Pri náročnom päťosovom obrábaní rozhoduje o výsledku len časť dostupných CAM stratégií. Programátor musí zároveň riadiť orientáciu nástroja, singulárnosti, limity rotačných osí, kolízie, prechody medzi pohybmi a správanie konkrétneho CNC riadiaceho systému. hyperMILL aj Siemens NX CAM zvládajú tieto požiadavky, no organizujú prácu odlišne.
hyperMILL sa silno zameriava na technológiu obrábania a špecializované stratégie pre zložité povrchy. NX CAM je súčasťou širšieho prostredia Siemens NX a je vhodný pre firmy, ktoré chcú jednotný reťazec od návrhu cez prípravu výroby, správu dát až po digitálneho dvojčaťa. Výber by mal začať od reálnych dielcov a strojov firmy, nie od všeobecného zoznamu funkcií.
Čo musí päťosový CAM zvládnuť
Päťosové obrábanie má niekoľko úrovní zložitosti. Pri pozičnom 3+2 obrábaní sa diel alebo nástroj nakloní a počas rezu drží pevnú orientáciu. Pri simultánnom obrábaní sa lineárne a rotačné osi pohybujú súčasne. CAM musí vypočítať kontaktný bod aj stabilnú orientáciu nástroja po celej dráhe.
Výroba závisí od prístupu do hlbokých oblastí, dĺžky vyčnievania nástroja, plynulosti pohybu rotačných osí, limitov stroja a kvality povrchu. Bez presného modelu stroja môže byť bezpečná dráha v súradniciach dielca po postprocesovaní nevykonateľná. Preto hodnotenie musí zahŕňať výpočet CAM, postprocesor a simuláciu výsledného NC kódu.
Kde vyniká hyperMILL
OPEN MIND vyvíja hyperMILL ako špecializovaný CAM systém pre frézovanie, vŕtanie, sústružno-frézovacie operácie a náročné viacosové úlohy. Päťosové funkcie zahŕňajú pozičné, automaticky indexované a simultánne stratégie. Algoritmy na prevenciu kolízií môžu upravovať náklon nástroja, aby sa zachoval prístup k povrchu a zabránilo sa kontaktu držiaka alebo vretena s dielcom.
Systém je výrazný najmä tam, kde tvar dielca určuje technológiu výroby. Pre obežné kolesá a blisky je k dispozícii balík Multiblade, pre turbínové lopatky Blade a pre kanály a rúry Tube. Tieto riešenia znižujú množstvo ručne vytváranej pomocnej geometrie a poskytujú programátorovi parametre viazané na konkrétny typ dielca.
V hyperMILL MAXX Machining sú vysoko výkonné stratégie hrubovania, dokončovania a vŕtania. Pre dokončovanie sa používajú aj kužeľové sudovité frézy. Veľký efektívny polomer týchto nástrojov umožňuje zväčšiť krok medzi prejazdmi pri zachovaní požadovanej výšky hrebeňa, hoci výsledok závisí od geometrie, stroja, nástroja a režimu rezania.
hyperMILL VIRTUAL Machining prepája postprocesovanie, optimalizáciu pohybov a kontrolu NC kódu s virtuálnym modelom stroja. To je kľúčová súčasť riešenia, pretože postprocesor musí zohľadniť kinematiku, limity rotačných osí, TCP funkcie a špecifiká riadenia. OPEN MIND ponúka štandardné aj prispôsobené postprocesory pre konkrétne kombinácie strojov a riadiacich systémov.
Kde vyniká Siemens NX CAM
NX CAM pokrýva obrábanie prizmatických dielcov, výrobu foriem a zápustiek, zložité letecké komponenty, sústružno-frézovacie operácie, meranie priamo na stroji a ďalšie výrobné procesy. Päťosové funkcie sú integrované v NX, kde sú dostupné nástroje na modelovanie a priame úpravy geometrie. Technológ môže zatvárať otvory, posúvať plochy a pripravovať model na obrábanie bez potreby samostatného CAD programu.
Silnou stránkou NX je prepojenie CAD, CAM a spravovaných výrobných dát. Ak firma už používa NX na návrh a Teamcenter pre PLM, príprava výroby môže pracovať so spravovanými modelmi a ich revíziami. To znižuje počet medziproduktových súborov a uľahčuje implementáciu zmien cez konštrukčný a výrobný proces.
NX CAM podporuje obrábanie založené na rozpoznaní prvkov a procesné šablóny. Systém dokáže identifikovať prvky a aplikovať na ne uložené pravidlá obrábania. Tento prístup je užitočný pre rodiny dielcov s opakujúcimi sa vreckami, otvormi, stenami a inými štandardnými prvkami. Účinnosť závisí od kvality pravidiel a disciplíny ich správy.
Siemens poskytuje integrované postprocesovanie a viacúrovňovú kontrolu: zobrazenie dráhy, simuláciu odoberania materiálu a simuláciu na modeli stroja. Simulácia riadená G-kódom beží z postprocesovaného výstupu a zohľadňuje stroj, diel, prípravok a nástroj. Strojové sady sú dostupné cez Post Hub a Post Configurator slúži na prispôsobenie postprocesorov.
Praktické rozdiely v prevádzke
hyperMILL často vyhovuje výrobným tímom, ktoré hodnotia CAM najmä podľa kvality dráh na náročných dielcoch. Špecializované stratégie, automatická kontrola orientácie, obrábanie zvyškového materiálu a pripravené scenáre pre lopatky alebo obežné kolesá umožňujú sústrediť sa na samotný rezací proces.
NX CAM sa prirodzenejšie hodí do podnikov, kde päťosové obrábanie je súčasťou rozsiahlejšieho inžinierskeho systému. Okrem dráh môžu firmy potrebovať spravované CAD modely, riadenie zmien, technologické šablóny, meranie, plánovanie viacerých upnutí a prepojenie s ďalšími produktmi Siemens.
Táto odlišnosť nie je absolútna. hyperMILL tiež ponúka CAD nástroje, automatizáciu a virtuálne obrábanie. NX CAM obsahuje pokročilé špecializované päťosové stratégie pre lopatky, obežné kolesá, hlboké dutiny a voľné tvary. Skutočná produktivita závisí od modulov, verzie softvéru, postprocesora a kvality programátora.
Pre aké firmy je vhodný hyperMILL
- Výrobná dielňa pravidelne vyrába obežné kolesá, blisky, turbínové lopatky, formy, zápustky alebo dielce so zložitými podrezaniami.
- Hlavným kritériom je efektívna päťosová dráha nástroja a stabilná kvalita povrchu.
- Potrebné sú špecializované stratégie a automatická prevencia kolízií zmenou orientácie nástroja.
- Firma používa rôzne CAD systémy a hľadá CAM, ktorý sa dá integrovať do existujúceho procesu.
- Dodávateľ je schopný pripraviť a overiť postprocesor a virtuálny model každého kľúčového stroja.
V takom prípade je lepšie testovať vlastnú najnáročnejšiu operáciu firmy než ukážkový diel. Užitečný test zahŕňa oblasti s obmedzeným prístupom, pohyby pri singulárnostiach rotačných osí, krátky nástroj, kontrolu držiaka a požadovanú kvalitu povrchu.
Pre aké firmy je vhodný NX CAM
- Konštrukčné a technologické oddelenia už pracujú v Siemens NX.
- Revízie modelov a výrobné dáta sa spravujú cez Teamcenter alebo je plánovaná takáto integrácia.
- Okrem päťosového frézovania sú potrebné sústružno-frézovacie operácie, meranie, robotizácia, aditívne procesy alebo jednotný digitálny výrobný model.
- Firma chce rozvíjať automatizáciu založenú na rozpoznaní prvkov a opätovne využívať schválené výrobné procesy.
- Dôležitá je práca s dielcom, prípravkami, strojom a NC kódom v jednom inžinierskom prostredí.
Výhoda širokej platformy sa prejaví až po nastavení dátových štruktúr, knižníc, šablón a prístupových práv. Ak tieto procesy nie sú definované, rozsah NX sám o sebe neodstráni manuálnu prácu ani nezhody medzi oddeleniami.
Postprocesor a simulácia sú dôležitejšie než marketingový zoznam funkcií
Päťosový CAM sa nedá hodnotiť len podľa zobrazenia dráhy nástroja. Dráha sa musí pretransformovať na príkazy pre konkrétny riadiaci systém s ohľadom na kinematiku stroja, smer osí, nulové polohy, limity otáčania, unwind pohyby, TCP funkcie a strojové cykly. Chyba v tejto vrstve sa môže prejaviť až priamo na stroji.
Pri prevzatí je potrebná simulácia podľa finálneho NC kódu, pretože kontrola vnútorných bodov CAM nestačí. Virtuálna zostava musí obsahovať stroj, vreteno, nástroj, držiak, prípravok, polotovar a diel. Samostatne sa kontrolujú rýchle prechody, výmena nástroja, opätovný návrat z limitov osí a správanie po prerušení programu.
Dôležitá je aj zodpovednosť dodávateľa. Firma by mala vopred určiť, kto opravuje postprocesor, ako sa potvrdzujú zmeny, či je súčasťou balíka model stroja a či je možné opätovne overiť staré programy po aktualizácii CAM alebo riadiaceho systému.
Ako spraviť pilotné porovnanie
Užitočný pilot by mal obsahovať dva dielce. Prvý reprezentuje bežnú dennú prácu firmy. Druhý obsahuje najnáročnejšie päťosové podmienky: hlboké dutiny, vysoké steny, podrezania, prísne požiadavky na prechody alebo obmedzený priestor pre naklonenie nástroja.
- Poskytnúť obom dodávateľom rovnaké CAD modely, definíciu stroja, prípravok, nástroj a požiadavky na povrch.
- Zaznamenať čas prípravy modelu, programovania a výpočtu dráhy.
- Skontrolovať veľkosť NC programu, plynulosť rotačných osí, počet odchodov a očakávaný čas stroja.
- Simulovať postprocesovaný kód na kompletnom modeli stroja.
- Obrábať testovací diel rovnakým nástrojom a zmerať kritické povrchy.
- Zmeniť pôvodný model a vyhodnotiť rozsah opakovanej práce.
- Predať projekt druhému programátorovi a posúdiť zrozumiteľnosť štruktúry operácií.
hyperMILL často predstavuje silného kandidáta pre výrobcov, ktorí potrebujú špecializované päťosové stratégie a dôslednú kontrolu rezných procesov. NX CAM je logickou voľbou pre firmy budujúce prípravu výroby v rámci Siemens ekosystému a spájajúce CAM s CAD, PLM a širším digitálnym dvojčaťom.
Konečné rozhodnutie by mal potvrdiť pilot na vlastnom vybavení firmy. Kvalita postprocesora, presnosť simulácie a schopnosť tímu stabilne vytvárať bezpečné programy majú väčší vplyv na výsledok než počet funkcií v porovnávacej tabuľke.