Retrofitten en bijwerken Houd CNC's van freesmachines op het scherpst van de snede

In 1987 kocht Century Tool and Gage Co. (Fenton, Michigan) zijn eerste Heyligenstaedt verticale frees die was uitgerust met het eerste Fidia CNC-systeem dat beschikbaar was in Noord-Amerika. Mickey Guckian, productiemanager programmering voor Century Tool, was erbij. “Ik weet nog dat we de eerste Fidia-besturing kochten. Het werd geïnstalleerd op een Heyligenstaedt verticale molen met twee assen. Ik bestuurde die machine op dat moment”, zegt hij. "De nieuwe besturing had dubbele 8-inch diskettestations, wat destijds uniek was, en het gaf ons de mogelijkheid om de voedingssnelheid aanzienlijk te verbeteren voor de complexe freesroutines die we uitvoerden voor de grote persvormen die we maakten."

Century Tool is opgericht in 1974 en heeft gedurende het grootste deel van zijn geschiedenis een constante groei doorgemaakt. Volgens vice-president Kevin Cummings is dit deels te danken aan de uitbreiding van de productie van composiet-compressiematrijzen voor de productie van sheet moulding compound (SMC), reactie-injectiegieten (RIM) en urethaanonderdelen voor verschillende sectoren van de transportindustrie. Het bedrijf is gespecialiseerd in geperste, uitwendige klasse A- en verstevigingspanelen voor vrachtwagen- en trimtoepassingen. Het maakt ook 75 procent van de vormen voor het exterieur van het koetswerk. "We zijn een belangrijke bouwer van matrijzen en secundaire gereedschappen geworden voor de automobiel-, zware vrachtwagen-, lucht- en ruimtevaart- en waterscooters", zegt de heer Cummings. Met die groei kwam de verhuizing van het bedrijf naar een nieuwe faciliteit van 125.000 vierkante meter die machineblokgroottes van 60 ton kan verwerken die zo breed zijn als 100 inch en zo lang als 300 inch. De fabriek is uitgerust met vier, vijfassige CNC-bewerkingscentra; zeven zware verticale en horizontale machines; drie kanonboren met meerdere spindels; 29 CAD/CAM-werkstations; en een proefpersfaciliteit met capaciteiten van 500, 600, 1.500 en 3.000 ton.

"Voordat Fidia begon met het ontwikkelen van een complete lijn van vijfassige freesmachines, bouwde het CNC-besturingen", zegt Guckian. “Dr. Giuseppe Morfino, CEO van Fidia, was de jonge besturingsingenieur die het allemaal begon, en hij is de leidende invloed geweest in het ontwerp van de CNC-machinebesturing dat een belangrijke rol heeft gespeeld bij het maken van Century Tool and Gage tot een productie- en productiesucces. Al onze freesmachines zijn CNC-programmeerbaar en gebruiken Fidia-controllers voor een hoge nauwkeurigheid, betrouwbaarheid en productiviteit.”

Maar het is lang geleden sinds 1987, en floppydrives zullen het drie decennia later niet langer volstaan ​​voor de behoeften van Century Tool. Dat is waar het regelmatig achteraf inbouwen van de Fidia-controllers om de hoek komt kijken.

Aangepast voor productiviteit

Jorge Correa, Fidia's vice-president verkoop in Noord-Amerika, zegt:"Century Tool is een geweldig voorbeeld van wat er kan worden gedaan met retrofits van besturingen om bestaande CNC-bewerkingsmachines naar het allernieuwste niveau te brengen." Sinds 1987 gebruikt Century Tool Fidia's CK10, CK20, Compac, C2, C20, een aantal Fidia's traceersystemen en meer recentelijk Fidia's C40-besturingen. Tegenwoordig heeft het bedrijf 25 Fidia CNC's, maar met voortdurende controle-upgrades en de toevoeging van nieuwe CNC-bewerkingsmachines, zegt de heer Correa dat het werkelijke aantal meer dan 30 controles is.

In samenwerking met de Fidia-controllers gebruikt Century Tool Tebis V4.OR2-software voor vijfassige bewerking. Tebis V4-software kan softwareformaten zoals Catia, Iges, Parasolid, STEP en NX vertalen om de beste toolpaden te creëren. Er wordt gezegd dat het de enige software is die het gereedschapspad direct vanaf het oppervlak kan genereren. "Het creëert een groter aantal contactpunten, waardoor een nauwkeuriger onderdeel wordt geproduceerd", zegt de heer Guckian.

Op elk van de CNC-freesmachines van Century Tool biedt de Fidia-besturing automatische schaalfuncties voor elke as om de CNC-programmaparameters te vertalen naar de grootte van het werkstuk. De besturing is via Ethernet verbonden met de programmeercomputers van het bedrijf voor continue overdracht van CAD-gegevens. "Hierdoor heeft Century Tool de flexibiliteit om de productontwerpideeën van de klant uit te breiden, maar ook de mogelijkheid om in directe taalformaten te communiceren", zegt de heer Guckian.

Aangepast voor gemoedsrust

Century Tool kwam voor het eerst in aanraking met de Fidia C40 Vision Control, met zijn ViMill antibotsingssoftware, op de International Manufacturing Technology Show (IMTS) in 2014. Het bedrijf kocht de hardware- en softwarecomponenten op een nieuwe Fidia GTFM.V3 vijfassige freesmachine direct na de voorstelling. “Wat ons meteen opviel aan de C40-besturing, is dat hij zeer grote dataprogramma's van 50 megabyte of meer aankan. Sommige schimmeloppervlakken zijn zeer complex en rijk aan details. De Fidia-bedieningselementen kunnen de grootte van de gegevensbestanden aan en zorgen toch voor een soepele en nauwkeurige afwerking”, zegt dhr. Guckian. “Bij Century Tool werken we ook aan oudere compressievormen die moeten worden herwerkt met nieuwe technische veranderingen, wat doorgaans meer vermenging van oppervlaktesneden inhoudt. Uitstekende afwerking is een must voor dit soort projecten. De Fidia-bedieningselementen hebben deze mogelijkheid enorm verbeterd door hun vooruitziende blik te vergroten van 300 naar 1.000 regels met puntgegevens, waardoor de machine zich beter kan voorbereiden op de komende vormen die hij gaat maken."

Een hoge bewerkingssnelheid en een uitstekende oppervlakteafwerking zijn bijvoorbeeld de wens van elke matrijzenmakerij die vijfassige freesmachines gebruikt, en de heer Guckian zegt dat Century Tool een uitstekende oppervlakteafwerking bereikt vanwege het vermogen om versnelling en vertraging nauwkeurig te regelen. Volgens de heer Correa beheert de multi-processorarchitectuur van de C40 Vision Control de gebruikersinterface, as- en gereedschapspadcontrole, evenals ViMill realtime antibotsingssoftware, die samen werken om de hoge bewerkingssnelheden en het hoogwaardige oppervlak te produceren afwerkingen. "Het is één ding om snelle processors te hebben, maar je hebt zeer goede communicatiesoftwareparameters nodig om de aandrijvingen en motoren met deze hoge voedingssnelheden te laten communiceren", zegt hij. "Met de Fidia-besturing kan de machine worden afgesteld voor verschillende dynamieken, zoals het gewicht van de onderdelen, lengte en breedte, spilsnelheden, stijfheid - eigenlijk alles wat nodig is om in een kortere tijd een zeer nauwkeurige afwerking te bereiken."

Volgens de heer Guckian is de ViMill-software van Fidia in de C40 Vision Control gebruiksvriendelijk en gemakkelijk te trainen voor operators. De antibotsingsfunctie biedt veilige freescondities voor zeer complexe matrijsbewerking door 1.000 regels code te projecteren. Die projectie voorkomt elke botsing tussen het gereedschap, de machine en het werkstuk in realtime tijdens freesbewerkingen en in zowel de jog- als de uitvoeringsmodus van het onderdeelprogramma. “De operator kan het handwiel on-the-fly gebruiken voor de X-, Y-, Z-, A- en C-assen en normaal-naar-vector samengestelde hoeken. We zijn niet op de hoogte van enig ander besturingselement dat deze functie heeft”, zegt de heer Guckian.

Aangepast voor nauwkeurigheid

Doorgaans zijn Fidia GTFM vijfassige freesmachines uitgerust met het Head Measurement System (HMS), waardoor de tijd die Century Tool-machinisten nodig hebben om de nauwkeurigheid van koppen en kantelbare draaitafels te verifiëren, aanzienlijk is verkort. De HMS bracht die tijd terug van een dag naar minder dan een uur. “De HMS is een uiterst nauwkeurig alternatief voor de traditionele meetklokken en is een zeer belangrijk facet van de vijfassige snijtechnologie. De HMS houdt de kop met vijf assen zo nauwkeurig mogelijk, meestal binnen 10 micron. Dit is van vitaal belang wanneer de matrijs onbeheerd wordt bewerkt, wat meestal 's nachts is”, legt dhr. Correa uit. Hij voegt eraan toe:“De Fidia-meetsoftware binnen de besturing beheert het snijden van de matrijs. De software is uitgerust met drie uiterst nauwkeurige verplaatsingsmeters en is bestemd voor het meten van 3D-volumetrische fouten. Door inkomende gegevens in realtime te verwerken, kan de software beperkte geometrische fouten controleren en compenseren, waardoor kostbare corrigerende mechanische interventies worden vermeden.” Gebruikers kunnen de gewenste instellingen opslaan en erop vertrouwen dat ze tot op 5 micron worden gehandhaafd. Het resultaat was dat "de machine acht maanden heeft gedraaid zonder de kalibratieparameters op de kop te hoeven wijzigen", meldt de heer Guckian.

Een laser drijft de Rotation Tool Center Point (RTCP)-functie aan, een andere functie die wordt beheerd door Fidia-besturingssoftware. De laser meet nauwkeurig de lengte en diameter van de frees bij elke gereedschapswisseling, wat zorgt voor een continu nauwkeurige hoogte-instelling op de matrijs van frees tot frees.

De architectuur met meerdere processors in de besturing maakt updates mogelijk en stelt het systeem in staat door middel van de gedeeltelijke of volledige vervanging van de pc (geheugen, harde schijven, adapters, enz.) zonder andere computercomponenten te wijzigen. De GTFM-machine heeft drie centrale verwerkingseenheden. Hierdoor is het mogelijk om de CNC continu up-to-date te houden met de meest recente hard- en softwareontwikkelingen.

Een dergelijke upgrade, Fidia's Velocity Five meerassige trajectcontroletechnologie, biedt een dynamisch selecteerbare set voorbewerkings- en afwerkingsparameters. Deze parameters zouden de gebruiker in staat stellen om snel en zeer nauwkeurig frezen uit te voeren door de acceleratiecontroletechnieken te verbeteren. Op het moment van schrijven schat Century Tool dat de Velocity Five-upgrade de nabewerkingstijd op 3D-profielen tussen 15 en 20 procent en voorbewerken tussen 30 en 40 procent kan verminderen. De bewerkte oppervlaktekwaliteit laat een significante verbetering zien en een snellere uitvoering van de bewerking voor kleine radiusgebieden.

Met plannen om deze update toe te voegen aan een andere afwerkfreesmachine en om nog drie C40 Vision CNC's op andere machines te installeren, haalt de voortdurende verbeteringsstrategie van Century Tool het meeste uit retrofits en upgrades.

Over de editor

Cynthia Kustush

Cynthia Kustush, senior redacteur bij MoldMaking Technology magazine, bewerkt dit artikel voor print. Het verscheen voor het eerst op moldmakingtechnology.com.