A kis sorozatú gyártás más követelményeket támaszt a CAD/CAM rendszerekkel szemben, mint a stabil, nagy volumenű tömeggyártás. A kihívás nem csupán a szerszámpálya minőségében rejlik. Minden új megrendelés más modellt, anyagot, befogóeszközt, gépet és vezérlőrendszert hozhat magával. Egy jó rendszernek képesnek kell lennie arra, hogy a valós ügyfélfájlt biztonságos gépi kódra alakítsa át anélkül, hogy minden rendelés hosszú programozási projektté válna.
Ezért a kérdést érdemes így megfogalmazni: melyik CAD/CAM környezet segíti a műhelyt abban, hogy változatos alkatrészeket készítsen kis sorozatokban kevesebb átdolgozással, kevesebb meglepetéssel a postprocesszorban, és megfelelő kontrollal a tervezési módosítások felett.
Mit vár el a kis sorozat a CAM-től
Kis sorozatoknál a forgácsolási idő csak a költség egy része. A felkészítés gyakran nagyobb súllyal esik latba: a modell importálása, a geometria javítása, a befogás meghatározása, a nyersanyag létrehozása, a szerszámválasztás, az ütközésellenőrzés, a NC-kód generálása és az első darab mérőeszközzel történő ellenőrzése. Ha a sorozat 5, 20 vagy 50 darabból áll, egy plusz programozási óra többet számíthat, mint egy kis ciklusidő-csökkenés.
A megfelelő CAD/CAM rendszernek olyan munkákat kell kezelnie, amelyek ismétlődnek, de ritkán teljesen azonosak. Egy műhely például készíthet alumínium házcsaládot változó furatokkal és zsebekkel, acéllemezeket hasonló alapgeometriával, vagy állandóan változó tartóelemeket a műszaki felülvizsgálat után. A programozónak fontos, hogy újra felhasználhassa a bevált logikát, miközben lássa, hol igényel az új alkatrész más szerszámot, beállítást vagy megmunkálási stratégiát.
A legfontosabb kiválasztási szempontok
Az első szempont egy megbízható postprocesszor a műhely valós gépeihez. Egy CAM rendszer kiváló pályát számolhat, de a gyártás csak akkor kap értéket, ha a postprocesszor ezt vezérlőspecifikus kódra alakítja. Az Autodesk Fusion Post Library tartalmaz postprocesszorokat általános gépekhez és vezérlőkhöz, ugyanakkor az Autodesk figyelmeztet, hogy egy új postprocesszort alaposan tesztelni kell az adott gépkonfigurációval. Kis sorozatnál ez kulcsfontosságú: a postprocesszor beállítása csak akkor térül meg, ha a kimenet stabil a műhely valós felszereléseihez.
A második szempont a modellváltozások kezelése. Kis sorozatoknál az alkatrész gyakran módosul az első gyártási áttekintés után. Ha a CAD és a CAM asszociatív kapcsolatban áll, egy megváltozott furat, élletörés vagy falvastagság könnyebben követhető a meglévő műveletekben. Az erős CAD-integráció csökkenti a manuális exportálást és segít elkerülni az elavult kontúrok bent maradását a programban.
A harmadik szempont a folyamatmélység. Lemezek, házak és egyszerű befogók gyakran erős 2.5D megmunkálást igényelnek: zsebek, kontúrok, fúrás, menetvágás, élletörés és újrahasználható műveletsablonok. Fröccsöntő szerszámok, járókerekek, orvosi alkatrészek és összetett felületek 3D stratégiákat, többtengelyes megmunkálást és szigorúbb ütközésellenőrzést követelnek meg. Egy nagy tudású 5 tengelyes csomag ritkán éri meg az alkalmi egyszerű alkatrészek miatt, ugyanakkor egy alap CAM rendszer gyorsan korlátokat szab egy olyan műhelynek, amely rendszeresen programoz összetett többtengelyes munkákat.
Fusion: Gyors CAD-CAM átmenet
Az Autodesk Fusion gyakran jó választás, ha ugyanaz a személy készíti el a modellt, a CAM műveleteket és adja ki a rajzokat vagy beállítási információkat. Az Autodesk a Fusion-t egyesített CAD, CAM, CAE, PCB, adat- és együttműködési platformként írja le. Gyártási eszközei lefedik a 2D, 2.5D, 3D, akár 5 tengelyes megmunkálást, esztergálást, mill-turn, vágást, ellenőrzést és mérőfejes folyamatokat.
Kis sorozatú munkáknál a Fusion fő előnye a modellből a szerszámpályára való gyors átmenet és a tervezési módosítások és a gyártási műveletek közötti egyértelmű kapcsolat. Egy műhely beimportálhatja az ügyfél modellt, javíthatja a gyártástechnológiai elemeket, hozzáadhat befogógeometriát, újraszámolhatja a műveleteket és ugyanabban a környezetben generálhat kódot. Ez különösen hasznos prototípusokhoz, próbafutamokhoz, alumínium és műanyag házakhoz, lemezekhez, egyszerű esztergált alkatrészekhez, valamint vegyes munkákhoz marókon, routereken és vágógépeken.
A gyakorlati korlát a bevezetés részleteiben rejlik. A műhelynek gondosan ellenőriznie kell a postprocesszorokat, a szerszámtárakat és a szükséges gyártási kiterjesztések elérhetőségét. Egyes ellenőrzési, mérőfejes és automatizálási folyamatok a kiválasztott csomagtól vagy kiterjesztéstől függenek. Célszerű két-három átlagos ügyfélmegrendelést lefuttatni valós anyaggal, szerszámmal, befogással és vezérlővel a bevezetés előtt, nem csupán egy bemutató alkatrészt.
Mastercam, SolidCAM és hyperMILL: Mélyebb CAM környezetek
A Mastercam gyakori választás ott, ahol a CAM programozás külön szakértelem, és a műhely széles gépparkkal dolgozik: marás, esztergálás, mill-turn, Swiss, huzalos EDM és routerek. Kis sorozatoknál ott érdemes, ahol a csapat gyakran old meg különböző gyártástechnológiai feladatokat, és bővíteni szeretné a modulokat anélkül, hogy váltani kellene a fő CAM környezetet.
A SolidCAM azoknak a vállalatoknak lehet előnyös, amelyek már SOLIDWORKS-ben, Solid Edge-ben vagy Autodesk Inventorban terveznek, és CAM-et szeretnének ugyanabban a megszokott CAD környezetben. A modulok között megtalálható a 2.5D, AFRM, 3D nagysebességű megmunkálás, 4/5 tengelyes megmunkálás, egyidejű 5 tengely, esztergálás, mill-turn, Swiss és Solid Probe. Kis sorozatoknál hasznos, ha az alkatrész a CAD-ben változik, és a CAM-nek gyorsan meg kell őriznie a kapcsolatot a frissített geometriával.
Az OPEN MIND hyperMILL a komplex 5 tengelyes munkákhoz, fröccsöntő szerszámokhoz, turbinakomponensekhez, orvosi alkatrészekhez tartozó shortlisten szerepel, ahol egy programozási hiba költséges lehet. Az OPEN MIND kiemeli a 2.5D, 3D, 5 tengelyes marást, mill-turn, mérőfejes ellenőrzést, virtuális megmunkálást és automatizálást. Kis sorozatoknál ez a CAM szint akkor indokolt, ha minden új alkatrész műszakilag összetett, nem csupán kis darabszámú.
Nyílt és alacsony költségű megoldások
Oktatási feladatokra, egyszerű alkatrészekhez, routerekhez és belső befogókhoz néha elegendőek az alacsonyabb költségű eszközök, mint a FreeCAD CAM Workbench, Estlcam, VCarve, SheetCAM vagy hasonló rendszerek. Ezek természetes alkalmazási területe a kontúrmarás, zsebek, fúrás, lemezvágás, egyszerű fa- vagy műanyag alkatrészek és a CAM alapelveinek tanulása.
A fő kockázat nem a licencárban van, hanem abban, hogy a műhelynek mennyi felelősséget kell átvállalnia a gyártási folyamatban. Ha kevés a támogatás postprocesszorok, szimuláció, szerszámtárak és ütközésellenőrzés terén, az operátornak vagy programozónak tapasztalattal kell ezt kompenzálnia. Ez elfogadható lehet alkalmi befogók esetén, de rendszeres, szoros határidős megrendeléseknél a gyenge ellenőrzés gyorsan gépállást eredményezhet.
Gyakorlati rövid lista
CAD/CAM vásárlás vagy váltás előtt érdemes nem marketingtáblázatot, hanem gyakorlati tesztet összeállítani. Válasszon három valós alkatrészt: egy egyszerű 2.5D elemet, egy 3D felületekkel rendelkező darabot, és egy olyat, amely a műhely tipikus nehézségét mutatja, például második beállítást, vékony falat, nem szabványos szerszámot vagy jóváhagyás utáni módosítást.
- Tesztelje az ügyfelektől érkező fájlformátumokat: STEP, Parasolid, IGES, SolidWorks, DXF.
- Mérje meg, mennyi idő a nyersanyag, bázisok, befogók és az első használható szerszámpálya definiálása.
- Nézze meg, hogyan reagálnak a CAM műveletek a modellváltozásra.
- Ellenőrizze a postprocesszort a valós vezérlőn: Fanuc, Siemens SINUMERIK, Heidenhain, Haas vagy más vezérlés.
- Hasonlítsa össze az első jó darab elkészüléséig eltelt időt, nem csak a pályaszámítás idejét.
- Döntse el, ki fogja karbantartani a postprocesszorokat, szerszámtárakat, műveletsablonokat és a képzést.
Kis sorozatú gyártásban a legjobb CAD/CAM rendszer az, amely illeszkedik a műhely alkatrészeihez, gépeihez és csapatához. Egy rugalmas kis műhelynek gyakran kényelmes a Fusion. Egy erős CAM programozóval és változatos gépparkkal rendelkező műhelynek logikus választás a Mastercam. A SOLIDWORKS vagy Inventor mély használóinak a SolidCAM a megfelelő. A komplex többtengelyes munkák rendszeres üzletágában érdemes megfontolni a hyperMILL-t és hasonló magas szintű CAM rendszereket.
A végső döntést saját alkatrészek próbagyártása után érdemes meghozni. Egy demóalkatrész megmutatja a kezelőfelületet, egy valós megrendelés pedig a legfontosabbat: milyen gyorsan segít a rendszer ellenőrzött G-kódot előállítani, egyértelmű beállítást biztosítani és stabil első darabot gyártani.