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什么样的切削参数库还可以如此智能？

制造江山幅员辽阔，CNC加工风景如画，CAM工程师就是这雕绘大师，抬刀不能太多，跳刀不能太高，下刀不能太快，进刀不能太陡，走刀不能太刚，温润工件安全褪去毛坯，焕发出制造之精美。中国制造界的CNC编程工程师有很多的优点，单凭无限优化刀路轨迹的这一招走天涯的人亦很多，极限控制边界，毫无节制修剪刀轨到完美状态，几乎成为中国CNC编程市场的独特风尚，并美其名曰：高手过招，没有费刀。极限优化刀路轨迹，人工编程的确是一个提升CNC加工效率的好手段，但在编程效率与稳定性，加工质量与安全性方面，却与当代的智能制造格格不入，更缺少发展前景，要发展就要有新理念、新技术，Tebis就能赋能新质生产力！

2024年随着我国新质生产力的提出，智能制造已成为制造业转型升级的重要方向。在智能制造的浪潮中，CNC无人值守加工显得尤为关键，它不仅能够提高生产效率、降低人力成本，还能保证加工过程的稳定性和产品质量的一致性。要实现单机床CNC无人值守加工，至少要满足以下两个基本工位环境条件：

  • 实现CAM智能编程：生产高效稳定刀路轨迹，根据机床自动匹配刀具和切削参数，实现切削运动的恒定负载加工。
  • 实现CNC自动加工：自动计算全机床运动的轨迹，保障刀路连接、自动换刀、自动换工装、自动换机床头等非切削运动的全面可靠。

有道是花开两朵,各表一枝,今日我们不谈CNC自动加工的精妙，而是聚焦于Tebis如何实现CAM智能编程。Tebis在实现CAM智能编程中展现出其显著的效率和卓越的创造力，其核心在于Tebis智能矩阵切削参数库。

Tebis智能五维矩阵切削参数库，拥有五维矩阵切削参数库（12个切削参数类型）和冷却条件，属于行业独门绝技。完整的切削参数条件矩阵，能够在软件中真实完整地还原实际加工中可能出现的情况，达到在编程环节智能提取或更新切削参数的目的。以主轴转速、切削进给、步距进给、下切进给、斜向进给、满刀进给、拐角进给、冷却模式等因变量为X轴，以机床性能组、刀具性能组、加工方式组、毛坯材料组等4大自变量为Y轴，刀具装配组为自变量为Z轴，构成的五维空间矩阵结构（如图一）：

一、Tebis智能矩阵五维切削参数库结构介绍

1 . 第一维度变量：刀具装配自变量

Tebis智能矩阵五维切削参数库存放在刀具装配库中，Tebis的刀具库管理功能，使得刀具数据和切削参数的管理变得更加高效和便捷。Tebis刀具装配条件包括装刀总长度、刀柄装配连接器、刀具装配连接器、刀具悬伸长度、刀具参考点等（如图二），刀具装配条件变量不同，刀具的切削性能会不同，因此切削参数会不同。Tebis刀具装配属于Tebis机床技术重要的组成部分，与真实制造环境一一对应，优化加工参数和加工工艺，保证了CNC加工的安全性，这是Tebis数字化孪生镜像制造环境的一个核心要素。

图二：Tebis 刀具装配面板图

2 . 第二维度变量：机床性能组自变量

Tebis虚拟机床技术是Tebis智能制造引擎中的核心，在机床技术的机床性能分组模块中，我们可以根据车间的实际情况，按照机床的切削性能进行分组，机床分组可以对多台不同的机床进行分组（如图三），还可以对多主轴机床的机床头进行精准分组（如图四）。机床性能组不一样，使用同一把装配条件相同的刀具，其切削性能也会不同，因此切削参数也会不一样。

图三：Tebis 机床库与机床性能自定义分组技术面板

图四：Tebis多主轴机床头性能分组面板

3 . 第三维度变量：刀具性能组自变量

在Tebis机床技术的刀具性能分组模块中，我们可以依据刀具的实际性能特点如品牌、材料和加工工艺来进行分类（如图五）。这种分组方式不仅便于编程人员与生产现场工作人员之间的精准沟通，而且能够确保在选取不同性能的刀具时，相应的切削参数能够自动匹配到合适的加工策略中。特别是在Tebis智能加工时候，让软件实现精准分级选刀能力，优化用刀成本或者保障产品加工最佳质量。

图五：Tebis 刀具性能自定义分组技术面板与智能参数选刀面板

4 .  第四维度变量：加工方式组自变量

在Tebis的加工方式分组模块中，可以根据同一把刀具在不同工艺场景下的使用情况来分组。例如，D16R1牛鼻刀在毛坯开粗、陡峭侧壁的半精加工和精加工流程中的使用，可以分别定义为01_KC、02_BJ、03_JJG等不同的加工方式分组。这种分组命名是根据制造工艺习惯进行的，便于识别和管理（如图六）。Tebis在刀具切削参数库赋值时，不同加工方式可以定义不同的切削参数组。

图六：Tebis 加工方式自定义分组技术面板

5 .第五维度变量：毛坯材料组自变量

在Tebis虚拟机床技术中，材料性能和毛坯材料分组模块允许用户根据零件材料及其对切削性能的影响进行分类管理。由于不同的材料对刀具寿命和产品表面质量有不同的影响，合理的材料分组有助于保持产品质量的一致性，减少因材料不当处理引起的质量问题。分组方式可以确保为特定类型的材料选择正确的刀具和合适的切削参数，一般情况毛坯材料分组我们会按照实际的材料牌号来定义，而材料性能会根据材料的硬度范围来定义（如图七）。

图七：Tebis 材料性能与毛坯材料自定义分组技术面板

二、Tebis智能五维矩阵切削参数库的赋值与调用

1 . 矩阵式切削参数赋值

在Tebis刀具库中，任何一把刀具或装配刀具都可以使用刀具性能组、机床性能组、加工方式组进行自变量的组合，通过毛坯材料组的排列，分别对主轴转速、切削进给、步距进给、下切进给、斜向进给、满刀进给、拐角进给、切宽、最大切宽、冷却模式等因变量进行赋值（如图八）。如果是深孔钻等特殊工艺刀具，Tebis还可以针对不同的工艺分段，使用不同的因变量组合进行赋值（如图九），比如下刀时不能开启切削液，以防刀摆偏离加工位置，进入引导孔内部时开启冷却液加速钻孔降温，在退刀时需要吹气清除刀具上的毛刺等，实现工艺切削参数的精准定位。

图八：Tebis 铣削刀具切削参数赋值表格

图九：Tebis 深孔钻刀具切削参数赋值表格

2.  矩阵式切削参数调用

在Tebis的加工模块中，机床工位扮演着至关重要的角色。这些元素与Tebis的智能数据库紧密相连，确保了加工过程中各项参数的自动匹配和优化。以下是其工作流程的简要说明：

  • 选择机床：在机床工位中，选定一台特定的机床进行加工，机床的性能分组会自动获取并应用到加工刀路中。这一步骤确保了所选机床的能力与即将进行的加工任务相匹配（如图十）。
  • 选择毛坯材料：接着在机床工位中，毛坯元素定义相应的毛坯材料，系统会自动将该毛坯的材料属性同步至加工刀路。这样，材料的类型和特性就被考虑进加工策略之中（如图十）。
  • 选择加工方式：用户在工艺参数设置中选择适合的加工方式，例如开粗、精加工或是钻孔等。这一选择将指导Tebis针对不同类型的加工任务调用相应的刀具和切削参数。
  • 自变量匹配：Tebis通过选择的机床性能、毛坯材料以及加工方式，利用五维自变量（刀具装配组、刀具性能组、机床性能组、加工方式组、毛坯材料组）来自动匹配最合适的刀具切削参数。这五维自变量确保了无论在什么样的生产条件下，都能调用到最优化的参数集。

通过这种流程调用方式，Tebis不仅显著简化了CAM编程过程，还确保了制造过程的高精度和高效率。智能的参数选择和自动化的数据处理使得Tebis智造成为提升现代制造业新质生产力的强大动力。

图十：Tebis 机床工位设置面板和刀路参数获取面板

三、Tebis智能五维矩阵切削参数库优点介绍

  1. 统一标准与优化参数

Tebis鼓励采用统一的参数进行编程，这不仅提高了编程和加工质量的稳定性和安全性，而且通过智能分级选取刀具和合理的切削参数矩阵应用，优化了刀具选取和加工参数匹配。这种标准化和优化的策略降低了刀具消耗成本，提高了机床的运行效率，从而使得企业的整体效率得到显著提升。

     2  . 数字孪生镜像环境

Tebis提供了一个完整的数字孪生镜像的加工工位环境，这种环境可以快速而可靠地制造从简单零件到复杂零件的各种产品。这种高度精确和可靠的计算为CNC程序提供了更强的碰撞检查能力，从而增强了加工的安全性。

  1. 数据库管理与共享

Tebis的数据库不仅提供了经过实际验证和优化的加工参数，不仅稳定提升CNC加工质量，而且还支持加密的内部共享，这既确保了制造经验的积累，又保护了知识产权。

总之，随着智能制造的浪潮不断推进，Tebis智造云平台，优化CNC制造过程，成为CNC制造的行业潮流和先进典范。在Tebis中，每一个工序都被精确地计算和执行，每一个零件都被精雕细刻。Tebis智造云平台，满足所有制造需求，它是CAM工程师们的伙伴，更是制造业企业管理者的朋友，是未来CNC智能制造的领航者。

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