空中客車防務及航天公司依靠DMG MORI 虛擬機床提高DMC 125 FD duoBLOCK® 機床的工藝穩定性和制造質量。
2014年由EADS重組成立的空中客車防務及航天公司是空中客車集團旗下的防務及航空航天子公司。公司總部位于德國奧托布倫，他們的業務之一是研發和制造阿麗亞娜5號運載火箭發動機。空中客車防務及航天公司的多年加工經驗和先進的數控技術滿足了高標準的質量要求。他們最新購入兩臺DMU 70 eVo linear機床及一臺DMC 125 FD duoBLOCK®。該公司還在計算機的DMG MORI虛擬機床中對DMG MORI 機床進行1:1仿真。該軟件讓用戶能在加工前，先用計算機進行仿真，安全地檢查昂貴工件的復雜加工過程。以此確保加工的絕對安全并在事前優化工藝，提升加工效率。
Airbus A380滿載重量約590噸，起飛推力約1,200 kN。在這里提供這些數據僅是為了對比要將重量達775 噸的阿麗亞娜5號運載火箭送入軌道所需的推力 – 當然是垂直方向 – 推力幾乎達12,000kN。2005年以來，歐洲最新的發射系統在法屬圭亞那的庫魯航天中心定期發射，最重要的是完全可靠地發射。可靠性至關重要，因為阿麗亞娜5號火箭攜帶價格高昂的載荷，如地球同步衛星、國際空間站或像羅塞塔彗星探測器的無人太空飛船。發射失敗意味著數十億的經濟損失。
空中客車防務及航天公司在研發和制造阿麗亞娜5號運載火箭中發揮著巨大作用。主發動機及第三級火箭在奧托布倫制造，還制造其它航空航天業部件。所有這些應用的共同特點是質量必須無可挑剔。“毛坯價格就可能高達數幾千歐元”機械生產部經理Wolfgang Simon介紹部分工件材料一項的費用時說。這些數據同樣適用于生產，因為所有這一切都將體現在庫魯發射中心：“只能一次成功。”
圖1 空中客車防務及航天公司也用DMC 125 FD duoBLOCK® 的DMG MORI 虛擬機床。
該軟件能仿真機床的全部幾何及運動特性以及實際西門子數控系統。
頂級加工
加工的材質包括鋁及鈦，以及高強度不銹鋼和鎳基合金，如Inconel，這也是空中客車防務及航天公司所用的最復雜材質之一。“穩定性與重量間的相互關系在這里至關重要”Wolfgang Simon說。重量每增加一公斤，發射時就將消耗大量資金。因此，不難理解復雜部件的每一克都那么重要。生產經理舉例說：“如果在公差范圍的上限而非下限，重量可能已經太重了。”通常他用百分之一毫米單位，而不是十分之一毫米單位。
圖2 DMG MORI 虛擬機床顯示整個生產過程，包括換刀
高精度和高復雜性的嚴格要求僅是生產挑戰之一，Wolfgang Simon指出：“競爭非常激烈，也就是說我們必須盡可能經濟地生產，而且必須按時交付。”最好是完美平衡質量、成本及按時交貨。空中客車防務及航天公司為確保這些特有的專業知識必須不斷培訓年輕員工并傳授給他們。對于生產設備，該公司定期購買技術先進的機床，最新購入的是三臺DMG MORI 加工中心：兩臺DMU 70 eVo linear 機床和一臺DMC 125 FD duoBLOCK®。而且，還為這三臺機床配了DMG MORI 虛擬機床，以進一步優化生產工藝和質量。DMG MORI 的這款軟件能在計算機上1:1 地仿真實際機床加工。
Wolfgang Simon解釋購買DMG MORI機床原因時說：“嚴格的生產質量標準需要機床始終高精度地工作。”靈活通用性也是一個原因：“5軸聯動加工和銑/ 車復合加工技術是比其它任何方法更經濟的加工方式。”為進一步增加工藝可靠性并優化生產，空中客車防務及航天公司需要對復雜加工任務的數控程序進行充分仿真。“總之，我們必須確保加工昂貴部件時沒有碰撞”，Wolfgang Simon 說道并補充道：“數控程序導入到機床中就能正常運行。”我們發現DMG MORI虛擬機床提供恰當的仿真軟件，加工前就能在計算機上非常逼真地仿真數控程序。
虛擬機床包括幾何、運動特性和數控系統
空中客車防務及航天公司現在借助DMGMORI虛擬機床取得巨大進步。該軟件能在計算機中全真地顯示DMG MORI機床，包括實際機床的幾何及運動特性以及原配的數控系統及實際PLC 系統。數控程序編程負責人Gerhard Engelhardt 體會到虛擬系統的巨大魅力：”我們能在計算機上完全安全地仿真昂貴部件的加工，并檢查程序的加工可行性或可能的碰撞。”Gerhard Engelhardt 也使用CAM仿真軟件，但：“我們仍在DMG MORI 虛擬機床中運行最終數控程序代碼的仿真，以確保最高工藝可靠性。”
圖3 如果數控程序有碰撞危險，紅色氣球清晰地顯示碰撞危險
仿真功能也支持測頭，就像在實際機床中執行實時測量一樣。在虛擬機床中同樣能確認測量結果。“這樣能達到充分的高精度，因此我們能在計算機中清楚地看到加工結果是否滿足預期希望”，Gerhard Engelhardt說道。DMG MORI虛擬機床的另一個特點是車間編程。因為實際的西門子數控軟件是基礎，因此用戶還能使用ShopMill的全部功能。還能根據仿真情況進一步優化程序，以提高成品件質量。
Wolfgang Simon認為工藝穩定性十分重要，對操作人員同樣如此：“對于特別復雜的部件，在機床上實際開始加工昂貴部件前，可先用虛擬機床熟悉加工過程。”新學習的員工也能在這樣的虛擬環境中得到培訓。“當加工方法通過了測試，可以可靠運行時，所有操作人員都能輕松進行生產。”
除了工藝穩定性和更高質量外，機械生產部經理Wolfgang Simon還注意到DMG MORI虛擬機床完整生產過程的優勢：“我們可以完全不同地組織和加快我們的生產過程。”一方面，加工前我們已掌握了確切的加工時間，另一方面，在計算機上驗證程序的可行性的速度遠比在機床上驗證的速度快。“而且，省去大量程序運行時間并能最大限度地縮短裝夾時間。”因此，能顯著提高機床運行時間及生產力。
圖4 阿麗亞娜火箭Vulcain 發動機噴氣蓋
用創新的解決方案不斷地將生產過程現代化，如采用DMG MORI虛擬機床技術，對空中客車防務及航天公司來說非常重要。Wolfgang Simon預計產品的復雜性及其質量要求將進一步提升。此外，成本壓力也將提升。因此，生產部經理清楚地告訴我們：“要持續保持競爭力，我們不但要進一步開發和制造產品，還要不斷完善我們自己和我們的生產手段。使用DMG MORI虛擬機床是朝這樣方向前進的重要一步。”(end)
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