Efficiënte Programmering Vermindert Opstel- en Gereedschapskosten bij Jaktool LLC

Bij Jaktool LLC (Cranbury, NJ), een team van jonge, nieuwsgierige ingenieurs investeert de tijd om het volledige potentieel van hun productiesoftware en machines te verkennen om de complexe klussen aan te pakken die niemand anders wil. Met behulp van Mastercam CAD/CAM programmeersoftware van CNC Software Inc. (Tolland, CT), kan Jaktool opsteltijden en gereedschapskosten besparen, en cyclus tijden verminderen, terwijl ze uitzonderlijke klantenservice levereren aan een diverse doorsnede van industrieën.

Een high-precision prototype technologiebedrijf, Jaktool gespecialiseerd in analytische diensten, productieprocesontwikkeling, en prototype productie voor de defensie, medische, laboratorium, en industriële markten, werkend met vrijwel elk type materiaal van kunststoffen tot high-nickel legeringen, titanium, en roestvrij staal. Ongeveer 50% van hun werk is voor het leger - ter ondersteuning van prototype wapensystemen en ballistische hardwarecomponenten voor airborne, surface, en sub-surface toepassingen.

Onderdelen kunnen zo klein zijn als 0,040" (1 mm) nitten voor een aerospace toepassing of zo groot als 18" (457 mm) in diameter voor sub-surface toepassingen. Prototype volumes lopen van één tot 5000 stukken, met een gemiddelde van 50 stukken. In de machine shop, is ongeveer 65-70% van hun werk draaien; de balans is frezen. Het werk wordt uitgevoerd op twee-as CNC draaibanken, vijf-as dubbele-spindel draaibanken, en drie tot vijf-as freesmachines.

Elk van Jaktool's 10 mechanische en elektrische ingenieurs is in staat om de onderdelen van tekening tot eindproduct te brengen, volgens Ryan Hollywood, manufacturing engineering manager, "Dit is geen typische job shop waar we twee programmeurs hebben en de rest afgeven aan machine operators. Alle kerels die de onderdelen maken, zijn dezelfde kerels die de onderdelen programmeren. Iedereen heeft eigendom van een onderdeel, het volgend door elk productieproces - draaien, honen, slijpen, tappen, en alles anders tot het onderdeel klaar is. Omdat iedereen veel hoeden draagt, inclusief twee machines tegelijkertijd draaien, moeten we product snel en efficiënt door de shop bewegen zodat iedereen hun jobs kan runnen," zei Hollywood.

CNC Software, via haar reseller netwerk, is een waardevolle bron geweest voor het trainen van Jaktool werknemers die grotendeels zelfgeleerd zijn door ervaring, Mastercam handleidingen, en fora die ze bijwonen. De shop was een beta site voor Mastercam 2017 waar, door trial and error, werknemers de nieuwe krachtige programmeerfuncties ontdekten. De eerste keer dat een nieuwe functie geïmplementeerd werd, duurde het ongeveer anderhalf keer wat het normaal duurde om een onderdeel te programmeren. Echter, bij de tweede keer, knipte het team ongeveer 25% van de cyclus tijd, gevolgd door 25% van de opsteltijd te knippen.

Jaktool onderhoudt een sterk en belonend stageprogramma. Gebaseerd op hun sterktes, interesses, en bereidheid om tijd te investeren, worden stagiairs aangemoedigd om verder te gaan dan knoppen drukken en taken afwerken. Hoewel beide een belangrijke rol spelen in het leren en waarderen van productieprocessen, wordt de ware waarde van een stagiair als toekomstige ingenieur ontdekt wanneer hij een probleemoplosser wordt. Kevin Zheng, die een stagiair is en electrical engineering major, is typisch. Hij onderzoekt continu verschillende manieren om de toolpaths te programmeren om de machines tot hun maximale capaciteiten te duwen. En het schaadt niet dat hij er echt van houdt om spaan te maken.

Wanneer in de shop, is Zheng fulltime toegewijd aan freesoperaties. Hij prefereert projecten die non-repetitief zijn die hem uitdagen om Mastercam's veel functies te onderzoeken. Toen de college senior zijn stage startte, deed Jaktool vier-as jobs die ideaal waren voor oppervlaktebewerking. Toen Hollywood Zheng losliet op de software, leerden ze meer functies, wat hen in staat stelde om meer gecompliceerde jobs aan te pakken met de vier-as machines.

Vroeger werd vier-as positionering met de hand geprogrammeerd. Een vroeg project betrof een ontwerp met features die in een radiaal patroon zaten die vier-as bewerking vereiste. Met Mastercam's Transform functie, kon Zheng bestaande toolpaths nemen en ze vertalen, roteren, of spiegelen om meerdere onderdelen (of gaten) die precies gelijk waren te bewerken. "We konden dit onderdeel in een schroefbank met vier of vijf verschillende operaties zetten, maar we wilden zien hoe we het op één operatie in de vierde as konden doen. We deden het door vlakken te creëren om vanaf te snijden voor elke hoek. Meer tijd wordt besteed aan het programmeren van het onderdeel, maar het eindresultaat is een nauwkeuriger onderdeel omdat het niet meerdere keren gerefixeerd hoeft te worden," zei Zheng.

Volgens Hollywood, maakt Mastercam 2017 het makkelijker om over te gaan van hun Solidworks ontwerpsoftware naar Mastercam wanneer het onderdeel geprogrammeerd moet worden vanuit het solid. Verder, wanneer een onderdeel in Solidworks ontworpen is en het onderdeel compensatie nodig heeft tijdens productie, wordt het onderdeel hertekend in Mastercam.

"Deze capaciteit is met name nuttig bij het doen van jobs voor het US Leger vanwege het formaat waarin we de orders ontvangen," zei Hollywood. "Wanneer we een wireframe maken van hun IGES of hun solid, moeten we het soms hertekenen om toolpaths te optimaliseren. Voor draaien en frezen, tekenen we veel onderdelen opnieuw met uitzondering van heel gecompliceerde onderdelen. In dat geval, wordt een IGES geïmporteerd in de CAD/CAM software en coördinaten gereset in de juiste vlakken zodat de XYZ assen in de juiste locatie zijn."

Mastercam's Dynamic Motion technologie wordt erkend als een grote rol speelster in Jaktool's vermogen om productietijd te knippen. "Wanneer het aankomt op frezen, heeft elk enkel programma dat ik schrijf wat Dynamic Motion in zich, omdat ik ontdekte dat het veel makkelijker is om materiaal te verwijderen," zei Zheng. Hij kiest het materiaal, dan een wireframe, een gereedschap, en een stepover, en programmeert het in de high-speed toolpath, vaak creërend complexe geometrieën en ruwbewerkingen tegelijkertijd. Dynamic Motion verwijdert materiaal snel door proprietair algoritmes in de software die intelligenterwijs veranderingen in het materiaal detecteren, waardoor het gereedschap in constant contact met het materiaal blijft met weinig of geen stepovers. Omdat het gereedschap constant betrokken is bij het materiaal, zijn er minder gereedschapsbreuken ook.

"Ik leerde hoe dingen te doen zonder Dynamic en toen, toen we de technologie begonnen te gebruiken, knipte het cyclus tijden in half wanneer het aankwam op ruw herhalingen. Het verlengde tool life met 20-30%," zei Hollywood. Omdat Jaktool niet elke dag dezelfde jobs doet, bieden de hoge snelheden die mogelijk zijn met Dynamic Motion het team de middelen om de machines tot hun uiterste potentieel te duwen terwijl het gehele productieproces gestroomlijnd wordt. Bijvoorbeeld, het team had een herhaaljob die 910 stukken vereist. Ze wisten dat het 12-13 minuten nam om te draaien. Recentelijk, programmeerden ze het onderdeel met een dual-spindel machine, programmeren het met een linker spindel en een rechter spindel in Mastercam, en dan de overdracht voltooien. De cyclus tijd werd met 20% verminderd. "Op de lange termijn, tellen minuten op tot dagen, dus we realiseerden ongeveer een week en een half tijdsbesparing," zei Hollywood.

Een van de moeilijkere jobs die Jaktool accepteerde was voor een kleine buisvormige vorm met 120 radiale zakjes met een dunne wand. Alle zakjes moesten van de as af snijden, wat de freesoperatie op ongeveer een uur per stuk zette. Volgens Hollywood, zou niemand anders de job aanraken. Het jonge ervaren team quoteerde 50-60 minuten om te voltooien, vanwege de onvoorspelbaarheid. Ongeveer een week eerder, leerde Zheng hoe de software's Transform/Rotate functie te gebruiken, wat hem in staat stelde om zeven of acht zakjes per rij en ongeveer 24 tot 36 hoekpositionen te programmeren, in plaats van 120 individuele zakjes handmatig.

"Ik hoefde het maar een keer te programmeren en in te stellen op herhalen om in een rij te gaan, en nog een herhaling om rond het hele onderdeel te gaan," zei Zheng. "Ik knipte onze cyclus tijd naar 15 minuten en brak geen enkel gereedschap tijdens de hele run." Ongeveer 200 lb (90 kg) materiaal werd gebruikt, volgens Hollywood. Opstel tijd was drie tot vier keer zo lang als programmeren van solids, maar door al de Transform/Rotate features te gebruiken, kon Jaktool de cyclus tijd knippen tot 25% van de oorspronkelijke quote.

De strakke toleranties die in militaire specs gevraagd worden, poseren een specifieke uitdaging in draaioperaties. Veel jobs zijn plus of min duizendste van een inch tolerantie, op onderdelen die van 10 tot 12" (254-305 mm) diameter meten. Afwerkingsvereisten zijn ook streng. "Er zit veel wetenschap achter de onderdelen die we maken. Dit zijn geen standaard onderdelen met plus of min vijf duizendsten. We zijn in staat om veel uitdagingen aan te pakken met verschillende onderdelen en, als team, hebben we samengewerkt, het uitgevonden, problemen opgelost, en deze onderdelen gemaakt die andere shops zouden schuen," zei Hollywood. "De software helpt ons dat doen."

Voor meer informatie over Mastercam/CNC Software Inc. ga naar www.mastercam.com, of bel 860-875-5006.