打造工业4.0——确保复杂的航空航天零部件一次做对
Western Precision Products, Inc. | 美国俄勒冈州图拉丁市
内容要点
Western Precision Products（以下简称WPP） 通过使用 hyperMILL CAD/CAM 软件实现编程标准化、建立可重复的工艺流程，并在整个车间实现自动化，从而从一家传统的加工车间转型为一家值得信赖的航空航天供应商。标准化成为实现自动化、工艺可靠性以及向高价值航空航天制造领域扩展的基础。
客户评价
Western Precision Products 通过标准化编程，并实施由 hyperMILL CAD/CAM 驱动的全数字化工业 4.0 工作流程，蜕变为一家值得信赖的航空航天供应商。
借助5轴加工、数字孪生仿真、自动测头检测及NC代码优化，WPP成功消除了废品，缩短了装夹时间，并在复杂的航空航天外壳、支架及高精度零部件上实现了可预测的首次加工合格率。
成果：经过验证的工艺流程、无人值守制造，以及复杂航空航天零件一次加工即达标。
“使用hyperMILL，您无需担心代码问题。您知道它一定能正常运行。这意味着更快的编程速度、更少的废品率，以及对每项工作的更高信心。”
——Denton Lewis，Western Precision Products CAM经理
与 hyperMILL CAD/CAM 的合作历程
Western Precision Products 是一家拥有 35 多年历史的精密制造商，位于俄勒冈州波特兰市附近，拥有约 60 名员工。
2017年，该公司因其强大的5轴加工能力和先进的加工策略而选择了hyperMILL CAM软件。最初作为处理复杂多轴加工的解决方案，它很快演变为整个企业运营的数字化核心。
如今，WPP服务于航空、航天及电子行业，同时涉足液压、电源设备、半导体加工以及测试与测量领域。公司生产范围广泛的零部件——从航空航天结构支架和外壳，到精密电子元件，以及需要严格几何控制和一致表面光洁度的大批量生产零件。
Western Precision Products 的 CAM 经理 Denton Lewis 正在操作 GROB G-552 机床，该设备是该厂高复杂度生产线的核心支柱。
WPP 的一名操作员正在监督 DMG MORI NLX 2500/700（一款高刚性车削中心）的运行，同时斗山协作机器人负责工件的自动化搬运，从而实现“无人值守”制造。
虚拟机床：已验证的无碰撞与可靠的五轴性能
借助 hyperMILL VIRTUAL Machining Center（虚拟加工中心），WPP 能够利用 CAM 数据和真实的 NC 代码对加工过程进行仿真。这使团队能够检测刀具、刀柄、夹具和机床之间的碰撞，在切削材料前验证程序，从而实现更快、更安全的试切过程。
该系统还能通过在必要时自动调整刀具路径方向，智能解决机床限制轴的问题，从而帮助防止机床报警并提高整体可靠性——这在加工大型结构件或多曲面航空航天零件时尤为关键。
与其他提升工艺可靠性的hyperMILL解决方案一起，Optimizer（优化器）成为关键的性能驱动因素。
Western Precision Products公司的CAM经理Denton Lewis利用hyperMILL对复杂的加工操作进行数字孪生仿真。
当 WPP 采用高密度金字塔夹具以缩短多件航空航天零件无人值守加工的周期时，他们面临着调整连接运动和管理限制轴的挑战。Optimizer （优化器）没有依赖试错法，而是根据实际机床行为确定了合适的退刀距离并优化了运动路径。“看着 Optimizer （优化器）如何在避开毛坯的同时，将刀具路径尽可能贴近金字塔，真是令人着迷，”WPP CAM 经理 Denton Lewis 说道。
Optimizer 优化器在确定符合机床轴限的刀具路径方案方面也至关重要。“以前，当试图将零件装进机床的工作空间时，我常常受到限制轴问题的困扰”Lewis 解释道。
随着Optimizer（优化器）集成到hyperMILL的虚拟机床中，它不仅能自动智能地找到可行的刀具路径方案，还能在发布代码前检测到理论上的轴限超限情况。
充分利用您的5轴加工能力
Western Precision Products 借助 hyperMILL 缩短了装夹时间，并提高了工艺可靠性。
让我们一起探讨您的生产中能否取得类似成果。
这张GROB G-552加工区域的内部视图展示了固定在机床上、准备进行复杂5轴加工的高精度铝制工件，该机床专为高精度航空航天及医疗部件制造而设计。
自动化检测：实现可重复的精度、零废品率与生产信心
随着 WPP 承接的航空航天零部件公差要求日益严格，测头检测成为维持工艺稳定性的关键环节。团队不再依赖在数控系统上进行手动测头检测——这种方式不仅消耗宝贵的主轴时间，还会产生可变因素——而是将 hyperMILL PROBING （在机检测）策略整合到了 CAM 工作流程中。
该工作流程能够识别工件的真实位置，不受夹具变异的影响，从而使 WPP 能够以精确的细节和可重复性加工更复杂的零件。
“hyperMILL Probing（在机检测）确实能让你制造出公差极小的零件，而无需担心机床的运行状态，”Lewis 指出。
在批量生产其最大、最复杂的零件之一时，他们取得了最重要的突破之一。挑战不仅在于单次加工，更在于数百次加工中保持一致的加工质量。
解决方案在于采用自动测头校准程序，该程序能在每个加工周期中精确定位工件。通过每次稍微松开夹具，并直接根据测得的工件几何形状设置工件偏移量，该工艺实现了完全可重复性。
借助hyperMILL PROBING（在机检测），真正的优异显而易见：团队“再也不用担心生产出废品了”
通过探测操作验证大型复杂铣削件的尺寸完整性，绘制表面轮廓图并校准关键孔位对准，确保满足微米级精度要求。
对大型复杂铣削件凹槽进行近距离测头检测的操作。
从可预测的工艺到无人值守制造
“一旦工艺变得可预测，自动化便水到渠成”。WPP正是以此方式成功构建了无人值守的加工环境。非工作时间的运行时长增加，机床利用率得到提升——且无需增加人员。
“一旦这些基础模块就位，我们就能开始添加自动化步骤，让工作变得更轻松，”WPP制造总监Tyler Burea表示。
hyperMILL 成为了 WPP 工业 4.0 制造战略的数字化核心。通过在整个车间部署该 CAM 软件，WPP 构建了一个统一的数字化编程环境，其中包括：
- 共享刀具库
- 标准化切削速度与进给量
- 一致的设置文档
- 可重复的粗加工与精加工策略
这消除了不同机床和编程人员之间的差异，降低了碰撞风险，并提高了生产效率。“当你信任代码时，工作效率就会提升。你无需担心碰撞问题，可以专注于提高生产效率。”Bureau 说道。
随着集成仿真、测头检测和运动优化功能的协同运作，编程变得更加可预测，加工过程也更加自动化。
借助数字孪生验证与预期结果实现自信编程
在 Western Precision Products 公司，hyperMILL 将数字化规划直接与可预测的机床执行相连接。
借助hyperMILL VIRTUAL Machining Center（虚拟加工中心）和Optimizer（优化器），团队构建了一个高效的编程环境，Bureau将其描述为“团队工作的标准化框架和平台”。
对于 CAM 团队而言，对编程复杂 5 轴航空航天部件（包括结构外壳、支架和高精度生产零件）的信心，使他们能够专注于产量而非故障排除，从而显著提高了生产力。
hyperMILL VIRTUAL Machining Center（虚拟加工中心） 通过在实际机床的数字孪生上进行基于 NC 代码的仿真，进一步巩固了这种信任。“我们清楚知道在实际机床上会得到什么结果，因为仿真与实际完全一致，”他表示。这样一来，无需在车间应对机床报警，差异问题已在编程阶段被识别出来。 “我不再需要费心去探究机床为何报警，因为系统会在问题发生前就将其拦截，”Lewis 说道。
由此形成了一条精简的工作流程，不仅迭代次数极少，还支持无人值守运行。“通常只需一次编程尝试，就能获得理想的刀具路径，”这位 CAM 经理指出。而当离开机床时，“我会放心离开，因为我知道不会发生任何意外，”Lewi再次强调道。
标准化编程、数字孪生验证与智能优化三者结合，共同构建了一个加工环境，使复杂的航空航天零件能够以可预测、高效且值得信赖的方式进行加工。