Gereedschapsbibliotheken en simulaties in CAM-software: Cyclus tijden drastisch verminderen

Schupan & Sons Inc. is een familiebedrijf in metaalrecycling dat ook producten in-house fabriceert in zijn 140.000 vierkante voet grote Kalamazoo-shop, Schupan Aluminum. De afgelopen 10 jaar is Schupan gegroeid van 60 naar 325 werknemers.

"Ons waarde-gevende productiebedrijf leidt de weg voor een distributiebedrijf, grote blanks snijden en verzenden, of stukken snijden voor verschillende machineshops," zegt Kevin Roschek, directeur van productie bij Schupan Aluminum. Het merendeel van het werk is CNC-bewerking, en in vijf jaar voegde de shop 27 CNC-machines toe aan de oorspronkelijke 10 om de vraag te kunnen halen. Een van de grootste klantengroepen van Schupan produceert meubels, vaak kantoormeubels of high-end buitmeubels, waarbij Schupan de complexe interne elektronische toevoegingen creëert. De shop heeft ook klanten in de medische, auto-, maritieme en voedingsindustrieën.

Cyclus tijden verminderen met CAD/CAM

Naarmate Schupan groeide, concludeerde het dat het verminderen van cyclus tijden de beste manier was om de productie efficiënter te maken.

"Spannen was historisch gezien een enorm probleem voor ons," zegt Joseph Proxmire, lead manufacturing engineer bij Schupan Aluminum. "We hadden veel onderdelen die zeker drie of vier operaties waren, en we moesten aangepaste oplossingen ontwerpen om die in één operatie te maken."

Als reactie op dit probleem begon Schupan met vier- en vijf-asbewerking om meerdere onderdelen te laden en meerdere kanten tegelijk te snijden. Om snelle, schone bewerking te garanderen, gebruikt de shop CAD/CAM-software, specifiek Mastercam. De multias-toolpaths van de software geven de shop volledige controle over snijpatroon, gereedschapsascontrole en botsingsvermijding.

Proxmire was een cruciale stem in Schupans beslissing over welke software te gebruiken om de mogelijkheden uit te breiden. Hij vertrouwt op Mastercam vanwege eerdere ervaring, en zegt: "Het wordt constant geüpdatet, en de ontwikkelaars verbeteren de software altijd. Andere CAM-software die we eerder gebruikten, hebben niet genoeg data om up-to-date te blijven."

Complexe toolpaths oplossen

Eén van Schupans uitdagendere projecten was het produceren van verschillende complexe aluminiumen kapjes. Dit zijn een van de interieur meubelcomponenten voor een vliegtuig en hadden aanvankelijk enige angstaanjagende geometrieën.

"We hadden geavanceerde vijf-asmogelijkheden nodig voor diepe pocketing, kleine gereedschaphouding, en uitgebreid gereedschaphoudergebruik," zegt Proxmire. "We eindigden met zeer goede afwerkingen vanwege deze toolpaths. We gebruikten de Multiaxis Flow en Multiaxis Curve toolpaths om kenmerken te bewerken die veel moeilijker geweest zouden zijn met drie- of vier-asbewerking."

Mastercams vijf-asmogelijkheden stelden Schupan in staat de ingewikkelde gereedschapspositionering in een fractie van de tijd te voltooien die de shop zonder het zou hebben nodig gehad. Tijdens het project nam Schupan contact op met zijn gecertificeerde Mastercam-reseller, Axsys CAD/CAM Solutions Inc., voor hulp bij post-processing. In plaats van het Schupan-team gewoon door de post te leiden, ontwikkelde accountvertegenwoordiger Mike Stevens de volledige code voor hen. Tussen de ondersteuning van Axsys en de geavanceerde multias-functies vonden Schupan-werknemers de stress en moeilijkheid rondom het kapje-project vrijwel geëlimineerd.

Proxmire en zijn programmeurs bellen Axsys wanneer ze vragen hebben of hulp nodig bij troubleshooting of het optimaliseren van hun bewerkingsproces, met Stevens die ofwel informatie per telefoon of persoonlijk biedt. Axsys biedt ook doorlopende training voor lokale Mastercam-gebruikers, en benadert frequenter bedrijven als Schupan om de nieuwste functies van de software uit te leggen.

Bibliotheken en simulaties benutten

Een dergelijke functie is de Tool Manager van de software. Hiermee kunnen gebruikers gereedschapsbibliotheken van fabrikanten als Sandvik Coromant importeren, de paden voor elk gereedschap optimaliseren en vervolgens de informatie extrapoleren.

"De mogelijkheid om één freespad te maken en het over te dragen naar meerdere locaties is enorm," zegt Proxmire. "Ik gebruik dat voor het programmeren van één onderdeel en het dan transformeren door de lijn voor 10 verschillende onderdelen. Deze software is erg goed in dat wat benaderingen en vrijkomenvlakken en fijn afstellen van het freespad betreft om het zo snel mogelijk te maken. We hebben oude gereedschapsbibliotheken en gereedschaphouderbibliotheken voor al onze shrink-fit en CAT 40 gereedschaphouders. Het maakt simulatie veel makkelijker."

Wanneer Proxmire zijn onderdelen simuleert, gebruikt hij de Verify- en Backplot-functies binnen de software. Verify en Backplot tonen alle aspecten van het bewerkingsproces op het scherm, die gebruikers kunnen opnemen als ze dat nodig hebben. Deze functies detecteren botsingen en fouten voordat het basismateriaal de machine ooit aanraakt, waardoor operators projecten sneller en met meer vertrouwen kunnen doorlopen.

Dynamische verbeteringen

Na het simuleren van elk onderdeel om op problemen te controleren, richt Proxmire zijn focus opnieuw op het verminderen van cyclus tijden. Mastercams Dynamic Motion-technologie is een programma binnen de software dat continu het materiaal tijdens de bewerking monitort en de gereedschapsbeweging daaraan aanpast. Deze accommodatie voor materiaalbeweging betekent dat operators machines op hun hoogste snelheden kunnen laten draaien zonder hun materiaal of snijgereedschappen in gevaar te brengen.

"Het gereedschap houdt nu quite a while langer, vooral als we harder materiaal als tool steel bewerken," zegt Proxmire. "We vonden dat Dynamic Milling ons betere gereedschapslevensduur en zeker hogere metaalafvoersnelheden geeft." Hij schat dat bij het bewerken van staal, Dynamic de cyclus tijden tot drie keer korter heeft gemaakt.