IPR用Tebis特征识别减少重复编程，五轴程序99%由CAM编制

对于生产机器人夹具、换刀装置等自动化部件的企业而言，零件结构的复杂程度往往随着产品功能的增加而不断提升。德国IPR Intelligente Peripherien für Roboter GmbH便面临着这样的变化：企业不仅需要加工大量典型的2.5D零件，而且其中不少零件包含数量众多、方向和尺寸各异的孔位，部分加工还涉及不同角度。如何在保证约0.01 mm加工公差的同时提高编程效率，成为生产环节需要解决的问题。

图1：为确保五轴联动加工过程中的碰撞检查更加可靠，IPR在基于简单目录数据建立的数字孪生模型基础上，进一步加入经过精确测量的机床和刀具数据。© IPR

IPR专注于工业机器人周边部件和自动化系统的开发与制造，产品涵盖机器人夹具、行走轴、防碰撞装置、装配及补偿系统以及机器人换刀装置等。公司大部分零部件均在内部完成加工，目前配备四台五轴加工中心以及多台车削设备，其中一台车铣复合加工中心还配备了机器人自动上下料系统。随着加工任务日益复杂，传统的机床端编程逐渐显现出效率方面的局限。十多年前，IPR开始采用Tebis CAM系统，并逐步建立起以CAD/CAM为基础的数字化编程流程。

如今，IPR约99%的五轴加工程序和80%的三轴加工程序通过Tebis编制，直接在机床端完成的程序已不足5%，且这一比例仍在下降。对于IPR来说，CAM系统的价值也由最初的辅助编程，逐渐延伸至整个加工流程的优化。

特征识别减少重复编程

IPR副生产经理、CAM程序员兼机加工人员Daniel Schiefer介绍，过去，程序员主要直接在机床上进行编程。随着零件结构越来越复杂，这种方式不仅耗时，也使一些加工任务变得更加繁琐。一个典型案例是汽车行业用于型腔防腐的喷蜡头，其上分布着大量不同直径、不同角度的孔位，用于将蜡液喷射至特定位置。对于这类零件，如果完全依靠人工编程，需要逐一识别加工特征，并分别确定刀具和加工参数。

图2：IPR副生产经理Daniel Schiefer正在为采用Tebis 4.1引入五轴联动加工做准备。© IPR

Tebis的特征识别功能则可以将这一过程进一步自动化。设计人员在CAD阶段通过不同颜色对加工特征进行预先标记，Tebis读取模型后即可识别相应特征。目前，IPR仅需使用十种颜色，就能够覆盖主要加工特征。系统根据这些信息确定相应的加工类型，并自动调用刀具库中的对应刀具以及针对不同材料预设的加工参数。

对于包含大量孔位的机器人部件而言，这种方式尤其能够减少重复性工作。程序员不再需要逐个识别孔位、选择刀具和输入参数，而是由系统完成基础程序的生成，再由程序员进行检查和必要的调整。即使后续需要调整刀具规格，例如将12mm钻头更换为10 mm钻头，也只需通过两次鼠标操作即可完成修改。

这种编程方式改变的不只是操作步骤，也使程序员能够将更多时间投入到真正影响加工结果的环节。Schiefer表示，过去大量时间消耗在重复性工作上，如今这些任务得到明显减少，程序员可以更多地关注加工程序和工艺流程的优化，从而进一步提高加工过程的稳定性和机床利用率。

从编程延伸至辅助加工

除了主要切削工序，Tebis的应用也延伸到了零件的辅助加工环节。IPR生产的许多机器人部件对去毛刺有明确要求，过去企业需要安排专门人员进行后处理。此前，这项工作需要四名辅助人员完成，工作量折算约相当于两名全职员工。

随着加工流程和编程方式不断优化，去毛刺工作量也随之减少。目前，IPR只需要一名员工兼职负责这项工作。与此同时，原本从事辅助工作的部分员工经过培训后转向机加工岗位，承担了技术含量更高的任务。

这一变化并非单纯来自某一道工序的效率提升，而是与整个生产流程的数字化和标准化有关。当CAD数据、刀具信息以及加工策略在CAM系统中建立关联后，许多过去依赖人工判断和输入的工作得以标准化处理，也减少了不同程序之间的差异。

图3：IPR生产的复杂机器人部件包含大量加工特征，对NC程序编制提出了较高要求。© IPR

从自动编程走向工艺优化

对于IPR而言，引入Tebis并不意味着完全取消人工参与。相反，系统承担的是大量重复、规则明确的编程工作，而程序员则将精力集中于加工策略、刀具路径和工艺参数等需要经验判断的环节。这样的分工使CAM系统不再只是缩短程序编制时间的工具，而成为连接设计数据、刀具信息和加工工艺的重要环节。

对于以多品种、小批量零部件为主要加工对象的IPR来说，这一点尤为重要。机器人夹具、换刀装置等产品需要面对不同结构和规格的零件，而五轴加工又进一步增加了编程的复杂性。通过特征识别和标准化加工策略，企业可以将具有重复规律的编程任务交由系统处理，同时保留程序员对关键工艺环节的控制。

目前，IPR仍在持续降低机床端直接编程的比例，并进一步完善CAD/CAM、刀具数据及加工策略之间的关联。随着这一数字化流程不断成熟，企业所获得的收益已经不局限于编程时间的减少，还体现在加工过程更加稳定、程序的一致性更高，以及机床能够获得更充分的运行时间。

本文译自：德国Werkstatt und Betrieb杂志

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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