SolidCAM iMachining: „Egyszerűen lenyűgöző”

Ezekkel a szavakkal jellemzik a felhasználók, a marószerszám gyártók és a szerszámkészítő cégek az iMachining-et, amikor meglátják marási hatékonyságát. Ez az új SolidWorks-be integrált CAM modul lehetőséget biztosít, hogy az ön cége és CNC gépei több profitot hozzanak és versenyképesebb legyen, mint valaha.

A több mint 27 éves CAM fejlesztői háttér tapasztalattal rendelkező SolidCAM egy teljesen integrált CAD/CAM rendszerként érhető el a SolidWorks-el, biztosítva ezzel egy hatékony és széles körben elterjedt CAD rendszer integrációt. A SolidCAM így lehetőséget biztosít a megmunkálandó darabok teljes asszociativitására a CAD modellel, így a modellváltozásokat automatikusan követik a szerszámpályák is.

A „teraszolás” problémái

A hagyományos, un. „teraszoló”, nagyoló pályát már több évtizede használják a forgácsolásban a nagymennyiségű anyag eltávolítására. Azonban ez a megoldás hatékonysága igen rossz, így a szerszámgépekből és a forgácsoló szerszámokból sem hozható ki megfelelő teljesítmény, így az ilyen pályák hatékonysága meglehetősen rossz.

Talán az egyik legnagyobb probléma, hogy az állandó magasságon/mélységen számított állandó oldallépésű ofszet-pályák mentén a megmunkáló szerszám terhelése nem állandó, sőt igen nagy terheléscsúcsok találhatóak a kritikus helyeken. Ez abból adódik, hogy az állandó oldallépésű pályaszegmensek a megmunkálandó darab aktuális metszetéből származnak, így alakjuk meghatározása során forgácsolási szempontok kevéssé érvényesülnek. A hagyományos nagyoló pályák mentén több olyan kritikus helyzet is van, ahol jelentős szerszámterhelés csúcsok jelentkeznek, ahol a marószerszám sérülhet, vagy akár el is törhet. Ilyen esetek, amikor a szerszám kívülről belép az anyagba, amikor az egyik ofszet szegmensről a másikra lép át (lásd a képet) vagy amikor a pálya egy szűk belső profilhoz ér.

A hagyományos szerszámpályák optimalizálására számos megoldást fejlesztettek a CAM rendszerekben (az egyenletes ofszet szegmensek közötti átlépések, a fordulások lekerekítése/hurkolása, thoroidikus haladás a pálya mentén) azonban a pálya számításából adódó problémákat ezzel nem lehetett orvosolni, így ezek a pályák tipikusan a marószerszám átmérőjénél jóval kisebb fogásmélységben dolgoznak, egyenetlen szerszám és szerszámgép-terhelést okoznak, így hatékonysága nem elegendő a megfelelő termelékenység eléréséhez.

SolidCAM_4

Kontrollált vágási szög és oldallépés – az első megoldások

A CAM rendszerek fejlesztői már több éve fejlesztik és biztosítják azokat a modern nagyoló szerszámpályákat, melyek különböző módszerekkel biztosítják az egyenletesebb szerszámterhelést a megmunkálás során, ezzel lehetőséget biztosítva a marószerszám átmérőjénél akár többször nagyobb fogásmélység alkalmazására is. Ezen marópályák jellemzője, hogy a pályák nem csak a modell metszetének alakjából származtatottak, hanem alakjuk meghatározása során különböző forgácsolási jellemzők (fogásszélesség, vágási szög, fordulatszám, előtolás) állandó értéken tartása, vagy épp változtatása révén a szerszám terhelése jelentősen egyenletesebb szinten tartható.

A különböző CAM rendszerek eltérő megoldásokat alkalmaznak, mely algoritmusok alapvetően két nagy csoportba sorolhatóak: – A szerszámpálya mentén vagy a vágási szög (TrueMill), vagy az oldallépés (VoluMill) kontrollált értékhatáron belül tartásával igyekeznek egyenletesebb szerszámterhelést biztosítani. Ezen megoldások közül VoluMill számos CAM rendszerben elérhető.

iMachining – a forradalmian új marási technológia

Az iMachining a SolidCAM saját fejlesztésű, védjegyezett technológiája, mely a többi hasonló szerszámpályáktól eltérően állandó szerszámterhelést biztosít! A konkurens megoldásokkal szemben a pálya számítása során a vágási szög, az oldallépés, a fordulatszám és az előtolás is kontrollált úgy, hogy a szerszám terhelése legyen állandó.

SolidCAM_1

Az iMachining két fontos szempontból segíti a hatékony szerszámpálya elkészítését:

  • Az állandó szerszámterhelést biztosító pálya alakjának automatikus számítása.
  • A szerszámpálya technológiai paramétereinek számítása Technológiai Varázsló segítségével.

iMachining szerszámpálya – Egyenletes szerszámterhelés a pálya teljes vonalán.

Az iMachining pálya szegmenseinek számítása nem csak a geometriából történik, hanem a szerszámterhelés figyelembevételével kialakított olyan pályavonal, mely a lehető legnagyobb anyageltávolítási ráta (MRR) biztosítása mellett különböző technológiai szempontokat is figyelembe vesz.

Az iMachning szerszámpályát összehasonlítva a hagyományos ofszet pályával (lásd az ábrát) azonnal szembetűnő, hogy a pálya alakja sokkal „simább” hiszen a szerszám mozgását az aktuális szegmensben eltávolítandó anyag mennyisége (is) befolyásolja. Azokon a területeken, ahol a vágási szög megnő – tipikusan a sarkok – ott az oldallépés csökkentésével (is) biztosítja az állandó szerszámterhelést.

SolidCAM_2

A terheléscsúcsok kiküszöbölésével az egyenletes terhelést biztosító iMachining nagyolással ezért tipikusan akár a szerszám átmérőjének többszöröse mélységben is marhatunk!

Az iMachining hatalmas idősporolása és szerszámélettartam növekedése pontosan ebban rejlik: a többszörösen (akár 5-10-szeresen) megnövekedett fogásmélység alkalmazásával a megmunkáló szerszám teljes élszallaga munkára fogható, így a kopás nem csak a szerszám első részét érinti, hanem a teljes fogásmélység hosszán oszlik el. Az időmegtakarítás egyik legfontosabb eleme, hogy az egyenletes szerszámterhelés miatt a forgácsolás teljes időtartama alatt maximálisan kihasználható a „forgácsolási teljesítmény” – ami a marógép, megmunkáló szerszám és a megmunkálandó anyagtól függ – szemben a hagyományos nagyoló pályával, ahol a terheléscsúcsok miatt a forgácsolással eltöltött idő jelentős részén csak ennek teljesítménynek töredékét tudjuk kihasználni.

Az iMachining az intelligens szerszámpálya generálása során igyekszik egy úgynevezett „Amorf Spirál” pályát készíteni, mely spirálpálya egy olyan váltakozó oldallépésű spirál, amely az aktuális megmunkálandó metszet és a belépési terület görbéje között optimálisan kevés átlépést tartalmaz. A számítás azért részesíti előnyben és próbál meg a lehető legtöbb területen ilyen spirál pályát készíteni, mert ennek pályatípusnak van a legnagyobb anyageltávolítási rátája.

Optimális spirális pálya azonban nem minden geometriai alakzat esetében készíthető el, illetve olyan technológiai részek is befolyásolhatják, mint az oldalfal/nyitott rész változása. Az ilyen területeket az iMachining ezért intelligensen olyan részterületekre bontja „csatornákkal”, melyeken az Amorf Spirál pálya már alkalmazható. A csatornákat pedig egy marószerszám átmérőtől függő szélességben thoroidikus mozgással munkálja meg, ezzel biztosítva a leggyorsabb megmunkálási idő mellett a technológiailag helyes megmunkálást is.

SolidCAM_3

iMachining Technológia Varázsló – Forgácsolási paraméterek számítása automatikusan

A nagy fogásmélységű szerszámpályák számításakor az egyik legnagyobb nehézség, hogy a pálya olyan oldallépéssel, vágási szöggel, fordulatszámmal és előtolással készüljön el a pálya teljes hosszán, hogy a marószerszámnak (közel) állandó terhelése legyen. A nehézséget az jelenti, hogy a különböző számítási algoritmusok más és más változókat tekintenek állandónak, vagy változtatják valamilyen határok között, mely érték(ek) megadását a felhasználóra bízzák. Azonban ezek a technológiai értékek sokszor csak tapasztalat alapján adhatóak meg úgy, hogy azok ne okozzanak szerszámtörést a nagy terhelés miatt, vagy éppen a túl kis értékek miatt a megmunkálás hatékonysága legyen alacsony.

Az iMachning fejlesztése során az volt a cél, hogy egy olyan hatékony kezelőfelületet biztosítsanak a felhasználóknak, melynek segítségével a rendelkezésre álló marószerszámok és megmunkáló-gépek, valamint a tetszőleges (homogénnek tekinthető) anyag marási megmunkálása a lehető leghatékonyabban legyen elvégezhető úgy, hogy a szerszámpálya elkészítését egy könnyen használható technológia varázsló segítségével minden CAM technológus egyszerűen tudja elvégezni.

Az iMachining Technológia Varázslója egy olyan egyedülálló lehetőséget biztosít a CAM technológusok számára, melynek használatával nem közvetlenül a forgácsolási paraméterek – előtolás, fordulatszám, oldallépés, vágási-szög – megadása szükséges, hanem a megmunkálás „perem adatai” : marószerszám anyaga, megmunkálandó darab anyaga, szerszámgép főorsójának teljesítménye és maximális fordulatszáma, valamint az alkalmazható maximális előtolás. Ezek az adatok minden megmunkálás esetén könnyen megadhatóak és állandó értékek, melyekből a Technológiai Varázsló számolja ki szükséges forgácsolási paramétereket és változtatja azokat az iMachining pálya teljes hosszán úgy, hogy a szerszám terhelése állandó legyen.

A Technológia Varázsló másik nagy előnye, hogy az úgynevezett „első megmunkálás”-ok sikeressége igen magas, hiszen a forgácsolási paraméterek a megmunkálás „körülményeihez” igazítottak. Az iMachining szerszámpálya állandó terhelés biztosítása miatt pedig az is megfigyelhető, hogy amennyiben a szerszám az első fogásokat „jól viseli” – tehát a technológiát nem becsültük se alá, se fölé –akkor a kritikus helyeken (pl. szűk sarkok) sem fog a marószerszám terhelés csúcsokkal találkozni, szemben a konkurens megoldásokkal, ahol a szerszám terhelése a szerszámpálya mentén nem (mindig) állandó.

iMachining 2D/3D – Hatékony nagyolás a 3D-s munkadarabokhoz.

Az iMachining hatékony szerszámpályáit az idei évtől nem csak a prizmatikus darabok megmunkálásához használhatjuk, hanem előnyei már kihasználhatóak a 3D-s munkadarabok nagyolásakor is! Az iMachining 3D moduljával lehetőség nyílik a különféle 3D-s felületeket tartalmazó munkadarabok nagyolására, kiváltva ezzel a hagyományos „teraszoló” nagyolást, így az iMachining pálya összes előnye szinte az összes típusú nagyolási műveletnél kihasználható.

Az iMachining 3D nemcsak egy egyszerű kiterjesztése a 2D-s verziónak, – tehát nem csak Z szinteknek megfelelő, változó anyag-metszet területeken végez 2D-s iMachining pálya számítást – hanem további olyan optimalizálásokat is tartalmaz, melyek tovább növelik a megmunkálás hatékonyságát a 3Ds fazonok nagyolásakor. Ez egyik legfontosabb ilyen optimalizálás a fogások sorrendje. A 3D-s megmunkálások során az iMacining elsőnek a technológiailag lehetséges legmélyebb szinten kezdi a marást, majd ezután kezdi meg a kisebb fogásokkal a „teraszoló” jellegű megmunkálást, ahol már jóval kevesebb anyagot kell eltávolítania a kevésbé hatékony (kisebb fogásmélységű) fogásokban. Számos további optimalizálás teszi az iMachining 3D egy egyedülállóan hatékony nagyolási technológiává.

Az iMachining előnyei – Hatalmas költségmegtakarítás kis beruházással

SolidCAM_5Az iMachining szerszámpályák alkalmazásával a marással foglalkozó vállalkozások és vállalatok a gyártási folyamatba nagyon egyszerűen bevezethető, magas költségmegtakarítást érhetnek el. Az iMachining a következő előnyökkel biztosítja ezt a jelentős költségmegtakarítást:

  • Akár 70%-os megmunkálási idő csökkenés a nagyolási műveletekben a hagyományos nagyolásokhoz képest – Mivel az iMachining szerszámpálya állandó terhelést biztosít a szerszámpálya mentén, ezért a teljes megmunkálás során az optimálisan maximális anyagleválasztás érhető el, szemben a hagyományos „teraszoló” nagyoláshoz képest, ahol a terheléscsúcsok miatt a szerszám a nagyoló pálya igen nagy hányadán nincs teljesen kihasználva.
  • Akár 2-3-szor hosszabb szerszám élettartam – Mivel az iMachining szerszámpálya mentén nem jelentkeznek terheléscsúcsok, ezért a jóval egyenletesebb szerszámterhelés eleve kedvezően befolyásolja az élettartamot. A másik fontos szempont, hogy a szerszám kopása nem csak a szerszám elején, a kis fogásmélységnek megfelelő hosszon jelentkezik, hanem akár a szerszám teljes élhosszán oszlik el, ezzel jelentősen megnövelve a használhatósági időt a következő élezésig.

Fontos megjegyezni, hogy az iMachining szerszámpályák alkalmazásához nincsen szükség speciális forgácsoló szerszámra, speciális megmunkáló gépre illetve nem csak bizonyos megmunkálandó anyagoknál alkalmazható. Így az iMachining előnyeit azonnal kihasználhatjuk a már meglévő gép- és szerszámparkunk felhasználásával is, a beruházás egyetlen költsége a szoftver ára, melynek egy átlagos felhasználási intenzitás mellett is 1 éven belül biztosan megtérül az ára.

írta: Kollár József

 –

További információ

Az EuroSolid Kft. honlapján.