要使机器正常作业时间最大化并提升盈利能力，承包制造商需要快速完成零件设置并相应进行加工。但遇到错误，或主轴/刀具发生碰撞时，原本可以产生盈利的作业会迅速引发损失。Minnesota州Minneapolis的Kurt公司使用Spring Technologies公司(Massachusetts州Boston市)的模拟软件，在实际加工前先行验证程序，以有效防止此类问题的出现，并精确平衡速度(图1)。

图1 模拟软件，如Spring Technologies的NCSimul能够帮助工厂防止主轴和刀具发生碰撞而引发巨大损失

Kurt公司提供承包加工、铝件压铸、螺纹加工、焊接、制造和装配以及自动化系统等多项服务。同时，Kurt公司也有自己的产品线，涵盖钳具和工件夹紧装置等夹具。

Kurt公司在其承包工程中采用了三轴、四轴及五轴的加工技术，为军事、半导体、油田及航空航天等一系列行业客户在短期内生产样品、小批量及量产产品。制造工程师Shawn Eisenschenk表示：“我们有些零件售价可以达到5000～50000美元。”

为确保短期内生产高成本零件的效率，需要节约设置时间，机加工过程也必须避免错误。Kurt公司使用CAM软件包中的模拟程序确认程序中不存在错误，在验证通过后，后处理程序会将其转换为G代码。Eisenschenk说：“我们运行自己的程序并生成G代码。”然而，Kurt公司发现CAM系统的前G代码模拟无法完全准确反映机床和刀具运行状态下的真实定位和运动情况。在G代码显示意料之外的机器运动或其他错误时，即便CAM模拟中显示没有错误，问题仍可能在机床运行到该阶段时真正显现出来。为解决这一问题，Kurt公司采购了Spring Technologies的NCSimul机床模拟软件并将其安装在加工中心上，例如Okuma加工中心、Makino A77s以及Doosan和Mazak机床。

图2 NCSimul采用3D图像帮助客户避免机加工碰撞，且其算法及流程内嵌信息可以对切削条件进行优化

安装NCSimul后，机床可以依据特定零件、刀具和机加工工具的特性模拟、验证、优化并修正加工程序。3D图像可以帮助客户避免机加工生产中的碰撞，且算法及流程内嵌信息可以对切削条件进行优化(图2)。Eisenchenk评价说：“图形显示非常适用，可以与我们实际使用的夹具、刀具和机床吻合。”该软件可以有效缩短程序调试时间，消除主轴碰撞、刀具损伤和刮擦风险，并改善循环时间和工艺效率。

图3 Kurt公司制造工程师Shawn Eisenschenk说，模拟软件仅需使用CAM的前G代码模拟，就可以显示出其可能碰撞的部件并夹住其可能切断的部件

模拟软件机加工验证的过程分为三步。首先，检查并纠正编码错误。然后进行模拟，对碰撞进行定位并纠正运动错误。最后，验证零件切削和机加工结果。Eisenschenk说：“我们主要关注G代码程序中和CAM结果不同的部分。使用NCSimul，我们可以准确得知机床运行到了哪一步。这款软件可以显示CAM模拟系统无法反映的，零件生产过程中程序篡改或运行造成的所有超程或错误，以及所有错误的瞬时动作(图3)。”

他说，在CAM模拟程序中，有些作业会显示为无错误，但NCSimul则会显示该程序可能导致碰撞。有时候已经发现存在夹具碰撞或加工损坏风险，但CAM软件却无法显示这一点。

Kurt在其短期加工中不使用NCSimul的周期时间优化功能，但公司发现这一功能适用于其他作业。“我们在需要缩短周期时间时使用这一功能，而且它能清楚地显示出快速作业路径。” Eisenschenk举例说，使用该软件后，公司可以在其全地形车(ATV)曲轴箱中刀具定位过程中指定旋转位置并使所有轴朝向一个方向运动，使周期时间缩短10%～15%。在他看来，Kurt使用NCSimul软件的经济考虑很明显。“如果一个零件的价格可以达到20000美元，用这样的成本购买软件，是非常划算的。”