对大型机床进行数控 (NC) 编程具有挑战性。手动流程非常耗时,并且错误可能导致代价高昂的停机。利用 PTC 的 Creo 3D 计算机辅助制造 (CAM) 功能,MAN Energy Solutions (MAN ES) 通过可定制的过程自动化显著改善了他们的设计和制造流程。现在,Creo 能够帮助 MAN ES 提高其编程过程的准确性,并更加高效地从设计阶段过渡到生产环境。
MAN Energy Solutions 能够为可持续发展和经济繁荣提供能源解决方案
MAN ES 是一家致力于引领全球经济进入碳中和时代的能源解决方案和服务公司。作为行业头部企业,250 多年来,他们始终致力于为先进的工程设计铺平道路,是世界上为海事和能源行业提供大口径柴油和燃气发动机以及涡轮机械的优秀供应商之一。MAN ES 总部位于德国奥格斯堡,在全球拥有 120 多家工厂和 14,000 多名员工。他们的产品组合包括用于船舶和固定式应用的二冲程和四冲程发动机、涡轮增压器和螺旋桨,以及燃气和蒸汽涡轮机、压缩机和化学反应器。
展望未来,MAN ES 认识到,通过数字化转型提高工业流程的效率和可靠性将是打造气候友好型产业的关键一步。为此,他们开始开发新的发电和储能技术,以帮助应对可再生能源供应的波动,并降低其发电厂的碳足迹。对于 MAN ES 来说,他们自身的数字化转型以及行业的发展始于他们设计和制造零件的方式。
设计和制造大型机械零件是一个具有挑战性的过程
MAN ES 位于奥格斯堡的工厂能够生产重量从不足一公斤到超过 120 公吨的各种尺寸的复杂零件,这意味着他们不能在 NC 编程或生产中犯任何错误。此外,他们生产的几乎每台发动机都能满足客户的特殊需求。特别是对于大型产品,他们必须第一次就把事情做好,因为如果制造过程中出现错误,那么会浪费大量的资金和时间。
以前,MAN ES 依赖手动、过时的流程,这减慢了设计、NC 编程和零件生产速度。他们使用 2.5D CAM 软件来制造每个零件,这导致效率低下,并减缓了上市速度。例如,一个流程需要工程师在 2.5D CAM 系统中手动记录 2,000 多个点的坐标,这是一个低效且耗时的过程。此外,MAN ES 依赖来自不同原始设备制造商 (OEM) 的许多传统机器,它们具有不同的控制系统,这使得工程设计和编程步骤变得更加复杂。
这种增加的复杂性意味着更有可能出现代价高昂的错误。例如,手动系统增加了在设计和编程阶段之间转换时出现错误的可能性,这可能导致冲突,而这是一个代价极其高昂的错误。此外,修理这些复杂的大型机器需要延长停机时间;要让它们重新运行可能需要几个月的时间。
MAN ES 的设计和制造团队认识到,他们需要一种更具战略性的方法,以一种精确且及时的方式来满足独特的需求。具体来说,他们需要更高效的自动化工具,并增加个性化功能,以提高刀具路径创建过程的工作效率。MAN ES 决定过渡到 3D CAM 工具,以优化其原有系统。利用自动化且可重复的过程将使他们的 NC 编程过程更加快速和高效。
MAN ES 利用 Creo CAM 实现流程自动化并提高产量
2015 年,MAN ES 决定利用 Creo 从 2D 草图过渡到完整的 3D 模型方法。Creo 丰富的刀具路径和自动化功能有助于节省制造大型复杂机械零件时的刀具路径编程时间。Creo 是 PTC 的 3D 建模软件,可提供一套支持计算机辅助设计 (CAD) 和 CAM 的全面的 2D 和 3D 解决方案功能。它能够提供一个全方位的解决方案,帮助尽可能提高从设计到生产阶段的效率。Creo 的 CAM 软件(Creo NC 和刀具设计解决方案)能够为制造商提供在尽可能快的时间内实现高质量精密加工所需的一切。这使他们能够处理生产过程中的方方面面,从模具/铸造设计和高级 NC,再到 3D 仿真和验证都能得心应手。
MAN ES 选择使用 Creo 有几个关键原因。首先,Creo 的许多功能易于学习和使用,可以提高专家和非专业人员的效率。此外,它与 Creo 套件中的所有产品无缝集成,能够帮助建立单一数据来源。例如,对 CAD 模型的更改可以轻松且自动扩展到整个下游可交付结果中。CAD 和 CAM 之间的集成还节省了时间,并有助于减少 Creo 重新计算刀具路径时未来可能出现的错误。
Creo 还通过丰富的可定制自动化功能(包括 Creo NC 和刀具设计)提供先进的数控加工规划功能,从而帮助用户一次创建流程并复制它,而无需反复地重新创建相同的步骤。这最终缩短了纠正错误和沟通失误所花费的时间。最后,Creo 还能提高跟踪和版本控制能力,这意味着整个组织的团队能够更快地访问图纸、零件和文件,使他们可以快速准确地制定工作计划,并随着时间的推移重新访问版本。
借助先进的 NC 加工规划自动化功能提高效率和降低成本
Creo 为 MAN ES 提供了创建定制应用程序所需的工具,使设计和制造流程更加优化和高效。借助 Creo,用户可以使用模板来帮助他们围绕特定部件为操作人员自动创建可交付结果。用户无需手动输入信息,而是可以自动从设计中提取零件直径、长度和位置等测量数据。在创建刀具路径时,用户可以完全控制工具与材料接触的位置以创建最终零件。Creo CAM 不仅能够帮助用户创建高效的刀具路径,还可以收集设计和制造知识,以便将来复制使用,从而帮助每个人利用设计和制造专家的专业知识。
借助制造模板创建更加敏捷和高效的流程
借助先进的 NC 加工规划自动化功能(如 Creo 制造模板),高效收集知识。借助制造模板,用户能够获得执行 NC 刀具路径所需的信息。用户能够使用该功能创建无限的自定义库,以便制造部门可以轻松地读取和共享数据。该容器有助于从公司中更有经验的程序员那里获取知识,这样初级制造工程师就可以查看并重用卓越实践,从而在整个组织中提高一致性。
制造模板可以包含存储在单独文件中的一项或多项功能,这种能力使用户能够将它们多次放置在相同或不同的模型中。通过一次性完成工作并重用模板,用户可以更加轻松、快速地创建复杂的刀具路径、度量和序列。这些功能不特定于模型,但可以应用于许多不同的模型、零件、产品等,只需定义一次即可。这进而缩短了花费在生产、纠正错误和返工方面的时间,并提高了设计和 CAM 编程过程的效率和敏捷性。通过为他们的机器创建复杂的模板来进行分析,MAN ES 还利用其设计部门提供的数据来提高质量(例如改进钻井工艺)。
Gpost 能够为用户提供更大的灵活性
此外,Creo 还具有一个免费包含在各个许可证中的 Gpost 后处理器生成器。Gpost 简单易学,用户可以根据需要发布尽可能多的帖子。与其他 CAM 解决方案不同,Creo 的后处理器可以由用户为任何机器进行配置。要配置后处理器,用户首先要填写调查问卷中的复选框,完成大约 80% 到 90% 的帖子。借助 Creo 中集成的材料移除仿真功能,用户可以验证刀具路径,以便团队根据需要进行修正。因为 Gpost 简单易学,并提供 MAN ES 创建特定帖子所需的一切,所以它为用户提供了更大灵活性,并能够帮助他们更加高效地使用 CAM。
Windchill 帮助工程师加强数据和发布管理
MAN ES 工程师还使用 PTC 的 Windchill 来管理设计和制造数据,以提高一致性和工作效率。例如,用户可以查看已更改的内容,并记录更改的原因。Windchill 中的数据管理功能包括 Creo 设计以及与 CAM 相关的零件和组件,例如原材料零件和夹具等。
此外,发布管理功能可捕获编程过程历史记录,以便将所有更改和迭代都嵌入系统中。用户可以还原旧版本,查看改进的完整历史记录,并比较各个版本。Creo API 还帮助 MAN ES 与第三方软件工具对接,进一步提高效率。目前,他们正在使用 API 来管理工具和改进制造仿真,以避免发生冲突。
MAN ES 成功提高了复杂流程的效率
MAN ES 提高了编程任务的准确性,现在可以更高效地从设计阶段过渡到生产环境。以前,在生产大型产品时,他们需要安排三周的时间来生产第一个机器零件。现在,借助 Creo,他们只需要一周的时间。此外,自从过渡到 3D CAM 以来,他们没有出现过由于计算错误或坐标错误而导致的错误点。“我们节省了很多资金,大概几千欧元。机器和零件之间的冲突可能导致高达 10 万欧元的损失。自从开始使用 3D CAM,我们没有遇到过任何冲突问题,”MAN ES 编程部门团队负责人 Mathias Reiter 说。
得益于 Creo 的 3D CAM 软件,MAN ES 将编程时间缩短了 33%。在对第一个零件完成编程后,这个过程从 12 天缩短到 9 天,然后又从 9 天缩短到 5 天。Creo 最终为 MAN ES 带来了竞争优势,他们可以比竞争对手更快地设计和生产大型复杂的机器零件。
MAN ES 将继续使用 Creo 来优化其数字化流程
MAN ES 很高兴能在未来继续与 PTC 合作。“我们能够与 PTC 团队顺畅地沟通,”Reiter 说。“他们提供了行业领先的支持,从而真正帮助我们的社区取得巨大成功。”
“我们节省了很多资金,大概几千欧元。自从开始使用 3D CAM,我们没有遇到过任何冲突问题。”
Mathias Reiter
MAN ES 编程部门
团队负责人
MAN ES 计划在 2021 年升级到 Creo 7,以继续改进他们的流程,并继续帮助他们更加高效地利用 CAD 数据来生产第一个机器零件。展望未来,他们还希望构建新的 KPI,以便能够更全面地审视整个流程。随着其数字化进程的不断推进,MAN ES 希望借助 PTC 和 Creo 来逐步提高其制造流程的效率。