这是一个Tebis遵循了十多年的原则， Tebis AG产品管理负责人Reiner Schmid至今仍视其为一个独特的方法。在接受NCFertigung的Christopher Detke采访时，他解释了如何成就一个好的CAM系统、挑战在哪里，以及他认为目前最复杂的机床是什么。

您好， Schmid先生。自Tebis推出虚拟机床车间14年后，从今年夏天开始，基于同样的原则，支持带同步加工的数控车床编程。为什么花了这么长时间？

这个时间跨度不应该被误解。我们已经逐步扩展了支持范围——涵盖了铣床、激光机床、机器人以及车铣复合机床。我们现在已经达到了这样一个阶段：能够支持我认为最复杂的机床，同时仍然保持我们CAM系统的原则。不过，我们CAM系统的原则从未改变。

您提到了几种不同类型的机床。在您看来，其中哪一种最为复杂？

我认为是联动加工的多通道车床或车铣复合机床。市场趋势明显在向这些类型发展。许多用户已经认识到了多通道或联动加工技术的好处。

多通道技术是什么意思？

这个词来自数控系统领域。数控系统管理着通过通道移动的组件。每个通道本质上就是一个刀架。通道1可以是一个铣削主轴，通道2可以是一个带车刀的刀塔。但是，零件，也就是工件夹持装置，也可以是一个通道，或者是在某个时间点接管零件的副主轴。

这样做的好处是什么？

它显著减少了物流工作量。你可以在单台机床上完成所有加工步骤，这在精度方面具有显著优势。它还消除了对夹具或夹紧装置等额外设备的需求。这使得加工极其高效，尤其是在规划和控制方面。

那么，联动加工的数控车床并非什么新鲜事物。为什么它们仍然是当前的趋势？

这在模具制造行业（我们有很多客户）花了一些时间。在通用机械制造行业，人们更早认识到其优势。但一段时间以来，对联动加工的车床的需求已经非常明确。考虑到这一点，我们在这一领域投入了大量努力。

你们车铣复合机床模块的主要客户是谁？

主要是小批量制造商和单件制造商，而不是大批量生产商。尽管我们也可以为他们提供支持，但大批量生产商的目标是缩短节拍时间。这仅靠CAM系统是无法实现的。我们必须坦诚地承认这一点。任何声称能够精确确定节拍时间的CAM系统或开发者，实际上总是会有偏差。

为什么？

这与仿真的精度有关。例如，刀塔的换刀时间、定位运动和刀具的测量。我根本无法足够精确地仿真这些时间。但这正是大批量生产商想要的，因为对他们来说，每一秒都很重要。我们可以为他们编程顺序，但我们无法提供精确到秒的仿真。

那么，我无法使用Tebis提前明确确定机床运行时间吗？

不，你可以。尽管面临挑战，但我们已着手解决机床运行时间的问题。因为确切了解加工操作将如何进行以及需要多长时间，对于优化机床内部流程当然非常重要。根据客户的反馈，我们已经能够做得相对不错了。

相对不错？

我们可以达到90%到95%的精度，考虑到我们是离线仿真，我们认为这个精度已经非常高了。

你们是如何实现如此精确的计算的？

我们能做到这一点，是因为我们在计算中不仅考虑了常规进给速度和快速进给速度，还考虑了加速度和加加速度。

但在这种情况下，您必须为每个用户和每台机床提供尽可能精确的数据。谁来存储这些数据？

我们称这种情况为混合状态。用户可以输入机床的加加速度数据。但在实践中，用户通常不知道这些值。我们的服务技术人员可以在这一领域提供支持。他们在设置不同类型的机床方面拥有丰富的经验。同时，我们的算法会转换输入的数据，这使我们更接近于机床的实际行为。换句话说，这是一个复杂的话题。

常规进给速度、快速进给速度、加速度和加加速度数据。这些信息足以实现95%的精度吗？

不够，这就是为什么我们还要考虑所有移动路径。我们不仅仅仿真计算出的刀具路径。我们采用了我们认为独特的仿真器技术方法。

独特之处在哪里？

我们处理机床的每一个位置。例如，一旦加工操作完成，就需要移动到换刀位置。这个位置可以以或多或少的智能方式接近。我们也会计算路径。

所以， Tebis会在可用空间内找到最快的直接路径？

是的，因为机床的问题在于它不知道零件在哪里，以及加工区域还有多少空间。这取决于装夹情况。我们希望具体且精确地告诉数控系统它必须做什么，然后机床就会照做。如果你从数控系统开始生成NC代码仿真，你只能仿真数控系统指定的内容。我们从另一方面入手。我们使用非常简单的指令来与机床通信，使其完全按照我们的意愿执行。

我来总结一下。你们基本上是针对虚拟机床进行编程，而通常的做法是从数控逻辑中输出NC代码？

这正是我们想做的。我们称之为“基于虚拟机床的编程”。我们刻意让机床保持在我们的控制之下。这从一开始就能产生技术上正确且无碰撞的数据。它有精湛的技术作为支持，但我们使用的是非常简单的NC指令。这对客户来说有时是一种不同的方法，因为程序会包含一个或多个额外的NCSets**（数控程序段）。**

那么，您的目标群体主要是车铣复合机床用户？

是的，尽管其他应用也是可以想象的，例如机器人的使用。机器人也可以作为一个单独的通道集成进来。然后，它可以在粗加工和精加工之后的完美时机从机床上取下零件进行去毛刺，从而腾出机床进行高质量的加工操作。

在Tebis中的具体流程是怎样的？

我们始终以机床为出发点进行编程。这自动满足了所有必要的先决条件。卡盘爪或中心架等单元也会被直接配置。用户可以立即了解他们能做什么。他们设置机床，夹紧零件，并指定制造步骤。所有程序都集成在作业管理器中，然后进行同步。这就是最大的区别。我们使用这些信息进行计算，也就是说，后台会考虑到机床的具体先决条件和具体情况。

所以，同步是最后一步？

是的，因为我们发现，如果计划中的机床意外被占用，用户必须反复切换机床。使用我们的作业管理器，我可以快速进行切换。我将车削操作转移到车床上，将铣削操作转移到合适的铣床上。如果我们在构建作业管理器时立即进行同步和计算，这个过程将会复杂得多。我们在构建作业管理器的同时，已经在后台生成了一个同步列表。之后就是计算和输出NC程序。实际上，一旦作业管理器创建完成，用户的工作就完成了，他们无需再担心其他事情。如果需要进一步优化，他们可以更仔细地查看同步标记。

听起来很简单。

有趣的是，我们对同时发生的其他一切都了如指掌。在各个流程之间有许多大大小小的步骤。我想说的是，刀具路径和围绕粗加工的动作比实际加工操作本身要多。我们检查、仿真和后处理所有动作，因此是可靠的。

所以，你们考虑了整个情况，所有您提到的限制、缩减和移动路径……

完全正确。我们也喜欢称之为“智能刀具路径”。通过使用它，我们创建了一个更加可靠的工艺，而其他系统首先需要进行NC代码仿真，然后几乎是“拼命地”去仿真数控过程。我们是告诉数控系统该做什么。

是什么让这对车铣复合机床来说如此复杂？

实际的加工操作——车削或铣削——并不是问题。真正的艺术在于在正确的时间激活正确的元素。不同通道之间的交互要复杂得多。例如，什么时候定位中心架，什么时候副主轴移动过来，什么时候棒料送料机进入——所有这些都必须无碰撞地完成。这与实际的刀具路径关系不大，但同步和协调却很困难。因此，它间接上是旧技术，但带来了全新的挑战。

而且机床变得越来越灵活。

这一点不容忽视：机床制造商集成了大量的选项。说“今天我把顶尖夹在刀塔的11号工位，明天把它夹在副主轴上并保持在那里”并不难。用户拥有这种灵活性，并且希望充分利用它。 CAM系统的难点在于保持对这种灵活实现的控制。我可以通过生成NC输出并告诉机床“现在顶尖在刀塔里”来简单地做到这一点。但这样一来我就没有控制它，我所做的事情取决于数控系统和机床做什么。我们希望进行如此可靠的编程，使得所有工艺步骤都能产生最佳的NC输出，并始终正确地定位每个通道。

未来，当更动态的刀具被应用时，用户的灵活性会更大。刀具制造商在这一领域的创新越来越多。

是的，我们经常遇到这种情况。然而，机床、刀具和零件范围的先决条件必须相互匹配。我们会定期询问客户是否需要新的刀具或生产工艺，并据此进行调整。我们随时准备开发动态工艺。但目前我们专注于虚拟机床技术。

那么，高端应用并不总是在制造工厂中表现出色？

这些数字通常是可控的。我们知道这一点，因为我们与客户保持着持续的沟通，并且我看到了未来对此的持续需求。所有参与者之间需要更深入的互动：用户、刀具和机床制造商以及CAM制造商。这总是一个需要以某种方式整合起来的组合。潜力是存在的。但每个人都在谨慎地等待其他人采取行动。

是合作的意愿不够吗？

我认为更多的是为了规避风险。公司会等待，因为一开始只有少数应用实例。在工艺被确立之前，没有人会切换。以机器人铣削为例：我们自2014年起就支持这项技术，但直到现在才注意到需求的逐渐增长，比如在模型制造领域。

德国尤其如此吗？

我认为这是一种全球现象。通常一项新方法需要一段时间才能成为常规。这也与组织结构有关。我们有客户只与一家刀具制造商合作。如果他们需要特定的刀具，而该制造商没有，客户就必须更换供应商。这些不是技术问题，而是组织问题。创新固然重要，但我们可以看到实施周期通常需要一到两年。因此，对我们的客户来说，拥有一位具有高水平技术能力以及可靠服务支持的长期合作伙伴，在这条道路上陪伴他们，这一点非常重要。