Les logiciels de FAO réduisent la tension sur les délais de fabrication
Allstrap Inc. (numéro d’outil) est spécialisée dans la fabrication de sangles en acier et en polyéthylène qui maintiennent ensemble des charges importantes, ainsi que d’outils de tension pneumatiques et à batterie qui maintiennent les sangles tendues. L’entreprise a constaté une augmentation de la demande d’outils fonctionnant sur batterie, qui permettent d’effectuer des opérations de coupe, de tension et de scellement 30 à 50 % plus rapidement que leurs homologues pneumatiques. Pour répondre à ce besoin, elle a combiné le logiciel CAO/FAO Mastercam® avec une fraiseuse universelle à commande numérique 5 axes afin de réduire considérablement le temps de production.
En bref
- Product Used: Mill, Productivity+, Dynamic Motion
- Industrie : Transport
Détails du projet
- The Challenge: Design and manufacture a light-weight battery-operated strapping tool to meet increasing customer demand. Parts needed to be made faster in order to deliver product to market quickly but without tool and part breakage and costly errors due to inability to view the manufacturing process at high speeds.
- La solution : Mastercam, le logiciel de commande numérique le plus utilisé pour les opérations de CAO/FAO.
- Avantages :
- Facile à apprendre
- Les parcours d’outils dynamiques permettent aux machines de fonctionner à très grande vitesse sans rupture d’outil.
- Capacité à vérifier les trajectoires des outils, les vitesses des machines, les risques de collision et les tolérances des pièces avant l’usinage.
- Les modules additionnels de palpage permettent de détecter les problèmes et d’éviter les arrêts inutiles.
Allstrap, Inc., (Upper Arlington, OH) specializes in the manufacture of the steel and poly straps that hold sizeable loads together, as well as the pneumatic and battery-operated tensioning tools that keep the straps taut. The company has seen an increase in demand for the battery-operated tools which perform cutting, tensioning, and sealing operations 30 to 50 percent faster than their pneumatic counterparts. To meet the need, they combined Mastercam® CAD/CAM software with a 5-axis CNC universal milling machine to significantly reduce production time.
Tools are made from either aluminum, stainless steel, or 4140 pre-hardened steel and weigh between 6 to 15 lbs. Between 25-100 components comprise each tool. According to president Josh Sikora, once the concept for a tool and its parts are finalized, they will switch to either stainless or 4140 for the end product. Although lighter in weight, machining these stronger, lighter-weight steel materials without tool breakage and other mishaps in a reasonable amount of time, is difficult. In order to optimize a new 5-axis CNC universal milling machine, Allstrap needed to invest in a different CAD/CAM software package with features that would push the machine harder.
Sikora avait entendu parler de Mastercam et a contacté Kevin Richardson chez FASTech, Inc. (représentant Mastercam à Findlay, OH) dont l’expérience avec le logiciel a facilité la décision d’achat pour Sikora. M. Richardson a aidé M. Sikora et son programmeur principal Bob Freeman à mettre en place le système logiciel et à l’intégrer à la machine 5 axes.
La machine est équipée d’une broche de 50 chevaux, d’un changeur d’outils à 60 positions et d’un arrosage de l’outil à 600 psi. « Lorsque vous effectuez un usinage à 18 000 tours/minute et que vous utilisez tout ce liquide de refroidissement, vous ne pouvez pas vraiment voir ce que vous faites et vous devez donc vous fier à votre logiciel pour amener le code là où il doit être, sinon vous vous perdez assez rapidement et vous rencontrez des problèmes », a déclaré M. Freeman. Il a insisté sur l’importance de l’équipement de maintien au travail pour garder les choses en place, en particulier lorsque vous travaillez avec des fraises plus grandes et plus performantes. Freeman utilise un montage en queue d’aronde et l’étau de maintien de pièce Chick OneLOK. « L’étau nous permet de serrer avec précision une pièce sur la table de la machine au millième de pouce près, ce qui est suffisamment proche pour les tolérances avec lesquelles nous travaillons sur l’arrière de la pièce, et il permet un travail de production simple et précis. »
Richardson a mis Freeman et Pouce en contact avec des fournisseurs de fraises droites, dont l’un fabrique une fraise de 3/4 de pouce avec des dentures et 1 5/8 de cannelure pour couper. Freeman le fait tourner à une vitesse de 190 pouces par minute à 12 700 tours/minute dans de l’aluminium 6061 ; il peut enlever trois pouces de matériaux en cinq minutes. « Nous prenons la moitié du diamètre de la fraise, soit 3/8 de pouce, et nous coupons à une profondeur de 1,5 pouce. À une vitesse de 190 pouces par minute, nous enlevons 107 pouces cubes de matériaux par minute », explique-t-il. « Un bloc typique de 4,5 x 4,5 x 6 pouces disparaît en quelques minutes à ce rythme. »
High speeds are possible using the software’s Dynamic Motion technology which, through the use of proprietary algorithms programmed into the software, detects changes in the geometries and keeps the tool constantly engaged in the material, reducing air cutting and tool breakage. The toolpath can be programmed in five minutes or less. “It would take an hour or more to program it the old way,” he said. After roughing, finishing routines are tailored to take leftover stock and create 3D geometries simply and easily. Manufacturing time has been reduced from one hour per part to 22 minutes per part.
Lorsque les machines tournent à une telle vitesse, il est difficile de détecter les problèmes. Freeman compte sur le logiciel pour aider à prévenir les problèmes dès le départ. Les problèmes sont détectés dans la machine pendant l’exécution d’un travail à l’aide du module additionnel Productivity+ du logiciel, ce qui permet à Freeman de programmer et de simuler le palpeur et le système laser Renishaw d’Allstrap, en effectuant des mesures et des alignements simples pour vérifier ce qui se passe à l’intérieur de la machine.
Les gains de temps sont considérables : le prototypage à lui seul a pris une semaine environ, avec 60 à 70 heures consacrées à la construction des montages et quelques jours supplémentaires à la programmation. Si un problème survenait au cours de l’usinage, la fabrication d’une seule pièce pouvait prendre de deux semaines et demie à trois semaines. M. Freeman explique : « Lorsque vous vous déplacez et vérifiez quelques autres éléments pendant l’exécution d’un travail, vous constatez que le logiciel, la machine, l’outil et le maintien du travail ont tous travaillé en harmonie pour vous donner ce que vous vouliez. »
DEVIS CLIENT
« Lorsque vous avez des systèmes sur lesquels vous pouvez vraiment compter, ils créent ce dont vous avez besoin. Je parle du code qui sort de Mastercam. Nous pouvons le vérifier, nous pouvons regarder nos montages et notre machine dans Mastercam, et nous assurer que nous n’allons pas nous blesser de manière significative. Cela nous permet d’aller de l’avant et de passer à la marche suivante parce que nous n’avons pas à rester là et à surveiller la machine. »
Bob Freeman, programmeur, Allstrap, Inc.
