Viele Hersteller von Maschinen und Werkzeugen verwenden eine erhebliche Anzahl von Komponenten für effiziente High-Speed-Machining (HSM) Prozesse. Es ist bekannt, dass HSM einen starken Einfluss auf CNC-Maschinen, Schneidwerkzeuge, Steuerelemente, Werkzeughalter und Spindeln haben. Allerdings wird dieser Einfluss auf den Werkzeugpfad und die technische Programmierung oft übersehen. Die CAD/CAM-Technologie entwickelt sich ständig weiter, um den spezifischen Anforderungen neuer Werkzeugpfadstrategien gerecht zu werden, die auf die HSM-Umgebung abgestimmt sind. HSM ist ein Prozess, der höhere Spindelvorschübe und Geschwindigkeiten nutzt, um Material schneller zu entfernen, ohne die Qualität der Teile zu beeinträchtigen. Das Hauptziel ist es, die Form auf das Nettovolumen zu bringen, um die geometrische Genauigkeit und Oberflächenqualität zu verbessern, so dass das Polieren eliminiert oder zumindest minimiert werden kann. Wie sollte die Optimierung des Werkzeugpfads in CAM-Systemen und anderen Maschinen aussehen? Wie kann dies in der Produktion implementiert und die Qualität der Werkzeugmaschine sowie die eigenen Dienstleistungen verbessert werden? Darüber schreiben wir unten!
Wie funktioniert die Werkzeugpfadstrategie?
Um die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung zu erleichtern, werden folgende Anforderungen an das CAM-System gestellt:
- es sollte die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Programms maximieren,
- es muss die Verluste minimieren,
- es sollte eine konstante Belastung aufrechterhalten.
Es sollte beachtet werden, dass viele CAM-Programme dieses Problem lösen, indem sie davon ausgehen, dass verschiedene spezialisierte Werkzeugpfadstrategien angewendet werden können, um das Teil so spezialisiert wie möglich in der Bearbeitung zu machen.
Welche verschiedenen Arten von Werkzeugpfadstrategien gibt es?
Es gibt verschiedene Arten von Werkzeugpfadstrategien, die zur Optimierung von CNC-Bearbeitungsdienstleistungen verwendet werden können. Hier sind einige Beispiele:
Konstanz
Der Werkzeugpfad, bei dem das Werkzeug der Form der Tasche folgt, indem es parallele Pfade mit konstanten Schritten verwendet. Zu den Vorteilen gehört, dass ein solcher Pfad ein sehr konsistentes und regelmäßiges Aussehen bietet, am einfachsten, standardmäßig ist und sogar nicht im CAD-Programm benannt werden muss.
Bearbeitung mit konstantem „Z“
Diese Strategie ist besonders nützlich bei der Fertigstellung, wo der Werkzeugpfad
um die bearbeitete Kontur mit konstantem Z verfolgt wird. Sie wird normalerweise an steilen Wänden verwendet, während in anderen Fällen eine andere Strategie verwendet wird. Weniger steile Bereiche können vermieden werden, indem der Pfad auf einen Befeuchtungswinkel von 30 bis 90 Grad begrenzt wird. Ein unbestreitbarer Vorteil ist, dass das Element von gleicher Qualität und Höhe ist.
Bleistiftfräsen
Eine Veredelungstechnik, die hauptsächlich für Eckkonstruktionen und konkave Bereiche verwendet wird, die von den zuvor in den Programmen verwendeten Werkzeugpfadstrategien nicht berücksichtigt wurden. Fräsen mit Bleistift ermöglicht es, dass der Werkzeugpfad den gleichen Durchmesser hat wie das gefräste Teil. Wenn kein Bleistiftfräsen oder Restbearbeitung vorhanden ist, sind die Bediener gezwungen, Ecken zu identifizieren, die eine Bearbeitung erfordern. Wenn Sie eine effiziente Restbearbeitung haben, benötigen Sie kein Bleistiftfräsen. Als Vorteil wird die hohe Qualität der Oberflächenveredelung sowie Komfort und Produktivität angesehen.
Grobinnentiefbearbeitung
Die Grobbearbeitungstechnik, bei der nur die Z-Achse die Schneidtechnik durchläuft, ähnlich wie das mehrfache Einsetzen eines Bohrers in das zu bearbeitende Objekt, nutzt die Tatsache, dass die meisten Maschinen in der Z-Achse steif sind und höhere Vorschübe und/oder größere Fräser verwenden können, wenn sie auf diese Weise verwendet werden. Tiefenfräsen funktioniert am besten, wenn der Werkzeugpfad so gestaltet ist, dass Schrägfräsen ermöglicht wird. Der Vorteil ist die Effizienz, die während der Grobbearbeitung verbessert werden kann. Wenn wir eine dynamische Werkzeugpfadstrategie bereitstellen, können wir nicht nur die Werkzeuglebensdauer, die Oberflächenqualität und die Spindellebensdauer erhöhen, sondern auch die Gesamtkosteneffizienz und die Zykluszeit verbessern. Sie können jede der oben genannten Strategien nach Ihren eigenen Anforderungen implementieren.
Optimierung des Werkzeugwegs in CNC
"Optimiere dein CNC-Programm" ist der Befehl, den du im Kopf hörst, nachdem das Bearbeitungsprogramm abgeschlossen ist. Wie wir alle wissen, ist Zeit Geld, deshalb werden wir versuchen, dich von der Arbeit an der Überarbeitung des Programms zu befreien. Unten findest du eine Liste mit schnellen, einfachen Möglichkeiten zur Optimierung deiner CNC-Maschine, die mit besserer Leistung in Verbindung gebracht werden:
Lassen Sie das Kühlmittel eingeschaltet
Es mag nicht schwierig erscheinen, aber die Gewinne können tatsächlich steigen. Wenn Sie in Ihrem Programm ein Kühlmittel verwenden, sollten Sie erwägen, es von Schnitt <0> auf Traverse <1> in den Positionierungs-/Vorschubeinstellungen umzustellen. Sie bemerken es vielleicht nicht, aber in der Software wurde eine sehr kurze Pause programmiert, um Zeit für den Beginn der Kühlmittelsprühung zu geben. Diese Befehlsänderung führt dazu, dass das Kühlmittel zwischen den Positionierungsbewegungen gesprüht wird und vermeidet so den anfänglichen Stopp.
Ändern Sie die Schneidmethode
Wenn Sie entlang einer Kontur schneiden möchten, sollten Sie eine Änderung der Methode in Betracht ziehen. Wenn Sie derzeit Tiefschnitte ausführen, versuchen Sie es mit Rampen. Eine Rampe hält das Werkzeug immer in der gewünschten Menge an Material (mit Ausnahme des Anfangs und Endes) und zieht sich nicht zurück. Angenommen, das Teil hat 200 Rückzüge, wird die Kontur in 20 verschiedenen Elementen geschnitten (10 Rückzüge pro Element). Mit einer Rampe reduzieren Sie diese Zahl von 200 auf 20, und wenn jeder Rückzug eine halbe Sekunde dauert, sparen Sie nur 90 Sekunden.
Fließende Funktion
Wenn du komplexe Schnitzarbeiten oder 3D-Konturierungen durchführst, hast du vielleicht bemerkt, dass die Maschine verlangsamt, um genau allen Konturen zu folgen. Das ist nur die Ausführung von Befehlen, aber wenn du etwas nachsichtig bist, wenn es um das Einhalten von Konturen geht, kann Glättung einen großen Unterschied machen. Optimiere deine CNC-Programme mit Glättungsfunktionen, um ausgefranste Geometrien zu verbessern. Die Glättung nimmt die ausgefranste Geometrie und legt Kurven auf die Kontur, um eine glattere, kontinuierlichere Bewegung zu erzielen. Dies ist nicht nur gut für die Oberflächenveredelung, sondern spart auch viel Zeit, da die Maschine im Vergleich zu Vektoren nicht auf Kurven verlangsamen muss. Die Verwendung ist so einfach wie das Schreiben von Code in einem Makro, das Bearbeiten der Voreinstellung (was in den meisten Fällen gut funktioniert) und das Drücken der "Start"-Taste.
Füge Dynamik hinzu
Hohe Dynamik in Kombination mit einem Glättungsfilter bedeutet, dass bei schnellen Kurven nur eine sehr geringe Verzögerung erforderlich ist, was die Zykluszeit zusätzlich verkürzt.
Verringere die Parameter
Es mag offensichtlich erscheinen, aber die Änderung der Rückzugshöhe von 0,5″ auf 0,050″ (oder weniger) dauert etwa 10 Sekunden. Selbst wenn Sie nur 5 Sekunden pro Teil sparen, wenn Sie 20.000 Teile pro Jahr produzieren, können Sie über einen Arbeitstag an Maschinenzeit sparen. Jede Sekunde zählt.
Halten Sie Ihre Werkzeuge in Ordnung
Es mag offensichtlich erscheinen, aber versuchen Sie, Ihre Operationen so zu organisieren, dass ein Werkzeug nach Abschluss seiner Arbeit nie wieder im Programm verwendet wird. Manchmal ist dies unvermeidlich, aber jeder Werkzeugwechsel dauert etwa 15 Sekunden. Überlegen Sie, verbundene Werkzeuge zu verwenden, um Werkzeugwechsel zu minimieren. Am wichtigsten ist, wenn Sie verschachtelte Teile haben, verwenden Sie die Werkzeuge nacheinander, nicht Teil für Teil. Wenn Sie 24 Teile mit 4 Werkzeugen pro Teil ausschneiden müssen, verbringen Sie 24 Minuten mit mehrfachem Werkzeugwechsel oder 1 Minute mit dem gleichzeitigen Austausch aller Werkzeuge.