Weryfikacja niemożliwego
Kilka lat temu pracownicy Mallory Industries podjęli skalkulowane ryzyko, decydując się na inwestycję w wiele centrów obróbczych CNC i elektrodrążarkę drutową. Istotną rolę w podjęciu tej decyzji odegrała ich zdolność do weryfikacji eliminacji lub redukcji kolizji, uszkodzeń narzędzi i uszkodzeń samych maszyn przed rozpoczęciem pracy. Od tego czasu firma jest w stanie produkować duże, bardziej złożone części dla przemysłu lotniczego i podejmować się zadań, których wcześniej nie można było sobie wyobrazić.
Szybkie fakty
- Używane produkty: Frezarka, Tokarka, Wieloosiowe, Dynamiczne
- Przemysł: Lotnictwo i kosmonautyka
Szczegóły projektu
- Wyzwanie: Spełnienie wymagań klientów z branży lotniczej i kosmicznej oraz rozwój działalności poprzez inwestowanie w wydajne centra obróbcze przy jednoczesnym wyeliminowaniu lub zminimalizowaniu dodatkowych kosztów związanych ze zużyciem i uszkodzeniem narzędzi, awariami maszyn i błędami w częściach końcowych.
- Rozwiązanie: Mastercam, najczęściej używane oprogramowanie CNC do operacji CAD/CAM.
- Korzyści:
- Łatwy do opanowania
- Dynamiczne ścieżki narzędzia pozwalają maszynom pracować z optymalnymi prędkościami w celu zwiększenia wydajności.
- Zdolność do weryfikacji ścieżek narzędzia, prędkości maszyny, potencjału kolizji i tolerancji części przed obróbką.
Założona w 1956 roku firma Mallory Industries, Inc. (Farmington, CT) specjalizuje się w szlifowaniu, szybkim frezowaniu pionowym, toczeniu CNC i obróbce elektroerozyjnej stali nierdzewnej, aluminium, tytanu i stopów wysokotemperaturowych. Jego warsztat o powierzchni 22 000 stóp kwadratowych ma dwie strony działalności: Aerospace i Commercial. W ciągu ostatnich kilku lat firma zainwestowała znaczne środki w swój park maszynowy, dodając trzy wysokoobrotowe frezarki pionowe z pełnymi stołami obrotowymi, które mogą obsługiwać części o średnicy do 20 cali, poziome centrum obróbcze z dwiema paletami, dwie tokarki wieloosiowe i elektrodrążarkę drutową. Ludzie w Mallory postrzegali to jako skalkulowane ryzyko, ponieważ mogli zweryfikować zdolność części do obróbki, zanim została ona faktycznie przekazana do maszyny, dzięki weryfikacji użyteczności oprogramowania CAD/CAM, Mastercam®. „Kiedy wyceniamy zlecenia, patrzymy na to, w jaki sposób będziemy je obrabiać, jaki będzie proces, a następnie programujemy je tak, aby przeszły przez te maszyny” – powiedział kierownik operacyjny Ken Fogler. To, czy część przechodzi przez obszar tokarki wieloosiowej w warsztacie (są dwa, które łączą frezowanie i toczenie), obszar 3- lub 4-osiowego centrum obróbczego, czy obszar 2-osiowej celi, zależy od ograniczeń samej maszyny. Zadania są modelowane w SOLIDWORKS® i importowane do Mastercam, gdzie tworzona jest geometria szkieletowa. „Weryfikujemy ostateczny program w Mastercam, aby zobaczyć dokładnie, co zostanie wyprodukowane bez żadnych niespodzianek. Funkcja Verify pozwala nam wykrywać wszelkie rozbieżności, mierzyć i analizować, a także zapewnia wykrywanie kolizji. Biorąc pod uwagę koszt dzisiejszego sprzętu, nie zrobiłbym tego w inny sposób. Gdy wiemy, że wszystko wygląda dobrze na komputerze, publikujemy to i wysyłamy na podłogę” – powiedział Fogler.
Fogler i jego zespół używają oprogramowania Mastercam 2017, które nie tylko zawiera technologię Dynamic Motion, ale także promieniowy chipping, który wykonywali ręcznie za pomocą arkusza kalkulacyjnego. Zespół programuje część, a następnie wycina ją na ekranie w jednej formie za pomocą dwóch modułów – jednego do programowania, a drugiego do weryfikacji, czy ścieżki narzędzia faktycznie będą działać w rzeczywistości. „Pomaga nam to wiedzieć, że to, co widzimy na komputerze, zobaczymy na podłodze, więc nie ma żadnych tajemnic” – powiedział Fogler. „Korzystamy z tego codziennie”.
Jednym z ich ulubionych zadań była rama deski rozdzielczej helikoptera Blackhawk, wyjątkowo duży element, który był obrabiany w kilku etapach. „Pracowało nad nim kilku programistów”, powiedział Fogler, „a ponieważ był tak ogromny, pracowaliśmy nad jedną stroną, a następnie drugą, tworząc program, weryfikując go, używając dynamicznych ścieżek narzędzi”.
Fogler zauważył, że choć proces był żmudny, był bezbłędny i nie był możliwy bez ścieżek narzędzi Verify i Dynamic Motion dostępnych w oprogramowaniu. Część została obrobiona przy użyciu jednej maszyny 3-osiowej. Zaczęli od kawałka aluminium o wymiarach 6’x2’x1″ i wadze 275 funtów i po raz pierwszy wdrożyli dynamiczne ścieżki narzędzia. Ścieżki narzędzia szybko usuwały materiał dzięki zastrzeżonym algorytmom w oprogramowaniu, które inteligentnie wyczuwają zmiany w materiale, umożliwiając narzędziu pozostawanie w stałym kontakcie z materiałem przy niewielkich lub zerowych skokach. Ponieważ narzędzie jest stale zaangażowane w materiał, występuje również mniej uszkodzeń narzędzia. Zespół był w stanie zmniejszyć wagę tego elementu do 9 funtów. „Nie musisz iść starą szkołą. Dzięki rozpoznawaniu materiału Mastercam wie, gdzie znajduje się materiał, co pozwala oprogramowaniu podejmować dobre decyzje dotyczące ścieżek narzędzia. To z pewnością ułatwia pracę” – powiedział Fogler.
Zespół był również w stanie zaakceptować zlecenia, których w przeciwnym razie nigdy by nie rozważył, ponieważ ryzyko dla maszyn zostało zminimalizowane. „Ponieważ jest to bardzo kapitałochłonny biznes, trzeba dbać o sprzęt poprzez zarządzanie oprogramowaniem. Im więcej wiemy o oprogramowaniu, tym lepsze wyniki osiągamy na hali produkcyjnej” – powiedział Fogler. Polegają na swoim resellerze Mastercam, MACDAC Engineering, Inc. (Somers, CT), w zakresie szkoleń i wsparcia. Wiedza MACDAC jest szczególnie pomocna podczas pracy z modelami 3D.
Mallory używa tych samych frezów z węglików spiekanych, wierteł z węglików spiekanych i innych narzędzi z węglików spiekanych, których zawsze używała, ponieważ narzędzia te po prostu się nie psują. Korzystając z narzędzi zwiększających produktywność w oprogramowaniu CAD/CAM, Mallory nadal oszczędza koszty materiałów eksploatacyjnych, złomu, a nawet zasobów ludzkich, jednocześnie osiągając lepszą wydajność i czasy cykli.
„Czasami mamy do zaprogramowania złożone projekty i właśnie w takich sytuacjach przydaje się oprogramowanie. Modelujemy go, programujemy, a następnie weryfikujemy, aby ustalić, czy jest to naprawdę to, czego chcemy, zanim zrobimy kolejny krok i wprowadzimy go do produkcji”.
