Integrated CAD/CAM At Its Best 

Leipert Maschinenbau GmbH 总部设在德国的 Kraichtal-Landshausen。公司业务主要是特大型笨重零件的精密加工。尽管绝大多数零件还是2D设计, 分批订购生产商Leipert 使用Missler Software公司的TopSolid’Cam 3D CAD / CAM 解决方案用于NC加工，目标就是提高整个加工过程的生产效率和加工质量。

Albert Leipert与1956年成立了Leipert公司，开始主要业务是组装和维护农业设备 。通过成立车削和铣削车间，Leipert 才奠定了分批订购生产的地位。从上世纪70年代开始，Leipert 公司就一直专注于做大型的国际加工业务，范围包括：压榨机床，涡轮，机床工具，和其它大型零件设备。据年轻的经理Jeroen van de Ven 介绍，公司一直与很多客户保持长期的合作伙伴关系。“严把质量关和按时交货，是客户满意的秘诀。”

目前，Leipert公司高级雇员接近70人，可以为客户加工艺术级别的大型机械零件，精度高达0.01mm。加工中心型号为 Waldrich PMC 6500，最大加工尺寸为 20x6.3x4.5 米，最大加工件重量高达110 吨。Leipert最近刚引进一台型号为 Waldrich VTF 8000 的立式钻削和铣削加工中心，加工件尺寸直径可达8米，高5米，重量可达200吨。

精确的 CNC 加工程序，是发挥优秀机床加工高效特点的先决条件。一旦把零件固定到工作台上，再作修改将会浪费大量时间和金钱。待加工零件的复杂程度越高，碰撞的危险系数越大，在传统的CAM编程加工和2D绘图中很难解决这一点。 作为分批订购制造商，Leipert 无法提供错误分析方案，因为所有的待加工零件都是单个的。为了解决这个问题，公司决定转向3D NC编程加工。

“零件和加工都变得日益复杂,”  CAM 编程工艺经理Gerd Reich解释说。“同时，加工中心的加工能力也变得越来越高。机床的主轴和刀架形式越来越多样化，同时也就提供了多种加工策略。借助 3D编程系统, 加工流程中考虑到了零件，刀具，机床本身等多种因素，可以提供稳定的加工模拟，这就进一步确保了加工的高质量。”

接下来说一下Missler公司的TopSolid’Cam系统的灵活性和适应性。TopSolid’Cam系统具有以下强大的功能：可以根据关键点，避免碰撞。Leipert 公司去年底引进TopSolid’Cam系统。TopSolid’Cam系统与其它 CAM解决方案相如 Tebis 和UGS 相比，更适合使用。更重要的一点是，对于习惯了2D设计的人员来说，更容易实现从2D 到 3D的转变，因为TopSolid’Cam系统很容易掌握。

TopSolid’Cam 系统同时具有2~5轴的铣削功能，完全基于TopSolid参数化和关联设计功能。因此，如孔，封闭槽，开放槽T等特征，在CNC编程加工时，系统可以自动识别。不论数据模型何时修改，只需点击一下鼠标，就可以更新加工程序。在软件所有的优势功能中，其中有一个功能，那就是你可以对相似的零件使用现有的加工程序。TopSolid’Cam 2005 将在年底发布。新的版本将在不同加工步骤间的余量方面进一步得到优化，同时继续保持最大量的等高量，以进一步提高加工速度。

Leipert 公司在5台PC工作站上，安装了网络版，操作系统是 Windows XP。一台用于产品建模，其余的用于CNC 编程。 Missler 的分销商WeSt提供了3天的 CAD / CAM 模块的培训。Reich说，所有的人员就可以独立的使用新软件，进行工作了。“我们无法提供全天培训时间，因为我们必须干完每天大量的加工任务。” 开始WeSt 负责帮助完成后置处理的编写。使用人员还单独接受了后置处理编写的培训，以及如何在公司内机床上实现的培训。

要能够使用碰撞控制功能，机床和刀具必须在系统中首先配置御览图片。“因为我们没有机床库，没有包括各部分细节的机床模型，就无法进行碰撞控制检查，机床模型是该功能成立的前提。我们自己还建立了刀具库,” Reich说。“这只需片刻就可完成，但6个月后，我们却可以高效使用至今。我们创建了加工中心库，包括各种部件及其运动机构。这些机床能够满足实际加工需要。”

唯一缺少的是没有建立虚拟刀具库和刀具管理系统之间的链接，而后者管理所有刀具“有了 TopSolid’Cam 系统，你就无须再使用库存的真实刀具，就能够解决加工模拟问题,” Reich说。对于Leipert来说, 多种相关功能的集成，正是 TopSolid强大功能的体现。

因为Leipert的很多客户依然使用2D设计，这样工艺人员就需要在CNC编程之前，经常要建立3D数据模型。通常，客户提供DXF格式的2D数据，TopSolid可以识别并读取这些信息，然后依据现有轮廓快速的建立3D数据模型。“我们的设计已加工为导向，例如，我们只注重用于加工和/或碰撞控制的每一处细节,” Reich说。

在过去，机床的海量数据，3D的刀具和零件模型，一直是一个大问题。然而，在TopSolid 当前的版本中, 数据量大大的减少了，因为这款系统采用了增量内存管理和增强显卡功能，例如，当改变渲染模式时，只是重新计算修改的曲面的数据，而不是整个模型。

然而,建模就意味着增加公司的额外工作 。但是如果客户能够直接提供3D数据模型，那么公司的额外工作就不需要了。多亏TopSolid系统的数据接口的开放性, 所有通用CAD系统提供的原始格式的3D 数据，都可以直接被TopSolid识别读取，或者转换为TopSolid可以识别的IGES和STEP中间数据格式也可以。TopSolid可以具有 CATIA 数据的读/写接口，可以直接读取具有相同系统核心的Parasolid数据格式。据Reich 估计，目前客户直接提供3D数据仅有10%。

TopSolid系统的零件模型，与其它提供的3的数据相比，有很多优势：对于特定操作,预先定义的特征 CAM 系统可以直接识别读取并转化为相应的加工程序。然而，Leipert的工程师们只使用少量的自动功能，因为要加工的零件通常都是单个零件。

当选择优化铣削策略时，具有丰富加工经验的人员，习惯于依赖他们的加工经验而不是软件功能。为了减低机床操作工的工作量，把一些标准程序集成到编程系统中。“我们确信，特定的铣削编程通常都是相似的。通常只需指定一个轮廓，那么机床的控制机就能够立即识别出哪些是要加工的部分。” Reich解释说。

“TopSolid’Cam 系统带来的最大益处是，对高度复杂的零件也提供了相应的编程策略。在旧的2D解决方案中，对这些复杂零件还无法提供相应的编程策略。对于多数零件，乍一看根本不清楚是否需要5轴加工,” Reich说。“对于3D数据，我们还可以专门加工孔或螺旋槽。这些特征，在以前根本没有相应的加工策略。因此，现在我们已经可以应付各种零件的加工需要。”

零件的加工过程，可以预先在TopSolid’Cam 编程系统中进行模拟。借助TopSolid’Cam 系统的碰撞控制功能，编程人员就可以在正式加工之前尽量排除可能存在的错误。剩余材料再也不会成为棘手的问题了，因为TopSolid’Cam 系统可以提供针对每一步加工程序后的余量检查功能。并且TopSolid’Cam 系统还就不同部位的余量，提供相应的去除策略。Leipert的加工人员充分使用碰撞控制功能，因为在正式的加工过程中，使用现有的硬件设备，会占用大量的时间。另外，固定设备和夹具也都放到虚拟机床上，进行加工模拟，加工精度达到1mm，这对于笨重的零件来说，是非常困难的。