尖端参数AI 问答:CloudNC 首席技术官 Andy Cheadle

安迪-钱德尔
2024 年 4 月 24 日
尖端参数AI 问答:CloudNC 首席技术官 Andy Cheadle

我们采访了 CloudNC 首席技术官安迪-切德尔(Andy Cheadle),请他回答有关我们新的切割参数AI 解决方案的关键问题。他的回答如下!

  • 你推出了什么?

我们将发布软件解决方案的更新、 CAM Assist的更新,这意味着我们的用户将可以使用切削参数AI 作为预览功能。

  • 什么是尖端参数AI?

切削参数AI 是CAM Assist 软件的一个新模块,可在瞬间为几乎任何数控加工方案自动推荐合适的进给和速度。

通常,定义新的进给和速度是一项艰巨而耗时的任务,即使是经验丰富的CAM 程序员也不例外。虽然数控机床能够达到极高的精度,但要对加工部件的每个要素的进给和速度进行微调,还需要进行大量的手动实验。

因此,许多CAM 程序员在进给和速度方面被迫采用 "一刀切 "的方法,而不能为每个独特的刀具路径科学地设置特定的设置,结果导致生产率降低、周期时间缩短和表面粗糙度不达标。

切削参数AI 解决了这一问题。它允许用户在CAM 中直接为每个刀具路径轻松设置基于物理的进给和速度,同时考虑到切削几何形状、刀具、机床、工件夹具、材料等因素。有了AI切削参数,机械师可以随时看到在任何独特切削中加快材料去除速度的最大限制,从而采取相应措施提高生产率。

此外,AI 切削参数还能为用户从未使用过的材料和刀具提供安全的起始进给和速度,从而显著提高首次加工的正确率。  

因此,AI 切削参数是首个进给和速度解决方案,可让用户全面了解切削环境及其约束条件,并完全集成到现有的CAM 软件包和工作流程中。对于大多数机械师来说,这大大提高了他们使用数控机床的可能性。

CloudNC 希望采用AI 切削参数的用户能立即受益于为任何情况量身定制的即时切削参数,从而使其加工操作的生产率至少提高 20%。

  • 您要解决的问题是什么?

在选择切削参数、进给量和速度时,需要考虑的因素非常多,对于经验丰富的CAM 工程师来说,确定最佳方案非常耗时,而对于行业新手来说,则会感到困惑。

切削参数过于激进会导致刀具破损或磨损以及零件报废,从而造成成本损失。同样,拘泥于保守、安全的切削速度范围也会因刀具路径缓慢而浪费时间和金钱。

此外,对于一种刀具路径来说是好的切削参数,但对于其他刀具路径来说可能就不那么合适了--但为每种操作编制不同的参数过于复杂和困难,除非是最大批量的加工。

引入新型刀具(或材料)需要创建预设值并将数据输入CAM 软件。刀具制造商提供的切削数据在性质和格式上各不相同,少数制造商还提供了账面值计算器。

  • 人们以前是怎么做的?

机械加工车间通常依靠CAM 程序员和机械师的经验,将他们的知识和经验应用到刀具组中。为了找到合适的切削速度,尤其是新刀具和零件几何形状的切削速度,这样的设置会耗费大量时间和材料。因此,大多数切削参数都是根据机械师个人或集体的经验来设定的,因为factory 一旦设定了工艺,改变进给和速度就会充满风险。

每家切削刀具供应商都希望通过帮助客户充分利用刀具来为客户提供服务。最常见的方法是提供刀具目录(电子版或硬拷贝),为每种应用提供一套单一的切削参数。一些制造商还提供不同复杂程度的计算器。

  • 它是如何工作的?

只需几毫秒,切削参数AI 物理模型就能结合其嵌入式领域知识和CAM Assist 提供的切削背景知识,推荐合适的进给和速度。

我们的模型考虑了加工环境的许多方面,识别并模拟了最终限制加工过程的因素。这些因素包括

  • 详细的三维切削动力学模型(作用于刀具和工件的力),对刀具挠度、应力和加工稳定性产生影响
  • 工件和刀具材料,它们会影响切削过程中在斜面上产生的力和温度,并影响磨损率
  • 刀具/刀架的几何形状和其他属性(例如跳动),这些因素会影响切削过程的刚度和几何精度等宏观因素,乃至每个切削刃的崩刃敏感性等微观因素
  • 表面光洁度模型,通常会限制光洁度用途的加工速度

该模型结合了机器学习模型和详细的切削过程物理三维模型,以及多维约束优化,可在刀具、工件材料和使用情况的全部可能输入参数的 "设计空间 "内计算出适当的速度和进给量。这样就能计算出全局建议。

用户界面允许以灵活直观的方式配置适用的约束条件,使用户能够快速获得适合其特定用途的建议,最大限度地降低刀具破损、零件报废和表面粗糙的风险。

  • 该软件将对用户产生什么影响?

要了解影响刀具切削条件的所有因素,需要大量的知识,而目前的CAM 软件并不具备这些知识。

为数控程序中的每个刀具和操作选择合适的切削参数是一项需要专业机械师花费大量时间、技能和专业知识的任务。这对经验丰富的CAM 程序员来说是一个巨大的挑战,因为他们需要扩展到新材料和新刀具领域。

切削参数AI 不仅能通过辅助、探索和最终优化使经验丰富的用户受益,还能针对给定的刀具路径、材料和操作自主选择适当的进给和速度,从而降低整个数控编程的入门门槛。它与CAM Assist 无缝集成,使用户能够自信地为知识有限的刀具和材料编制数控程序。

AI 切削参数将使每个人都能获得基于物理的切削参数,从而大幅减少CAM 用户设置进给量和速度的时间,无需再进行高风险和昂贵的实验。通过减少物理加工零件所需的时间和降低废品率,还将进一步节约成本。

  • 如何确保解决方案切实适用于机械师/适合他们的工作流程?

我们与现有的CAM Assist 用户、工具制造商和我们自己的制造工厂生产工程师一起,完成了一项广泛的概念验证计划。

通过与他们自己机器上的流程集成,以及验证物理进给和速度,验证了切削参数AI 模块的用户体验。

  • 尖端参数AI 能支持什么?

切削参数AI 目前支持以下工具、材料和应用:

  • 工具:平面/半径/球形立铣刀、钻头和丝锥
  • 材料:所有常见等级的铝、不锈钢、碳钢、低碳钢和钛。更多材料正在建模中,很快就会推出。
  • 应用:粗加工、平面和壁面精加工、孔加工、"扫描 "式精加工(如球磨机)
  • 谁可以使用?

通过我们现有的用于 AutodeskFusion 的CAMAssist 插件,可为使用数控机床的CAM 程序员和机械师提供帮助。该解决方案还将很快应用于Siemens NX 和Mastercam。

尖端参数AI 旨在解决两种角色的问题:

  1. 经验丰富的CAM 程序员/机械师,希望优化进给和速度,以缩短周期、延长刀具寿命或降低废品率,最终节省时间和金钱。
  1. 没有经验/业余爱好的CAM 编程员/机加工师,他们要么没有分配进给和速度的知识或经验,要么没有结构化的刀具库,无法将其输入刀具路径。AI 切削参数将使这些用户能够使用安全可靠的切削数据加工零件,而无需花费时间自行寻找切削数据。
  • 如何证明它有效?

切削参数AI 模型生成的进给和速度已在我们的工厂进行了广泛测试,并在测试计划参与者中进行了更广泛的测试,测试结果用于进一步完善我们建议的准确性和可靠性。

根据我们的内部测试结果以及与现有用户的合作,CloudNC 希望采用AI 切削参数的用户能立即受益于根据任何情况量身定制的即时切削参数,从而使其加工操作的生产率至少提高 20%。

  • 准确度如何?

AI 切削参数可生成进给和速度建议,类似于熟练机械师在每次操作中根据具体情况定制切削参数。

  • 接下来会发生什么?

我们将继续完善我们的物理和混合AI 模型,以确保我们的建议是最佳的/行业领先的,通过更详细地考虑刀具磨损和振动,缩短加工时间并提供最高精度的零件。