolids、ACIS或IGES文件。導(dǎo)入數(shù)據(jù)避免重建幾何體或者出現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤。這簡(jiǎn)化了生成刀具加工路徑的過程。最后產(chǎn)生的G代碼文件通過磁盤或網(wǎng)線被傳輸給機(jī)床。

雖然CAD和CAM是價(jià)值不菲且必需的軟件，但是Krieger先生依然認(rèn)為機(jī)床刀具控制裝置的性能和車間編程才是其車間加工靈活性的基礎(chǔ)?！皶?huì)話模式對(duì)于我們的車間來(lái)說是使零件進(jìn)入切削工序的最快速的方式，”他說。和某些希望通過“手勢(shì)”產(chǎn)生原型的客戶交流，這就是該選項(xiàng)提供的一個(gè)立即編程的例子。

更重要的是，車間編程有利于日常工作?！八刮覀?cè)诰庉嫛⑿薷暮蛢?yōu)化零件加工程序方面獲得了最大的靈活性，”Krieger先生說。他說，我們可以輕松地接納客戶提出的設(shè)計(jì)變化。例如，“數(shù)據(jù)塊搜索”功能有助于定位必須在哪兒輸入新數(shù)據(jù)值的正確位置。利用車間編程，我們無(wú)需返回CAM系統(tǒng)，編輯加工程序并重新應(yīng)用后臺(tái)處理機(jī)。無(wú)需謹(jǐn)慎地管理一個(gè)零件加工程序的多個(gè)版本。最新的版本始終是機(jī)床控制裝置的內(nèi)存中所保存的那一個(gè)加工程序。通過會(huì)話模式創(chuàng)建的加工程序的長(zhǎng)度比類似的G代碼程序的長(zhǎng)度要短的多，因此更易于保存和傳輸。

最后，Krieger先生報(bào)告說，因?yàn)橥ㄟ^會(huì)話模式準(zhǔn)備好的刀具加工路徑的精度和加工中心的準(zhǔn)確度經(jīng)證實(shí)是相當(dāng)可靠的，所以他的車間很少做試切。

協(xié)作

CAD、CAM和車間編程之間的協(xié)作最近幫助KMC承擔(dān)了一位新客戶的任務(wù)。零件是一個(gè)鋁制的外殼，大約有一個(gè)小香煙盒那么大，封裝著用于控制飛機(jī)電子系統(tǒng)的印制電路板。一個(gè)框架圍繞在四個(gè)外側(cè)，它允許該外殼直接安裝在一塊儀表盤上。外殼的內(nèi)部有許多槽和鉆孔的固定件，它們用于安裝電路板支架，連接前蓋和操作面板。

“為了競(jìng)標(biāo)該項(xiàng)目，我們得到了一個(gè)樣本零件和一套零件圖紙，”Krieger先生回憶說?！爱?dāng)John和我檢查外殼內(nèi)的所有幾何形體時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)這將是一個(gè)相當(dāng)富有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目。”

Goings先生參考客戶提供的圖紙?jiān)贙eyCreator中創(chuàng)建了整個(gè)外殼的一個(gè)實(shí)體模型。實(shí)體模型允許兩個(gè)人從不同的角度來(lái)旋轉(zhuǎn)和觀察該幾何體，這樣他們可以了解如何將該幾何體“分割”成可以單獨(dú)加工的獨(dú)立零件。他們發(fā)現(xiàn)使用現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的擠壓鋁坯能夠減小浪費(fèi)，使材料成本最低。然后可以把這些零件裝配成一個(gè)完整的工件。Krieger先生建議利用點(diǎn)焊將裝配件組裝到一起，然后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鋁浸焊。

該鋁制電子儀器外殼是通過組裝零件生產(chǎn)出來(lái)的，這些零件是作為六個(gè)單獨(dú)的工件(如插圖中所示)來(lái)加工制造的。車間的靈活編程選項(xiàng)使KMC能夠迅速地向客戶提交樣品并贏得訂單

基于這種預(yù)制造策略，KMC提交了投標(biāo)。該投標(biāo)的價(jià)格非常有競(jìng)爭(zhēng)力，引起了客戶的強(qiáng)烈興趣，但是他們還是有一點(diǎn)擔(dān)心與這樣一家新的、不熟悉的承包商簽署合同。

“我們認(rèn)為遞送一個(gè)我們自己的樣品零件也許能抓住這筆業(yè)務(wù)，”Krieger先生說。Krieger和Goings先生兩人給自己兩周的時(shí)間來(lái)生產(chǎn)樣品，其中包括1周的周轉(zhuǎn)時(shí)間來(lái)進(jìn)行鋁浸焊。這意味著要在4天內(nèi)加工出所有的零部件，并維持車間當(dāng)前的生產(chǎn)。

利用CAD中的零件模型，Goings先生為每個(gè)加工工序制定了單獨(dú)的文件。例如，每個(gè)側(cè)板的外部是一道工序；每個(gè)面板的內(nèi)部(背面)是另一道工序。Krieger先生把較為簡(jiǎn)單的外側(cè)加工分配給車間編程，而把更復(fù)雜、重復(fù)性更高的內(nèi)部幾何體加工交給CAM系統(tǒng)。Krieger先生承擔(dān)了車間編程的任務(wù)，并把CAM編程分配給了KMC的主要Mastercam程序員ShufordSwift。

“在Hurco上，我將幾何體以DFX文件格式導(dǎo)入到一個(gè)屏幕上，然后開始跟隨提示在會(huì)話模式下建立刀具加工路徑，”Krieger先生解釋說?！斑@使我能夠在提示下選擇被調(diào)用的幾何體的某些部分，而不必一條線一條線、一段弧一段弧的重建模型?！痹贑AM站上通過導(dǎo)入合適的幾何體也達(dá)到了類似的節(jié)約時(shí)間的效果。

由于加工中心控制裝置的靈活性，第一步操作在一臺(tái)機(jī)床上通過會(huì)話方式產(chǎn)生，而第二步操作在Mastercam中進(jìn)行了編程，并在另一臺(tái)機(jī)床上以G代碼方式運(yùn)行。“這使我們產(chǎn)生了這樣的想法，如果我們贏得該任務(wù)，那么可以創(chuàng)建多個(gè)工序用于生產(chǎn)運(yùn)作，”Krieger先生說。車間編程系統(tǒng)使KMC能夠輕松地創(chuàng)建模型來(lái)重復(fù)或替換加工程序，以匹配多個(gè)零件工序?！斑@種作用是巨大的，”Krieger先生說?！八沟脧臉?gòu)造原型到生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換變得平滑得多、快速得多?！?/p>

當(dāng)所有單獨(dú)的零件都加工好以后，聯(lián)鎖邊使四個(gè)側(cè)板與儀表前蓋緊密地配合在一起，而外部框架滑入另一端。該設(shè)計(jì)形成了一個(gè)獨(dú)立的外殼，它的內(nèi)外所有細(xì)節(jié)部分也已加工好，全都準(zhǔn)備好進(jìn)行點(diǎn)焊。

“當(dāng)我們把樣品提交給客戶時(shí)，給他們留下了非常良好的印象，”Goings先生得意的說?！拔覀冓A得了這份訂單?！?/p>

實(shí)現(xiàn)技術(shù)的價(jià)值

對(duì)于Krieger先生而言，能夠分享制造技術(shù)，而不僅僅是出售工時(shí)，這使他作為加工車間業(yè)主的生活更有意義。與過去“不說話制造零件”的時(shí)代相比，與設(shè)計(jì)工程師們相互合作并有效地予以響應(yīng)，這使我們現(xiàn)在可以更令人滿意的使用技能和經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵是利用加工和軟件資源把想法融入零件中。這使得車間能夠向數(shù)據(jù)值中添加全部差異，特別是當(dāng)創(chuàng)造性和生產(chǎn)率一樣重要時(shí)。