自Pacific Tool公司（位于美國華盛頓州Redmond市）上世紀60年代末成立以來，其工模具工廠在需要多道工序加工方面表現出眾。通常多道工序加工需要在幾種不同的機床上進行裝卡，如果是大批量生產，裝卡的成本分攤到每件上是可以接受的，但近幾年工廠的平均訂單規模急劇下降，客戶開始更頻繁地下小訂單。小訂單導致設置次數增多，耽誤了工廠機床的正常運行時間。Pacific Tool公司不打算舍棄他們擅長的多道工序加工，所以，他們只有通過減少裝卡次數才能保持競爭力。

    工廠希望能有這樣一種機床，僅用一次裝卡就加工到零件的所有的地方，完成全部的加工工序，簡而言之，就是工廠需要一臺多任務車銑復合加工機床。“我們總是試著與眾不同，我們認識到，作為一流工廠，我們的優勢，是為我們的客戶提供多任務處理能力。”Pacific Tool公司副總裁兼工廠CEO Scott Garbarino說。

    經過評估了幾種多任務車銑復合加工機床后，工廠從當地森精機經銷商那里采購了一臺森精機MT2000多軸車削中心。“我們選擇森精機機床的原因之一是其卓越的性能，我們有很多常規的Mori Seiki車削中心，使用狀況良好。”Garbarino先生解釋說。“另外，這是我們首次嘗試多任務車銑復合加工機床，因而我們不知道自己需要什么。從我們當地經銷商那里購買機床，我們可以從他們那里獲得高質量的售后支持。”

    圖1是Pacific Tool公司多軸車削中心特寫，展示的是一個零件裝卡在主軸上，用下刀塔上的刀具鉆孔，用機床刀軸上的刀具加工零件外圓面。

圖1 Pacific Tool公司多軸車削中心特寫

    這種MT2000機床有四種型號，工廠購買的是MT2000SZ，它的配置具備極大的靈活性。“當我們購買機床時，我們不知道我們要在上面干什么活兒，”Garbarino先生說“因為我們是一個接加工任務的工廠，我們不知道我們要接的下一個活兒是什么，然而，我們知道我們必須盡可能的提高我們的能力，以保持競爭優勢，所以我們選擇功能最全的型號，我們希望能有一臺機床可以處理客戶交給我們的任何加工任務。”

    圖2是用車削中心刀軸上裝卡的刀架上的小直徑鉆頭，在工件錐形內壁上斜著鉆孔。

圖2 小直徑鉆頭在工件錐形內壁上斜著鉆孔

    MT2000SZ機床與雙主軸雙刀塔CNC車削中心類似。配有12把刀具的下刀塔在X軸和Z軸方向移動，工件裝卡在機床對面二個主軸任何一邊都可以。每個下刀塔既可以裝普通刀具也可以裝動力刀座。

  代替一個固定的上刀塔，這臺床子的特點是有一個可以四軸運動的上刀軸，它在X、Y、Z軸和B軸（±120度）方向移動，工件裝卡在機床對面二個主軸任何一邊都可以。這個刀軸從一個裝有120刀具的刀具庫中自動調用刀具，既可以裝普通刀具也可以裝動力刀座，刀軸上可安裝最大可達直徑4.9英寸、長11英寸的刀具。

    在采用多任務車銑復合加工機床之前，該公司在車削中心和加工中心編程方面已經開始使用Gibbs公司（位于加州的Moorpark）的GibbsCAM軟件。自然地，當Pacific Tool公司采購的多任務車銑復合機床交付使用后，他們購買了專門適用于這種機床的GibbsCAM多任務車銑復合（MTM）加工編程軟件。

    據Gibbs公司介紹，其多任務車銑復合加工（MTM）模塊可以為任何類型的多任務車銑復合加工機床建立機床仿真。機床仿真可以仿真客戶精確地機床結構如機床基本的基礎，其它選項，如進給裝置、零件卡盤、刀塔和副主軸，和所有特殊設備，也可以看到刀具加工的精確時間和NC代碼等，使用軟件的繪圖能力，能在機床上對刀具進行定義、裝卡和驅動操作，支持普通刀具，動力刀座和成形刀具。

調試機床后置處理

    “我們工廠已經有了所有常規數控車床和加工中心的后置處理，因而我們可以為任何特定的機床輸出程序，保證了刀路運轉良好而無需在機床上做任何的手工編輯。”Pacific Tool公司的編程人員Anthony Desimone說。“我們希望新的多任務車銑復合加工機床也能有合適的后置處理，并取得同樣滿意的效果。”

    “Gibbs公司為我們這臺多任務機床開發了一個后置處理，”他繼續說。“一般而言，他們先為我們的機床編寫一個后置處理，然后發給我們。當我們開始使用時，只要出現了問題，我們就通知Gibbs公司，他們就會做必要的調整，最終調出合適的后置處理。”

    Desimone先生對GibbsCAM軟件多任務車銑復合加工（MTM）功能印象最深的是它獨有的同步管理器，可以顯示執行零件每步操作所需時間。“在為多任務車銑復合加工機床編程時，其中最重要的考慮是協調兩個主軸間的操作從而把零件生產的總周期縮小到最短。”他說：“如果我手工編程一個多任務加工零件，我要計算在一個主軸上要執行多少步操作，然后才可以在其它主軸上進行操作。我還要用計算器，把進給率和主軸轉速相乘，計算每步操作所需要的時間。同步管理器可以為我完成所有這些，幫我分配操作任務給兩個主軸，以盡可能短的時間加工零件。”

    多任務車銑復合加工（MTM）軟件還能幫工廠縮短裝卡時間。用它，公司用Excel表生成裝卡工作報告，提示操作者在裝卡刀具進給裝置時所需要的偏移量等各種信息。Desimone先生補充說道：“GibbsCAM軟件多任務車銑復合（MTM）模塊既可以生成刀路，也能輸出合適機床的代碼，并同時輸出與之相關的刀具清單和裝卡工作報告，這項功能確實幫助我們縮短了時間。”

    圖3是一些在多任務車銑復合加工機床上生產的零件。中間和右邊的就是本篇中提到幾種的壓縮工具。

圖3 多任務車銑復合加工零件

    “一開始，我們就知道我們沒有辦法對復雜的多任務車銑復合加工零件進行手工編程。”他繼續說道，“這就是為什么我們要花那么大的精力在所有的流程上，最重要的是，得到合適的軟件模塊和后置，這樣使得多任務車銑復合加工機床的使用既高效，同時又和普通的數控機床一樣容易。”

    這臺多任務車銑復合加工機床確實為公司達到了縮短裝卡時間的預期效果。在這臺機床上最先加工的一個零件是用在自動鉚頭上的壓縮工具，在進行鉚接操作時，用來把所有材料層壓到一起。公司以前加工這個零件需要在普通數控機床上分成12道工序進行加工。現在通過切換加工任務到這臺多軸車削中心上，工廠可以縮短一半的零件加工時間。

    新機床也為工廠帶來了新的商機。Garbarino先生解釋說，多任務車銑復合加工能力使公司可以開發一些醫療領域的潛在客戶，其零件幾何形狀非常復雜。“如果你沒有生產那些零件的能力，他們根本不會和你談。”他說。

    當客戶打電話再要幾個零件時，公司只用幾個小時就能在多任務車銑復合加工機床上做出來，而不像以前一樣需要提前2－3周預訂，然后在幾個不同機床上進行生產。“這就是多任務車銑復合加工機床的優勢所在，”Garbarino先生解釋說：“它可以讓我們省去了大量的裝卡時間，這樣我們就無需采用高價格策略，多任務車銑復合加工方式使我們工廠競爭力更強，采用GibbsCAM軟件的多任務車銑復合加工（MTM）模塊確保我們充分地使用了多任務車銑復合機床的所有能力。”