自Pacific Tool公司（位于美国华盛顿州Redmond市）上世纪60年代末成立以来，其工模具工厂在需要多道工序加工方面表现出众。通常多道工序加工需要在几种不同的机床上进行装卡，如果是大批量生产，装卡的成本分摊到每件上是可以接受的，但近几年工厂的平均订单规模急剧下降，客户开始更频繁地下小订单。小订单导致设置次数增多，耽误了工厂机床的正常运行时间。Pacific Tool公司不打算舍弃他们擅长的多道工序加工，所以，他们只有通过减少装卡次数才能保持竞争力。
工厂希望能有这样一种机床，仅用一次装卡就加工到零件的所有的地方，完成全部的加工工序，简而言之，就是工厂需要一台多任务车铣复合加工机床。“我们总是试着与众不同，我们认识到，作为一流工厂，我们的优势，是为我们的客户提供多任务处理能力。”Pacific Tool公司副总裁兼工厂CEO Scott Garbarino说。
经过评估了几种多任务车铣复合加工机床后，工厂从当地森精机经销商那里采购了一台森精机MT2000多轴车削中心。“我们选择森精机机床的原因之一是其卓越的性能，我们有很多常规的Mori Seiki车削中心，使用状况良好。”Garbarino先生解释说。“另外，这是我们首次尝试多任务车铣复合加工机床，因而我们不知道自己需要什么。从我们当地经销商那里购买机床，我们可以从他们那里获得高质量的售后支持。”
图1是Pacific Tool公司多轴车削中心特写，展示的是一个零件装卡在主轴上，用下刀塔上的刀具钻孔，用机床刀轴上的刀具加工零件外圆面。
图1 Pacific Tool公司多轴车削中心特写
这种MT2000机床有四种型号，工厂购买的是MT2000SZ，它的配置具备极大的灵活性。“当我们购买机床时，我们不知道我们要在上面干什么活儿，”Garbarino先生说“因为我们是一个接加工任务的工厂，我们不知道我们要接的下一个活儿是什么，然而，我们知道我们必须尽可能的提高我们的能力，以保持竞争优势，所以我们选择功能最全的型号，我们希望能有一台机床可以处理客户交给我们的任何加工任务。”
图2是用车削中心刀轴上装卡的刀架上的小直径钻头，在工件锥形内壁上斜着钻孔。
图2 小直径钻头在工件锥形内壁上斜着钻孔
MT2000SZ机床与双主轴双刀塔CNC车削中心类似。配有12把刀具的下刀塔在X轴和Z轴方向移动，工件装卡在机床对面二个主轴任何一边都可以。每个下刀塔既可以装普通刀具也可以装动力刀座。
代替一个固定的上刀塔，这台床子的特点是有一个可以四轴运动的上刀轴，它在X、Y、Z轴和B轴（±120度）方向移动，工件装卡在机床对面二个主轴任何一边都可以。这个刀轴从一个装有120刀具的刀具库中自动调用刀具，既可以装普通刀具也可以装动力刀座，刀轴上可安装最大可达直径4.9英寸、长11英寸的刀具。
在采用多任务车铣复合加工机床之前，该公司在车削中心和加工中心编程方面已经开始使用Gibbs公司（位于加州的Moorpark）的GibbsCAM软件。自然地，当Pacific Tool公司采购的多任务车铣复合机床交付使用后，他们购买了专门适用于这种机床的GibbsCAM多任务车铣复合（MTM）加工编程软件。
据Gibbs公司介绍，其多任务车铣复合加工（MTM）模块可以为任何类型的多任务车铣复合加工机床建立机床仿真。机床仿真可以仿真客户精确地机床结构如机床基本的基础，其它选项，如进给装置、零件卡盘、刀塔和副主轴，和所有特殊设备，也可以看到刀具加工的精确时间和NC代码等，使用软件的绘图能力，能在机床上对刀具进行定义、装卡和驱动操作，支持普通刀具，动力刀座和成形刀具。
调试机床后置处理
“我们工厂已经有了所有常规数控车床和加工中心的后置处理，因而我们可以为任何特定的机床输出程序，保证了刀路运转良好而无需在机床上做任何的手工编辑。”Pacific Tool公司的编程人员Anthony Desimone说。“我们希望新的多任务车铣复合加工机床也能有合适的后置处理，并取得同样满意的效果。”
“Gibbs公司为我们这台多任务机床开发了一个后置处理，”他继续说。“一般而言，他们先为我们的机床编写一个后置处理，然后发给我们。当我们开始使用时，只要出现了问题，我们就通知Gibbs公司，他们就会做必要的调整，最终调出合适的后置处理。”
Desimone先生对GibbsCAM软件多任务车铣复合加工（MTM）功能印象最深的是它独有的同步管理器，可以显示执行零件每步操作所需时间。“在为多任务车铣复合加工机床编程时，其中最重要的考虑是协调两个主轴间的操作从而把零件生产的总周期缩小到最短。”他说：“如果我手工编程一个多任务加工零件，我要计算在一个主轴上要执行多少步操作，然后才可以在其它主轴上进行操作。我还要用计算器，把进给率和主轴转速相乘，计算每步操作所需要的时间。同步管理器可以为我完成所有这些，帮我分配操作任务给两个主轴，以尽可能短的时间加工零件。”
多任务车铣复合加工（MTM）软件还能帮工厂缩短装卡时间。用它，公司用Excel表生成装卡工作报告，提示操作者在装卡刀具进给装置时所需要的偏移量等各种信息。Desimone先生补充说道：“GibbsCAM软件多任务车铣复合（MTM）模块既可以生成刀路，也能输出合适机床的代码，并同时输出与之相关的刀具清单和装卡工作报告，这项功能确实帮助我们缩短了时间。”
图3是一些在多任务车铣复合加工机床上生产的零件。中间和右边的就是本篇中提到几种的压缩工具。
图3 多任务车铣复合加工零件
“一开始，我们就知道我们没有办法对复杂的多任务车铣复合加工零件进行手工编程。”他继续说道，“这就是为什么我们要花那么大的精力在所有的流程上，最重要的是，得到合适的软件模块和后置，这样使得多任务车铣复合加工机床的使用既高效，同时又和普通的数控机床一样容易。”
这台多任务车铣复合加工机床确实为公司达到了缩短装卡时间的预期效果。在这台机床上最先加工的一个零件是用在自动铆头上的压缩工具，在进行铆接操作时，用来把所有材料层压到一起。公司以前加工这个零件需要在普通数控机床上分成12道工序进行加工。现在通过切换加工任务到这台多轴车削中心上，工厂可以缩短一半的零件加工时间。
新机床也为工厂带来了新的商机。Garbarino先生解释说，多任务车铣复合加工能力使公司可以开发一些医疗领域的潜在客户，其零件几何形状非常复杂。“如果你没有生产那些零件的能力，他们根本不会和你谈。”他说。
当客户打电话再要几个零件时，公司只用几个小时就能在多任务车铣复合加工机床上做出来，而不像以前一样需要提前2－3周预订，然后在几个不同机床上进行生产。“这就是多任务车铣复合加工机床的优势所在，”Garbarino先生解释说：“它可以让我们省去了大量的装卡时间，这样我们就无需采用高价格策略，多任务车铣复合加工方式使我们工厂竞争力更强，采用GibbsCAM软件的多任务车铣复合加工（MTM）模块确保我们充分地使用了多任务车铣复合机床的所有能力。”
(审核编辑: 智汇小新)
