动力
公司概述
天津阿尔斯通水电设备有限公司拥有超过一千名员工,一个6万平方米的宽大厂房,厂房配备先进的数控技术,具有为所有水电应用提供涡轮机及发电机的生产能力。它也是阿尔斯通最大的水电设备制造中心之一,为中国及全球市场提供服务。
天津阿尔斯通水电设备有限公司广泛参与大型水电项目包括三峡工程(14台700兆瓦机组)和向家坝项目(4台800兆瓦机组),其中向家坝项目中800兆瓦涡轮机的设计和制造是全世界迄今为止生产的最大功率涡轮机。
挑战
一个交付的转子(涡轮机的核心部件)的重量超过200吨,直径8米,高度几乎有4米。天津阿尔斯通水电设备有限公司负责制造巨大的叶片,它将被安装在转子上供涡轮机使用。
技术部门李军改工程师的团队将接受挑战,用至少100吨的毛坯来生产这些3米高,3米宽的涡轮叶片。
“在中国随着对水电项目的要求不断提高,甚至在亚洲,要求我们生产叶片更快,更简单,更安全”李工说,“我们必须每年不断的提高五轴和车铣复合机床的生产效率。
日常工作中使用SPRING Technologies的解决方案后,我们之前想到会有收益,但是没想到会有成倍的收益” 涡轮叶片形状是数控程序员最复杂的工作之一,甚至一些大叶片比3米更高,一片叶片需要80小时粗加工,加工速度是每个月3个叶片,这样高难度的工作允许李工的工作团队犯错误的空间为零,一个叶片需要我们的机床运行平均50,000行G代码才能达到需要的叶片表面质量,“你可以想象我们的编程任务和生产出一 个叶片成品将有多繁重的工作量”李工说道,“我们的工程师使用NX来生成刀具路径,而我们之前也习惯了直接将程序发送到机床来进行实际加工,然而,在非常长的空运行阶段,任何状况都可能会发生,我们开始寻找线下的解决方案来提高我们现行程序的生产率,非常幸运,我们终于找到了完美的解决方案”
收益
使用NCSIMUL Machine仿真
“我们曾经试着用CAM软件来验证刀路,结果远不及我们用NCSIMUL Machine来直接仿真ISO代码可靠。
使用NCSIMUL Machine,我们可以检查和确保刀路的精确度,我们现在用它来系统的检查所有的CAM刀路,当你考虑一个主轴头价值25,000到30,000欧元,其实它和NCSIMUL Machine同样的价格时,你就明白为什么使用NCSIMUL Machine可以如此快的得到投资回报!”“NCSIMUL Machine为我们的机床带来了无可争议的生产效率的提高”李工解释到,“在过去,我们的程序员必须首先要根据他们在这个领域的工作经验写出一个部件的程序,然后上机床来验证程序,以检查程序是否有错误,如果有错误,需要在机床上直接重新编程或者在CAM上做进一步的修改,并再次发回机床验证” “现在,直接利用NCSIMUL Machine模拟机床加工环境节约了大量时间,更正了所有可能发生的加工错误,之前甚至发生过在车间里只有单个刀具在工作的情况。
现在我们生产出成品的时间明显缩短,真正的生产效率提高直接显示在一线的加工车间。
最终,所有机床都充分用于实际的生产中,没有空运行的情况。”“我们也增加了生产加工的安全性,因为我们能够提前检测到任何的碰撞,加工过程中的主轴停转等等之前发生过的问题;我们的操作工在日常加工中更有把握,不再犹豫让推杆全速。”“总之,通过 NCSIMUL Machine的使用,我们提高了生产效率,保证了加工生产过程中的安全性,并加快了生产进程。”李军改工程师总结到。
利用OPTITOOL进行优化
另一个SPRING Technologies的解决方案,OPTITOOL通过缩短生产周期给李工的团队带来巨大的优势,提高产品表面光洁度从而减少每个部件的整体成本。
管理者通常倾向于通过投资非常昂贵的自动化设备和高速度机床来降低成本,然而作为NCSIMUL Machine的自然延伸的一部分,对仿真刀路的优化就如同一个简单的点击动作。
经过NCSIMUL Machine验证的程序是零差错,所有可能存在的问题都会被检测出来。
接下来需要运行的是NCSIMUL Machine的优化模块:OPTITOOL,NCSIMUL Machine能够将刀路划分成非常微小的分段来进行分析(材料去除量),然后它将在ISO程序中根据每一秒的材料去除量,每一段去除材料的高度和宽度及刀具运动类型等,对进给率和加工速度进行优化。
不必修改原始刀具路径(代表公司的行业特点),OPTITOOL提出最佳加工条件,提高进给率设置,从而输出一个新程序。
“在阿尔斯通,我们的团队只能根据经验来选择合适的切削参数和进给率,这是一件令人头疼的事。
但对于50,000行的代码,这确实是一个不小的挑战”李工说,“使用OPTITOOL后,通过自动检测进给率建议值,优化之前的程序,我们节约了10%的时间(也就是8个小时的工作量),所以我们现在对所有经过NCSIMUL Machine检查后的程序,在发送到机床进行实际加工前,都会进行进一步优化。”
优化过的NC代码生成恒定的切削量,这会带来更好的表面光洁度减少刀具磨损;缩短刀具加工的时间,从而降低刀具预算。
“我们的刀具使用寿命更长,而我们的机床运行也更加顺利。总之,通过使用NCSIMUL Machine和OPTITOOL,我们做到的不只是增加效益,而是效益成倍增长!”
“我们的刀具使用寿命更长,而且我们的机床运行也更加顺利。总之,通过使用NCSIMUL Machine和OPTITOOL,我们做到的不只是增加效益,而是效益成倍增长!”
李军改 – 天津阿尔斯通水电设备高级工程师