为CAD/CAM培训提供动力

1966年，Ariel公司还是一家刚刚起步的公司，在俄亥俄州芒特弗农郊区的一个地下室里运营。虽然公司总部仍在那里，但它现在已经成为“世界上最大的可分离往复式天然气压缩机制造商”。

显然，时代已经改变，而Ariel正在引领潮流。创始人Jim Buchwald传授了以质量为导向的机械加工传统，这种传统至今仍深深根植于公司的制造精神中。Buchwald在公司早期身兼数职——压缩机设计师、生产总监、业务经理等等，但他同时也是一名出色的机械师。

他深知机械加工在制造优质压缩机中的关键作用。Buchwald卷起袖子，操作1921年的Lucas卧式镗铣床，将气缸孔加工到精确的尺寸。

学生制作的测试工件和CAM刀路的Mastercam截图(所有照片由 CNC Software 提供)

20世纪90年代，Ariel开始使用CNC快转车床制造螺栓、垫圈、活塞环和其他小零件。到2000年代，数控加工已成为Ariel的常态，而加工技术的进步对技能组合提出了明显不同的要求。如今，Ariel的首选软件是康涅狄格州托兰市CNC Software公司的Mastercam CAD/CAM，但对于大多数Ariel的资深机械师来说，使用软件操作最新型的数控机床并不自然。为了提高Mastercam的学习效率，Ariel为员工精心设计了培训课程。

压缩机的尺寸各不相同，但典型的压缩机尺寸为12英尺x18英尺x6英尺（3.6x2.4x1.8m），重约26000磅（11800kg）。这些重型工业设备遍布全球能源行业，帮助开采、加工、运输、储存和分配天然气，将天然气从井口输送到最终用户。

为了跟上客户订单的步伐，Ariel必须将大量原材料转化为成品。每月有5000000磅（2270000kg）的原材料铸件运抵Ariel的接收码头。由于每台压缩机都是按订单生产的，很少有重复产品，因此Ariel的车间经常要加工几种不同的零件。公司雇用了数百名机械师，在1000000平方英尺的厂房内使用700多台机床。

Ariel的机械师是公司精益加工的核心，而数控能力则是公司的生命线。Ariel依靠Mastercam的CAD/CAM工具套件来优化数控程序。

“我们公司有一个专门的制造工程师团队提供运营支持，但由于我们处理的加工存货量大、种类多，要想保持领先于需求曲线是很有挑战性的。我们运行着数千个数百万行代码的CNC程序。”Ariel的制造主管Jay McCoy说。

各部分的总和

Ariel公司的CNC培训从基础的11个模块课程开始，但将更高级的课程外包给了俄亥俄州芬德利的Mastercam经销商FASTech公司。多年来，FASTech一直与Ariel密切合作，为新零件设计和新机床或改造后的机床排除故障并制定有针对性的编程解决方案。

据负责Ariel培训计划的Phil Ott说：“Mastercam的一大优点是其看似无限的灵活性。它创建的数控程序可以为任何数控机床上的任何零件文件和任何工件找到刀具路径、速度和切削刀具的最佳组合。它速度快、精度高。这种触手可及的能力不仅非同凡响，而且如果尝试手工编写代码，是不可能复制的。”

Ariel和FASTech为最初的12名公司工程师和机械师开办了为期15周的Mastercam培训班。虽然是由教师授课，但这是一次真正的实践研讨会。课程在Ariel跨学科培训中心内的CNC编程实验室进行。编程实验室有16台双显示器计算机工作站，配备高性能CPU，运行Mastercam软件。培训主题从CAD中的3D建模到CAM中的功能设置，从建立刀具组件到创建动态刀具路径。

期末考试时，学生们将拿到一张图纸、一个工件和一个成品零件的所有相关规格。他们的任务是创建一个数控程序，然后将其发布到Ariel加工实验室的一台机床上。学生通过加工最终零件完成任务。

“实践培训是无可替代的，”Ott说，“像这样的练习为我们的学生提供了开发、巩固和保持Mastercam编程技能所需的实际学习机会，编写程序和制作成品零件之间没有任何脱节。”

Ariel将其Mastercam培训讲习班视为为员工提供的更广泛培训课程的第一部分，这些员工将推动公司在数控编程领域的发展。在Ariel，前进意味着在尊重过去的同时展望未来。

“如果编写CNC程序和加工零件是独立进行的，那么整体性能就会大幅下降，”Ariel的制造工程员工主管Alex Cozier说，“一般来说，我们年轻的机械师更精通技术，而年长的机械师操作经验更丰富。如果不了解机床处理不同原材料、切削刀具、驱动进给和速度、切削深度或表面质量的能力，就会为失败埋下隐患。另一方面，了解如何使用软件对机床的动作和刀具路径进行编程也同样重要。这两种技能都是成功制造符合我们严格质量标准的零件的关键。”

Ariel对其所有机械师和编程工程师进行了这两方面专业知识的交叉培训。公司相信，这两个知识库的总和所产生的协同加工能力远远超过每个团队的独立操作能力。Ariel 认为培训是开启CAD/CAM强大功能的关键。

在马扎克VCU-500A/5X上加工6061铝的学生项目

作为公司所有培训活动的中心，Ariel的培训中心占地86000平方英尺（8000m²），拥有3个实践实验室、12个高科技教室、1个255座位的礼堂和1个环绕互动学习展品的多功能中庭。每个培训实验室都配备了可操作的生产设备，而不是比例模型或硬件复制品。

机加工实验室是Ariel机加工人员提高水平的地方。初学者和中级学员在实验室南湾的数控和手动车床和铣床上磨练技能。高级培训在实验室的北湾进行，这里有8台数控机床，包括马扎克四轴、五轴和七轴车床和铣床。毗邻北湾的是Ariel的数控编程实验室，学生在这里学习如何编写程序和运行模拟。

Ariel的全部机械加工课程包括600多个小时的教学。毕业生可获得国家认可的学院颁发的CNC加工证书，该学院与Ariel合作，提供全面的精密加工教育。Ariel还为其装配和维护员工制定了类似的认证培训计划。

值得努力

Ott说：“要描述CAD/CAM软件的价值，最简单的方法就是回忆多年前我在生产车间时我们是如何做的。想象一下，我们每次都要逐行检查40000行机床代码。做一个改动，按下运行按钮，看看会发生什么。如果达到了我们的预期，就继续下一行。如果没有，就回去修改，再试一次。想象一下，这样做上千次。要完成Mastercam现在几分钟就能完成的工作，需要花费几个月的时间。”

有了Mastercam，人们不再认为运行平稳的数控加工中心无法改进。Ariel认为，这一领域有很多机会在短期内提高工艺水平。目前，该公司已将压缩机汽缸加工作为Mastercam重新编程的目标。

Ott 指出：“长期以来，我们一直用同样的方法编程，这是我们的第二天性。学习新的编程方式难度很大。同样，在Ariel的机械师队伍和工程支持团队中推广Mastercam也是一项相当大的培训工作，而且将持续进行。到目前为止，所取得的成果显然是值得的。我们已经准备好迎接挑战，并将继续努力。”

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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