Storia di successo di Allstrap

Il software CAM riduce la tensione dei tempi di produzione

Allstrap, Inc. (Upper Arlington, OH) è specializzata nella produzione di cinghie in acciaio e polietilene che tengono insieme carichi di grandi dimensioni, nonché di strumenti di tensionamento pneumatici e a batteria che mantengono le cinghie in tensione. L’azienda ha riscontrato un aumento della domanda di strumenti a batteria che eseguono operazioni di taglio, tensionamento e sigillatura dal 30 al 50% più velocemente delle loro controparti pneumatiche. Per soddisfare questa esigenza, l’azienda ha combinato il software CAD/CAM ^Mastercam® con una fresatrice universale CNC a 5 assi per ridurre significativamente i tempi di produzione.

Fatti rapidi

• Prodotti utilizzati: Mulino, Productivity+, Dynamic Motion
• Settore: Trasporti

Dettagli del progetto

• La sfida: Progettare e produrre uno strumento di reggiatura leggero a batteria per soddisfare la crescente domanda dei clienti. I pezzi dovevano essere realizzati più velocemente per poter consegnare il prodotto al mercato in tempi brevi, senza però incorrere in rotture di utensili e pezzi e in costosi errori dovuti all’impossibilità di visualizzare il processo di produzione ad alta velocità.
• La soluzione: Mastercam, il software CNC più utilizzato per le operazioni CAD/CAM.
• Vantaggi:
  • Facile da imparare
  • I percorsi utensile dinamici consentono alle macchine di funzionare a velocità molto elevate senza rotture dell’utensile.
  • Capacità di verificare i percorsi utensile, le velocità della macchina, il potenziale di collisione e le tolleranze del pezzo prima della lavorazione
  • I problemi possono essere rilevati attraverso i componenti aggiuntivi per evitare inutili arresti.

Allstrap, Inc.(Upper Arlington, OH) è specializzata nella produzione di cinghie in acciaio e polietilene che tengono insieme carichi di grandi dimensioni, nonché di strumenti di tensionamento pneumatici e a batteria che mantengono le cinghie in tensione. L’azienda ha riscontrato un aumento della domanda di strumenti a batteria che eseguono operazioni di taglio, tensionamento e sigillatura dal 30 al 50% più velocemente delle loro controparti pneumatiche. Per soddisfare questa esigenza, l’azienda ha combinato il software CAD/CAM ^Mastercam® con una fresatrice universale CNC a 5 assi per ridurre significativamente i tempi di produzione.

Gli utensili sono realizzati in alluminio, acciaio inox o acciaio 4140 pre-temprato e pesano da 6 a 15 libbre. Ogni utensile è composto da 25-100 componenti. Secondo il presidente Josh Sikora, una volta che il concetto di un utensile e le sue parti sono state finalizzate, si passa all’acciaio inossidabile o al 4140 per il prodotto finale. Sebbene siano più leggeri, la lavorazione di questi acciai più resistenti e leggeri senza che si verifichino rotture degli utensili e altri inconvenienti in tempi ragionevoli è difficile. Per ottimizzare una nuova fresatrice universale CNC a 5 assi, Allstrap aveva bisogno di investire in un diverso pacchetto software CAD/CAM con funzioni in grado di spingere la macchina al massimo.

Sikora aveva sentito parlare di Mastercam e ha contattato Kevin Richardson di FASTech, Inc. (rappresentante Mastercam a Findlay, OH), la cui esperienza con il software ha reso facile la decisione di acquisto per Sikora. Richardson ha aiutato Sikora e il suo programmatore Bob Freeman a configurare il sistema software e a integrarlo con la macchina a 5 assi.

La macchina ha un mandrino da 50 hp, un cambio utensile a 60 posizioni e un flusso di 600 psi nel refrigerante dell’utensile. “Quando si lavora a 18.000 giri al minuto e con tutto quel liquido refrigerante, non si riesce a vedere cosa si sta facendo, quindi bisogna affidarsi al software per portare il codice dove deve essere, altrimenti si rischia di perdersi rapidamente e di avere problemi”, ha detto Freeman. Ha sottolineato l’importanza dell’attrezzatura di supporto del lavoro per mantenere le cose in posizione, soprattutto quando si lavora con frese più grandi e ad alte prestazioni. Freeman utilizza un dispositivo a coda di rondine e la morsa di bloccaggio Chick OneLOK. “La morsa ci permette di fissare con precisione un pezzo sulla tavola della macchina con un millesimo di pollice, il che è abbastanza vicino per le tolleranze con cui lavoriamo sul retro del pezzo, e rende la produzione semplice e accurata”.

Richardson ha messo Freeman e Sikora in contatto con i fornitori di frese, uno dei quali produce una fresa da 3/4 di pollice con dentellatura e 1,5/8 di taglio. Freeman la fa lavorare a 190 pollici al minuto a 12.700 giri al minuto in alluminio 6061; può rimuovere tre pollici di materiale in cinque minuti. “Prendiamo metà del diametro della fresa, quindi 3/8 di pollice, e lo tagliamo a 1,5 pollici di profondità. A 190 pollici al minuto, sarebbero 107 pollici cubi al minuto di materiale che stiamo rimuovendo”, ha detto. “Un tipico blocco di 4,5 x 4,5 x 6 pollici scompare in pochi minuti a queste velocità”.

Le alte velocità sono possibili grazie alla tecnologia Dynamic Motion del software che, attraverso l’uso di algoritmi proprietari programmati nel software, rileva i cambiamenti nelle geometrie e mantiene l’utensile costantemente impegnato nel materiale, riducendo il taglio ad aria e la rottura dell’utensile. Il percorso utensile può essere programmato in cinque minuti o meno. “Ci sarebbe voluta un’ora o più per programmarlo alla vecchia maniera”, ha detto. Dopo la sgrossatura, le routine di finitura sono studiate su misura per prendere gli avanzi di magazzino e creare geometrie 3D in modo semplice e facile. Il tempo di produzione è stato ridotto da un’ora per pezzo a 22 minuti per pezzo.

Quando le macchine funzionano a queste velocità è difficile individuare i problemi. Freeman si affida al software per prevenire i problemi fin dall’inizio. I problemi vengono rilevati all’interno della macchina durante l’esecuzione di un lavoro grazie al software Renishaw Productivity+ Add-On, che consente a Freeman di programmare e simulare la sonda Renishaw e il sistema laser di Allstrap, eseguendo semplici misurazioni e allineamenti per verificare cosa sta succedendo all’interno della macchina.

Il risparmio di tempo è significativo: la sola prototipazione ha richiesto circa una settimana, con 60-70 ore dedicate alla costruzione delle attrezzature e un altro paio di giorni alla programmazione. Se qualcosa andasse storto durante la lavorazione, potrebbero volerci dalle due settimane e mezzo alle tre settimane per realizzare un solo pezzo. Freeman ha detto: “Quando si va in giro e si controllano altre cose mentre si esegue un lavoro, si scopre che il software, la macchina, l’utensile e il supporto di lavoro hanno lavorato insieme in armonia per darti quello che volevi”.

PREVENTIVO DEL CLIENTE

“Quando si dispone di sistemi su cui si può davvero fare affidamento, essi creeranno ciò di cui si ha bisogno. Mi riferisco al codice che esce da Mastercam. Possiamo verificarlo, possiamo guardare le nostre attrezzature e la nostra macchina in Mastercam e assicurarci che non ci siano danni significativi. Questo ci permette di andare avanti e fare il passo successivo perché non dobbiamo stare lì a guardare la macchina”.

Bob Freeman, Programmatore, Allstrap, Inc.