駐地設在Biedenkopf-Wallau的Meisser股份公司有著一段不平靜的歷史，在90年前，由Theodor Meissner建立了一家模具制造企業。約在15年前，這家企業陷入了財務困境。后來，通過從家族企業轉變成由職工參股的股份公司，才從困境中走出來。從那時起，Meissner股份公司走上了成功之路。該公司的總經理說：“我們在這15年里沒有收購其他的公司，而是通過業務機構的擴展使我們的職工幾乎增長了一倍。即使在價格下跌的情況下，我們的銷售額甚至增長了三倍。目前，公司擁有300名職工，從而使我們算得上是德國一家獨立的模具制造行業里的最大企業。”

    Meissner股份公司的產品線主要是供汽車工業使用的模具，這些模具分為三類：一是用于鑄造發動機缸體、缸蓋和其他鑄件的模具；二是主要用來制造燃料箱和注油管的吹模；三是生產各種不同材料的汽車外殼零件用的模具。

    對于成功的模式，作了如下的回答：“企業的成功首先是職工的功勞。他們有相當多的專業知識，并有著很高的工作積極性。對此，也許可以用我們這種股權多數由職工持有的股份公司的獎勵模式來作回答。這促進了每一個職工像企業主那樣盡責地工作，并把它體現在高品質的產品上?！?除了技術力量雄厚的設計和開發部門外，總經理強調了機械加工的重要性。根據他的陳述，在機械加工方面約占投資的80%。因為在這里，可以通過加工過程的優化來獲得最多的利益。

五軸加工創造競爭優勢

    優化加工的重要組成部分是越來越多地轉向五軸銑削，26臺銑床中的14臺機床早就適合于進行五軸聯動切削。對于總經理來說，這主要是出于經濟上的原因。他在陳述理由時說：“我們在對從編程到加工出成品件作整體考慮時，在大多數情況下，五軸加工要比3軸加工達到更短的工藝流程時間和較低的單件成本?！睓C械加工部門的領導Reinhard Hackler先生詳細解釋道：“縮短生產工藝流程的時間，其中是由諸如完全取消了工件工序間的換夾而獲得的。同樣，放棄了電火花加工，也就無需再制造電極了，這就意味著十分可觀的節省?！弊鳛槠渌膬烖c，他認為是提高了工件的表面質量和尺寸精度。達到這樣的加工成果，其原因在于，五軸銑削時，通過銑刀的偏擺可以避免刀具較大的懸伸。較短的銑刀有利于采用較高的切削用量和較大的切屑橫截面，有利于承受較大的徑向力。還可以降低切削刀刃上的振動。因此可以使用小直徑銑刀，使用這樣的銑刀加工時，工件表面上殘留的材料較少，這就用不著再進行后繼加工。

    圖1 Work NC用于五軸銑削

    Reinhard Hackler先生以Meissner公司的典型實例論證道：“對于采用砂型制造轎車發動機缸體的、幾何形狀相當復雜的成型模，我們大部分是通過五軸銑削來加工的。對于這種加工，用來進行半精加工和精加工常常采用4至6把刀具就足夠了，例如，銑刀D16用于平面范圍的加工，直徑為D8，D6和D4~D1的球頭銑刀用來加工輪廓。如果采用3軸銑削，也許刀具的數量要增加一倍。”

    令人印象深刻的是降低了模具的成本，Reinhard Hackler先生列舉了下列理由：“由于降低了切削刀刃上的振動，從而提高了刀具的使用壽命。由于刀具磨損的減小和刀具數量的減少，例如銑削用于砂型鑄造的成型模時，五軸銑削要比以前采用的3軸銑削的成本大約降低了一半。”

容易進行五軸銑削的編程

    不想接受五軸加工方式經常出現的理由是，五軸加工的坐標軸運動比較復雜，用眼睛幾乎不可能理解這種運動。認為這種復雜運動的編程特別困難，以致成為普遍的看法。但是Meissner公司CAM小組的領導Thorsten Koch先生不假思索反駁說：“五軸銑削的編程并不比3軸銑削的編程那樣費事，如果使用合適的編程系統，至少就不會那樣復雜。”自1996年以來，Meissner公司采用了Sescoi公司的Work NC CAD/CAM系統，當時，操作簡單的系統和無碰撞的銑削路徑已給人留下好印象。“在過去的15年里，在設計和切削加工中發生了許多的變化，” Thorsten Koch先生補充道?！岸鳺ork NC始終保持著所有創新的步伐?！碑敃r，Meissner公司擁有16套Work NC使用許可證，其中9套Work NC是用于五軸加工。此外，模具制造企業使用了16套Work NC-Viewer許可證。負責加工部門的Reinhard Hackler先生解釋說：“我們在所有的機床上安裝了筆記本電腦，在電腦上機床操作員可以借助于瀏覽器，并由此可以調用構件圖以及銑刀路徑。這樣，他們就能處理有待加工的詳細構件圖。雖然仍還存在加工作業卡和裝夾圖，但是大大減少了紙張的消耗。瀏覽器受到我們職工的相當好評?！?/span>

    編程工作的基礎是設計，在Meissner公司是使用了三款在全球領先的CAD系統進行工作，這三個CAD系統是Catia，Siemens NX（前身為Unigraphics）和Pro Engineer。在Work NC軟件系統中接受3D數據就像編程那樣是不存在任何問題，并且與用戶十分友好。根據CAM部門的領導Thorsten Koch先生所說，在這里新編的程序幾乎完全是用于五軸加工的：“WorkNC通過五軸軟件為此提供了最好的條件。這款軟件主要由兩個模塊組成，一個是用來直接進行五軸編程，另一個是所謂的Auto5（Work-NC Auto5是指五軸加工解決方案——譯注）?！?/span>

    后一個模塊是CAD/CAM系統中最重要的部分，它從現有的3軸程序中自動生成五軸銑削路徑。在轉換程序時，輸入所要求的刀具長度和刀夾就足夠了。然后，軟件就自動換算銑削路徑，產生出無碰撞的五軸銑削路徑。在這里還要考慮機床的坐標軸運動，因為所有的機床在其回轉角和擺動角方面是受到限制的。另外，Thorsten Koch先生贊揚了如像Work NC Check & Go的各種貼近生產實際的功能。這種功能在考慮計算得到的銑削路徑和工件在工作臺的定位情況下，用來檢驗和顯示實際機床加工的軸運動。不僅檢驗3+2軸加工和五軸加工的軸擺角，而且要檢驗機床的軸運動是否超出了工藝行程的范圍。如果達到終點開關的位置，這會導致所不希望的換夾，而Work NC Check & Go的用戶可以自動地計算工件的另外的最佳的定位。于是在大多數情況下，可以避免換夾。

    圖2 高速五軸加工中心

新的軟件和硬件加速計算過程

    “這樣一個工具有最少的編程系統”，CAM專家Thorsten Koch先生補充說?！翱梢暬那闆r是相類似的。”通過Work NC 五軸可以使三軸和3+2軸銑削路徑同所選機床的坐標軸的運動進行可視化顯示。在銑削路徑計算和后處理運行期間進行這種仿真。而且仿真可以清楚地看出并標記出各種不同運動部件之間的碰撞。CAM部門和車間的負責人的意見是一致的：“恰恰是對于新的、復雜的銑削程序，甚至于整個銑削過程。這種仿真給我們提供了很高的安全性。”

    Thorsten Koch先生還指出了其他重要因素：“五軸加工程序是龐大的，會使計算時間持續相應的時間。所以必須在軟件和硬件上保持在當前最高的水平上?！币虼?，Meissner公司采用了最新的Work NC-V21，這個版本是64位的系統。Sescoi公司由此消除了從前存在大的幾何圖形方面的問題。Thorsten Koch先生確認：“我們利用64位的版本測試了這樣大的程序，并看到了目前一切都相當滿意地正常運轉。如果這款軟件在一個功能強大的具有4核處理器或8核處理器的PC上運行，那么這是一個極好的事情，這樣會使編程工作成為一件相當有樂趣的事情?！?/span>