作者：Evan Doran

　　Barbco公司購買了一臺五軸銑床，用于加工單塊的整體零件，2年后，其機械車間改變了方向。該公司成立于1989年，位于俄亥俄州坎頓市，是地下建筑行業(yè)著名的非開挖掘進設備制造商，其設備用于在不破壞地面的情況下鉆穿土層和巖石。這些設備包括鉆頭（直徑從24-72英寸不等）、重型地下鉆孔機的其他部件以及這些機器的軌道。在嘗試使用五軸銑削以縮短設置時間后，公司的明星機床現(xiàn)在是一臺雙柱約翰福德 DMC-4100PH三軸銑床。此舉使公司的許多一體式結構重新變?yōu)楹附咏Y構，并促使操作員學習G代碼。

　　盡管出現(xiàn)了這些看似違反直覺的變化，但Barbco公司生產經理Matthew Wolf和首席編程員兼領班Andrew Liston 表示，生產不僅回到了正軌，而且比以往任何時候都運行得更順暢。“五軸之后仍有生機。"Wolf笑著說。通過專注于所服務的行業(yè)并適應變化，Barbco公司的車間現(xiàn)在已實現(xiàn)了剛性和可靠性。

　　打造堅不可摧的結構

　　橋式軋機的關鍵賣點是其剛性和穩(wěn)定性。Barbco公司 需要一臺既能進行重型粗加工，又能對A36鋼進行公差小至0.0005英寸的精細加工的機床。當車間的強力切割損壞了五軸機床的旋轉主軸頭時，維修造成了Barbco公司 無法承受的延誤。有了這次教訓，Liston和 Wolf 開始權衡五軸加工縮短的裝夾時間與剛性更強但復雜度更低的機床穩(wěn)定性之間的利弊。

　　附近的經銷商 Absolute Machine Tools向他們介紹了約翰福德橋銑。雖然約翰福德橋銑沒有Barbco公司前一臺機床的五軸定位能力，但它的工作臺更大，工作行程更長，X軸行程161英寸，Y軸行程90英寸。它還能容納更重的工件，機床的結構也更加堅固，以支持車間的積極加工策略。五軸機床在裝夾時間和操作整合方面的優(yōu)勢深受好評，Wolf說，五軸機床非常適合航空航天工作，但約翰斯福德橋銑的優(yōu)勢 “更適合我們的行業(yè)”。

　　舉一個非剛性的例子，由于Barbco公司是高磨損行業(yè)的原始設備制造商，經常進行現(xiàn)場維護，因此必須在緊迫的時間內交付維修零件。然而，鉆孔機和軌道中使用的較大型金屬焊接件需要半天的安裝時間，因此無法卸載零件以滿足緊急訂單的要求。這時，約翰福德工作臺的大尺寸就派上用場了，Barbco公司可以在工作臺的不同區(qū)域設置維修零件，并在零件程序中添加G檔，以確保機器只在該區(qū)域工作。

　　強有力的支持

　　滿足這些緊急訂單還需要迅速的支持。當Liston和Wolf與Absolute Machine Tools交談時，經銷商代表承諾將提供迅速的服務：在兩天或更短的時間內解決任何問題。到目前為止，Absolute公司的承諾都沒有食言。Wolf甚至說，盡管從經銷商位于俄亥俄州洛蘭市的地點到Barbco公司位于俄亥俄州東坎頓市的地點需要 90分鐘的車程，但Absolute有時仍能提供當天的服務。分銷商還通過創(chuàng)建包含服務日期的維護日志，確保 Barbco公司知道機器上各個系統(tǒng)所需的服務間隔時間，從而提前解決任何問題。

　　雖然服務計劃對Barbco公司非常有用，但約翰福德的機床并不需要像舊機床那樣進行大量維護。自4月份機床安裝以來，沒有出現(xiàn)過重大的維護問題，迄今為止，該公司需要進行的唯一定期維護是與機床相關的定期維護任務，如加注冷卻液和潤滑油。由于DMC-4100PH非常大，甚至可以在機床在工作臺的不同部分運行時更換過濾器。

　　對話G代碼

　　對于該車間來說，適應約翰福德的FANUC控制系統(tǒng)并不那么簡單。在購買DMC-4100PH之前，Barbco公司一直使用手動機床和帶有對話式控制器的數(shù)控機床。改用更傳統(tǒng)的控制方式（沒有觸摸屏，顯示的是一行行G代碼而不是圖形）對該車間來說是一項艱巨的任務。雖然該車間已在2019年投資購買了Mastercam，以簡化五軸機床的編碼工作，但其使用案例很少，因此只能依靠Liston作為該軟件的唯一專家。相比之下，團隊估計約翰福德上90%的工作都需要使用Mastercam，這使車間對該軟件的使用增加了一倍。

　　約翰福德的兩名操作員都已開始學習如何使用FANUC控制器，但多年來一直只使用會話代碼，因此學習G代碼的進度緩慢。大部分編程工作仍由Liston負責，他可以利用在為五軸機床編程時學到的許多經驗。這包括使用刀具全刃長的高效加工策略，他說這提高了每把刀具的生產率，并使車間能夠用較便宜的刀具實現(xiàn)高端刀具性能。

　　該團隊還發(fā)現(xiàn)，從控制系統(tǒng)修改程序比從Mastercam修改程序并將其發(fā)布到機床上更困難。Liston負責處理大部分修改工作，他在辦公室或家里通過VPN訪問Mastercam，然后通過連接到機床的數(shù)據(jù)服務器將程序發(fā)布到約翰福德上。然而，對Mastercam的依賴要求車間團隊對Liston發(fā)送給他們的程序更加信任，他們必須將零件程序中的任何問題與Liston妥善溝通。

　　當這一切結合在一起時，機械車間就會創(chuàng)造奇跡。List 提到的一個例子是公司Pathfinder旋轉變速箱的導軌管。這些導軌管長達164英寸，而且必須保持筆直。通過手動方式，操作員需要使用指示器，在機床上一直進行測量，以確保導軌管設置正確。如果出現(xiàn)誤差，則需要進行微小的調整，并再次進行測量。有了 Mastercam，操作員只需探查兩端，就能找到工件與工作臺的相對角度。在此基礎上，Mastercam可以調整整個零件程序，使其與零件的方向相匹配。

　　增加一個軸

　　加工車間計劃在DMC-4100PH上生產的另一個重要部件是旋轉工作臺。雖然約翰福德銑床的剛性和可靠性對Barbco公司的機械車間有很大的吸引力，但五軸機床的靈活性也是縮短許多零件安裝時間的關鍵。Barbco公司 研究了市場上的各種轉臺，看看哪種轉臺既能滿足其剛性需求，又能恢復第四軸，但最終決定自行設計和制造一臺轉臺，以確保滿足要求。

　　Barbco公司希望通過購買直角銑頭進一步恢復靈活性。Liston認為，Mastercam應使使用直角銑頭的程序編程簡單化。正如他所說，主軸方向的改變意味著 “機床需要認為它是側向的”，這在傳統(tǒng)上需要大量的翻譯工作。幸運的是，Mastercam包括一個可以旋轉軸的后置處理程序，控制頭也有同樣功能的軟件。此外，Wolf說，F(xiàn)ANUC控制的一個插件可以判斷控制是否翻轉，并在 “更方便操作員的環(huán)境 ”中重新顯示所有方向。

　　盡管如此，直角銑頭仍需要一些準備工作，因為該公司需要在主軸鼻端鉆孔，以確保直角銑頭能夠嚙合并保持剛性。只要公司安裝了止動裝置，主軸就能繼續(xù)與其他機頭配合使用，從而使Barbco公司在如何部署機器方面有了模塊化的選擇。

　　Liston和Wolf都表示，約翰福德將通過這些升級保持其剛性優(yōu)勢。它們所增加的靈活性將使車間能夠再次合并工件設置。據(jù)Liston稱，這可能會使某些工件從6次設置減少到2次。它還將為工程部門的實驗提供新的軸，幫助機械車間推出更安全、更高效的非開挖掘進設備。

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