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坐落在威斯康星州密爾沃基市的Bucyrus公司專門生產(chǎn)用于各礦山地表挖煤、采礦和采油設(shè)備上的大型部件，有時組裝件會重達(dá)16800000lb（1lb=0.454kg），延伸的長度達(dá)一個半足球場那么大，其所碰到的問題不是工件復(fù)雜的幾何形狀或其他生產(chǎn)問題，最大困難往往涉及到工件的裝卡調(diào)試和加工工序之間的變換，實(shí)際上就是要解決這些大型工件的移動和定位問題。
該公司在采用GibbsCAM軟件之后，花費(fèi)在大型工件裝卡調(diào)試的停工時間減少了，而且也減少了工序。此外，該軟件的預(yù)算功能和刀具路徑驗(yàn)證功能，也有助于防止昂貴的零件在加工時造成損失。
Bucyrus公司自1880年創(chuàng)建以來，除了1942～1945年的三年特殊時期將60%的生產(chǎn)能力用之于戰(zhàn)爭之外，該公司一直從事鏟斗車、鐵鏟和鉆機(jī)的專業(yè)生產(chǎn)。2007年，該公司并購了德國的礦山機(jī)械設(shè)備DBT公司，并將其業(yè)務(wù)擴(kuò)展到地下采礦，雇員人數(shù)也增加到6000人。
自1893年以來，南密爾沃基工廠一直作為該公司的總部所在地，該廠的雇員約有1400人。廠內(nèi)共有7名編程員，支持加工車間內(nèi)25 臺數(shù)控機(jī)床的編程工作，其生產(chǎn)的元件和零配件幾乎全部用于Bucyrus公司及其子公司所制造的設(shè)備上。車間內(nèi)擁有一系列從中型到大型的臥式、立式加工中心和車床，以及適合于加工大型零件的數(shù)控機(jī)床——兩臺相同型號的Ingersoll Innse Aries 3型臥式鏜銑床（圖1）。這些大型機(jī)床配有130hp（1hp=735.5W）的主軸電動機(jī)；其X軸和Y軸的行程分別為670in（1in=25.4mm）和216in；還配有Z軸和W軸；幾十個刀具夾座、刀具自動交換裝置和刀具庫。
圖1 鏟斗車的桁架在一臺Ingersoll Innse機(jī)床上裝卡調(diào)試和加工，
該機(jī)床的刀庫可儲存安裝80把獨(dú)立的刀具
Bucyrus公司采用SolidWorks軟件創(chuàng)建零件的模型，并利用Cadra軟件制作2D圖紙。編程員將SolidWorks模型和Cadra幾何形狀輸入到GibbsCAM之中，生成NC數(shù)控代碼。大部分零件的幾何形狀比較簡單，只需要在2.5軸的設(shè)備上加工。然而，Koehler先生說，對他的部門而言，簡單的幾何形狀并不意味著加工非常容易。除了找到適當(dāng)?shù)姆椒p少工件裝卡調(diào)試所耗費(fèi)的停工時間以外，編程員還負(fù)有責(zé)任，對加工時間做出精確的計(jì)算，為其他部門提供服務(wù)。
現(xiàn)舉一個實(shí)例來說明GibbsCAM軟件是如何幫助該車間達(dá)到這些目標(biāo)的，其中還有更多的問題涉及到一輛卡車車架和該公司電動采礦鏟斗車桁架的生產(chǎn)（圖2）。這些鏟斗車的設(shè)計(jì)適用于24h/7天的操作方式，采用2600hp的起升電動機(jī)和700hp的群體電動機(jī)驅(qū)動，重量超過1400t，桁架長67ft（1ft=0.3048m），一次可搬運(yùn)120t土方。操作員的駕駛艙高達(dá)三層樓。Koehler先生說：“這些機(jī)械設(shè)備是如此之大，在我來到Bucyrus公司工作的10年中，從來沒有見過在這里組裝。”卡車的車架和桁架是鏟斗車組裝件中最具代表性的最大的兩個加工件，它與卡車車架的一套齒輪和大型軸承系統(tǒng)互相分離。桁架作為鏟斗車的連接點(diǎn)使用，并用于支持滑輪系統(tǒng)和電纜。
圖2 卡車車架是一個大型焊接件，由多塊鋼板焊接而成。完成焊接以后，車架經(jīng)過噴砂拋丸處理和進(jìn)行涂漆，然后送交全面布局、劃線，保證其所有的表面有足夠的材料，以便于加工至成品最終尺寸
Koehler先生說，加工卡車的鋼制車架可能需要幾天的時間，“該零件放置在車間的落地式工作臺上，與鏜桿互相分離。由于尺寸要求的關(guān)系，我們不像在較小的落地式機(jī)床上工作那樣，一般不采用旋轉(zhuǎn)式工作臺，而是將零件翻轉(zhuǎn)過來進(jìn)行加工。”
將零件翻轉(zhuǎn)過來并不是一件容易做到的事情。矩形的車架重達(dá)200000lb，其長度超過30ft，縱深15ft，高8ft。這一車架需要使用兩臺起重機(jī)并通過吊環(huán)吊運(yùn)和移動。機(jī)床操作員和雜務(wù)工負(fù)責(zé)擺放角板和墊塊，調(diào)整零件的分度和水平位置。由于GibbsCAM軟件支持直角加工頭，因此，該車間將加工工藝從5次操作減少到3次操作。由于不同操作工位的調(diào)試時間降低，從而使每一卡車車架在機(jī)床上的空置時間節(jié)約了近12h。
采用GibbsCAM軟件驅(qū)動直角加工頭也同樣節(jié)約了桁架的加工時間。桁架用于滑輪系統(tǒng)、電纜和鏟斗的連接，其寬度超過12ft，長度近70ft。該工件不需要大量的加工，但零件的垂直安裝調(diào)試有一定的困難。加工車間采用直角加工頭附件來切削整個零件，盡管零件很長，但在加工工程中，還必須再翻轉(zhuǎn)一次。不過，該公司在加工這一零件時，與加工卡車的車架一樣，同樣也節(jié)約了不少的時間和人力。
該公司在很大程度上也依賴于GibbsCAM軟件中Cut Part Rendering功能，用來驗(yàn)證在加工前的刀具路徑。這種驗(yàn)證是非常重要的，因?yàn)锽ucyrus公司的鏟斗車往往是遠(yuǎn)在幾千英里之外的地方組裝的，如果零件損壞，代價(jià)是很慘重的。Koehler先生說：“編程員對他們所編制的程序很有信心，當(dāng)他們看到刀具路徑正常運(yùn)行的時候，那就說明他們的程序使用效果很好。我們保證只加工需要的零件，在程序送達(dá)車間前，我們知道如何達(dá)到我們想要達(dá)到的目的。”
GibbsCAM軟件也幫助車間進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)軟件的報(bào)告模塊插入以后，就能自動地生成一個通用的操作報(bào)告（圖3）。然而，Bucyrus公司的要求更高，他們采用一個由Koehler先生開發(fā)的專用報(bào)告。編程員將軟件中所有有用的信息傳送到Excel表格之中。Koehler先生說：“我們將其用于創(chuàng)建全套工具數(shù)據(jù)表、調(diào)試設(shè)置表和工藝操作表。它可以通過一步一步的操作，顯示出加工一個零件究竟需要多長的時間。”
圖3 除了采用Cut Part Rendering軟件功能驗(yàn)證刀具路徑以外，Bucyrus公司還采用其插入式報(bào)告模塊提取GibbsCAM軟件的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步細(xì)化各個操作步驟，精確地估算工作量，然后生成全套調(diào)試設(shè)置表、工具管理表和工藝操作表
編程員已經(jīng)非常熟悉車間中的28臺機(jī)床。在創(chuàng)建或改變程序之后，他們通過報(bào)告模塊的插入，運(yùn)行這個程序，然后生成調(diào)試設(shè)置表、工具管理表和工藝操作表，使其完全與程序輸出相匹配。然后，他們更新路由系統(tǒng)，反映精確的調(diào)試設(shè)置和運(yùn)行時間。該數(shù)據(jù)用于確定生產(chǎn)交貨時間和零件的成本費(fèi)用。Koehler先生說：“它的工作簡直是太棒了。這一信息非常關(guān)鍵，我們直接從GibbxCAM軟件中獲取，不需要增加另外的操作或花費(fèi)時間在車間進(jìn)行研究。”
