High-Tech Optimalisatiemodule Levert Precisie op Zware Materialen

Iedereen die enige tijd in een machinewerkplaats heeft gewerkt, heeft op een gegeven moment een beurs of open dag van een werktuigmachinedistributeur bijgewoond. Daar zien ze gegoten demonstraties van CNC-machines die druk bezig zijn met het uithakken van stukken messing, zachte staal of aluminium in visitekaartjeshouders en boter-kaas-en-eieren-spelletjes. Hoewel deze cadeautjes leuk zijn, zou het niet verfrissend zijn om echte delen te zien bewerkt, bij voorkeur van een moeilijk te bewerken materiaal?

Dat is wat plaatsvond op de Okuma Winter Showcase, een jaarlijks evenement dat de machinebouwer organiseert voor 600+ deelnemers. Op het evenement werden deelnemers verwond met meer dan twee dozijn CNC-werktuigmachines onder stroom, de meeste van hen makend spaan. Deze omvatten een MU-8000V LASER EX super multitasker met laser metaldepositie en de GENOS M460V-5AX, een trunnion-stijl, vijf-as verticaal bewerkingscentrum met hoge productiviteit, een kleine voetafdruk en een verrassend lage prijs.

Er was ook een LB3000 EX-II draaibank met staaftrillingsdetectie, een MULTUS B300II draai-freescentrum met collaboratieve robot deelhanteing, MA-500HII horizontale en MCR-A5CII dubbelkolom bewerkingscentra en een MULTUS U3000 multitasking machine.

Een indrukwekkende lijst, zeker, maar er was één demo die een groot aantal bezoekers aan het praten had, zelfs verantwoordelijken voor het opzetten ervan. "Het was best cool om te zien, met name als je bedenkt dat we titanium sneden, een heel hard en moeilijk te bewerken materiaal," zei Okuma Applications Engineer Lee Johnston.

Hij spreekt over de demonstratie met CGTech's Force, een fysica-gebaseerde NC-programma optimalisatiemodule die werkt binnen het bedrijfs flagship VERICUT gereedschappadsimulatie-software. In samenwerking met vertegenwoordigers van CGTech en Sandvik Coromant, programmeerde Johnston een Ti-6Al-4V titanium beugel gemaakt voor een luchtvaartklant, en optimaliseerde zijn gereedschappaden met VERICUT Force.

"We hadden dezelfde demo op twee spanklemmen en liepen ze naast elkaar, één met het standaardprogramma en één geoptimaliseerd," zei Johnston. "We verminderden cycletijd van een uur tot net onder 40 minuten, en je kon ook het verschil horen en zien in hoe de gereedschappen sneden en horen dat het geoptimaliseerde programma zachter was voor de machine. Dit is waarschijnlijk het beste dat er is gebeurd aan programmeren sinds trochoidale gereedschappaden."

VERICUT Product Specialist Pete Haas legde uit dat Force werkt door het NC-gereedschappad te analyseren, de veranderende snijcondities te evalueren en de voedsnelheid te verhogen of te verlagen om de ideale spaandikte voor elk gegeven materiaal te bereiken. In vergelijking met CAM-systemen en online bewerkingscalculators, die proberen gemiddelde spaandikte te bepalen en de voedsnelheid daarop te baseren, berekent Force de optimale voedsnelheid voor elke enkele regel bewerkingscode.

"Als voorbeeld, denk aan rijden naar je werk elke ochtend," zei Haas. "Je tegenkomt rechte stukken, bochten, en scherpe bochten, en moet vertragen of versnellen afhankelijk van de wegcondities. Bewerken omvat ook constant veranderende condities, maar sommige CAM-systemen rekening niet mee. Ze genereren een enkele voedsnelheid die te agressief kan zijn op scherpe bochten en te langzaam op de rechte stukken. Force, aan de andere kant, gebruikt fysica om snede-voor-snede door de veranderende condities heen te berekenen en de optimale voedsnelheden te bepalen."

Het resultaat, volgens Haas, is aanzienlijk verminderde cycletijd, verbeterde gereedschapslevensduur, betere dealkwaliteit en minder slijtage op CNC-werktuigmachines. Het werkt op elk materiaal en elke machine, en kan zelfs gebruikt worden op legacy-programma's.

Johnston was niet de enige verrast door Force's mogelijkheden. Zelfs CGTech Technical Support Engineer Chris Davala - iemand met 20 jaar ervaring als machinist en programmeur die nu met VERICUT-klanten landelijk werkt - zei dat de demo een eye-opener was. "Om eerlijk te zijn, was ik een beetje sceptisch," zei hij. "Dit was mijn eerste hands-on ervaring met het product, en het is niet dat ik geen vertrouwen had in de mensen die het ontwikkeld hadden, maar er werden一些大胆的 claims gemaakt over de potentiële winsten. Ik kan echt zeggen dat, na Force in actie te zien, het een gelovige van me gemaakt heeft."

Dat is een gemakkelijk ding om te zeggen voor iemand in dienst van de productontwikkelaar. Maar Sandvik Coromant MTS Specialist Richard Howard, die naast Davala en Johnston werkte bij het opzetten van de demo, bevestigt het. Hij leverde de snijgereedschappen en gereedschaphouders die voor de demo gebruikt werden en specificerde de initiële bewerkingsparameters.

"Als gereedschapsspecialist, ben ik uiterst onder de indruk van hoe 'spot on' de Force-software is," zei hij. "CGTech heeft een geweldige werk gemaakt van het optimaliseren van programma's rekening houdend met gereedschapsgeometrieën en resulterende belasting. Iedereen geïnteresseerd in hogere efficiëntie en verlenging van gereedschapslevensduur zou hiernaar moeten kijken."

Iedereen die bekend is met Okuma-machinetechnologie zou Force onnodig kunnen achten. Dat is omdat de OSP-besturing geavanceerde functies biedt zoals Machining Navi, SERVONAVI, Super-NURBS en adaptieve bewerkingstechnologie. Hoe kan een derde-partij softwarepakket een top-machine nog beter laten presteren? Er zijn verschillende antwoorden:

• Force heeft de capaciteit om de NC-code in kleinere hapjes te breken, voedsnelheden aan te passen om spaandikte te maximaliseren en constant te houden.
• Zijn optimalisatiemogelijkheden zijn proactief, niet reactief, dus iedereen weet wat te verwachten voordat de cycle start-knop ingedrukt wordt.
• Prestatieproblemen zijn duidelijk geïdentificeerd vooraf en de programmeerder kan de Force-grafieken bekijken die geprojecteerde snijkrachten, spaandikte, voedsnelheden, gereedschapsafbuiging en meer illustreren.

Voor nieuwe materialen, nieuwe werktuigmachines en snijgereedschappen, of zelfs nieuwe programmeurs, elimineert Force de gokwerk die anders zou optreden.

Het resultaat is een NC-programma dat zowel veiliger als voorspelbaarder is, met laag risico op gereedschapsbreuk of geschrootte delen. Operators hebben meer vertrouwen. Lights-out bewerking wordt met vertrouwen uitgevoerd. Winstmarges worden verbeterd. En Force-geoptimaliseerde gereedschappaden "besparen een heelboel tijd tijdens ruwfrezen," zei Sandvik Coromant's Howard. Delen worden sneller bewerkt en snijgereedschappen duren langer.

Haas vat het samen als volgt: "Force-grafieken bieden NC-programmeurs nuttige informatie die ze nooit hadden. Ze kunnen snel en gemakkelijk visualiseren wat er snede-voor-snede gebeurt als het gereedschap door het materiaal beweegt en het is nu mogelijk om excessieve krachten, inefficiënte snijparameters, metaalafvoersnelheid, stroomverbruik, koppel en gereedschapsafbuiging te visualiseren. Force-grafieken onthullen ook verbetermogelijkheden voor snijcondities. Met één klik op de Force-grafiek, wordt de gebruiker naar de exacte locatie in het programma en naar het grafische review-venster genomen voor verdere analyse. Het eindresultaat is volledige benutting van het snijgereedschap en de werktuigmachine."

Okuma's Lee Johnston was het eens. "Op het evenement sneden we titanium en zagen significante verbetering, maar ik denk dat Force net zo geschikt is voor het bewerken van makkelijkere materialen zoals aluminium, en voor ander algemeen werk. Ik kijk uit naar het gebruiken op toekomstige projecten."