Trong gia công 5 trục phức tạp, bộ chiến lược CAM chỉ quyết định một phần kết quả. Người lập trình còn phải quản lý hướng dụng cụ, điểm kỳ dị, giới hạn trục xoay, va chạm, các chuyển động liên kết và hành vi của bộ điều khiển CNC cụ thể. Cả hyperMILL và Siemens NX CAM đều có thể đáp ứng những yêu cầu này, nhưng cách tổ chức công việc của chúng khác nhau.
hyperMILL tập trung mạnh vào công nghệ gia công và các chiến lược chuyên biệt cho bề mặt phức tạp. NX CAM là một phần của môi trường Siemens NX rộng hơn, phù hợp với các doanh nghiệp cần một chuỗi liên kết duy nhất cho thiết kế, chuẩn bị sản xuất, quản lý dữ liệu và bản sao số. Việc lựa chọn nên bắt đầu từ chi tiết và máy móc thực tế của doanh nghiệp thay vì danh sách tính năng chung chung.
Những yêu cầu của CAM cho gia công 5 trục
Gia công 5 trục có nhiều mức độ phức tạp. Trong gia công định vị 3+2, chi tiết hoặc dụng cụ được nghiêng và giữ cố định trong quá trình cắt. Trong gia công đồng thời, các trục thẳng và xoay chuyển động cùng lúc. CAM phải tính toán điểm tiếp xúc và hướng dụng cụ ổn định trên toàn bộ quỹ đạo.
Kết quả sản xuất phụ thuộc vào khả năng tiếp cận vùng sâu, chiều dài nhô dụng cụ, chuyển động trơn tru của trục xoay, giới hạn hành trình máy và chất lượng bề mặt. Nếu mô hình máy không chính xác, quỹ đạo an toàn trong tọa độ chi tiết có thể không thực hiện được sau khi xử lý hậu kỳ. Do đó, đánh giá đầy đủ cần bao gồm tính toán CAM, bộ xử lý hậu kỳ và mô phỏng mã NC cuối cùng.
Ưu điểm của hyperMILL
OPEN MIND phát triển hyperMILL như một hệ thống CAM chuyên biệt cho phay, khoan, tiện-phay và các ứng dụng đa trục phức tạp. Các chức năng 5 trục bao gồm chiến lược định vị, tự động định vị và đồng thời. Thuật toán tránh va chạm có thể thay đổi góc nghiêng dụng cụ để duy trì khả năng tiếp cận bề mặt đồng thời ngăn chặn va chạm giữa thân giữ hoặc trục chính với chi tiết.
Hệ thống đặc biệt nổi bật trong các ứng dụng mà hình dạng chi tiết quyết định công nghệ. Gói Multiblade dành cho cánh quạt và blisk, Blade cho cánh tuabin, Tube cho kênh và ống. Những giải pháp này giảm thiểu việc xây dựng hình học hỗ trợ thủ công và cung cấp các tham số liên quan đến loại chi tiết cụ thể.
hyperMILL MAXX Machining bao gồm các chiến lược gia công thô, tinh và khoan hiệu suất cao. Gia công tinh có thể sử dụng dao phay thùng hình nón. Bán kính hiệu quả lớn của dụng cụ này cho phép tăng bước chạy dao trong khi vẫn giữ chiều cao sóng răng theo yêu cầu, dù kết quả thực tế còn phụ thuộc vào hình học chi tiết, máy, dụng cụ và điều kiện cắt.
hyperMILL VIRTUAL Machining liên kết xử lý hậu kỳ, tối ưu chuyển động và kiểm tra mã NC với mô hình máy ảo. Đây là phần quan trọng vì bộ xử lý hậu kỳ phải tính đến cơ cấu chuyển động, giới hạn trục xoay, chức năng TCP và đặc điểm điều khiển. OPEN MIND cung cấp bộ xử lý hậu kỳ tiêu chuẩn và tùy chỉnh cho từng tổ hợp máy và bộ điều khiển cụ thể.
Ưu điểm của Siemens NX CAM
NX CAM bao phủ gia công chi tiết dạng khối, sản xuất khuôn mẫu, chi tiết hàng không phức tạp, tiện-phay, đo trên máy và các quy trình sản xuất khác. Các chức năng 5 trục hoạt động trong NX, nơi có sẵn công cụ mô hình hóa và chỉnh sửa hình học trực tiếp. Kỹ thuật viên có thể đóng lỗ, dịch chuyển bề mặt và chuẩn bị mô hình cho gia công mà không cần chuyển sang phần mềm CAD riêng biệt.
Điểm mạnh lớn của NX là sự liên kết giữa CAD, CAM và quản lý dữ liệu sản xuất. Khi doanh nghiệp đã dùng NX cho thiết kế và Teamcenter cho PLM, kỹ thuật chuẩn bị sản xuất có thể làm việc trên mô hình được quản lý và các phiên bản. Điều này giảm số lượng file trung gian và hỗ trợ việc thay đổi xuyên suốt quy trình thiết kế và sản xuất.
NX CAM hỗ trợ gia công dựa trên đặc điểm và mẫu quy trình. Hệ thống có thể nhận diện các đặc điểm và áp dụng quy tắc gia công đã lưu. Cách tiếp cận này hữu ích cho các dòng chi tiết có các túi, lỗ, vách và đặc điểm tiêu chuẩn lặp lại. Hiệu quả phụ thuộc vào chất lượng quy tắc và việc duy trì kiến thức có kỷ luật.
Siemens cung cấp xử lý hậu kỳ tích hợp và nhiều cấp độ kiểm tra: hiển thị quỹ đạo, mô phỏng lấy phoi và mô phỏng trên mô hình máy. Mô phỏng chạy mã G dựa trên mã đã xử lý hậu kỳ, tính đến máy, chi tiết, đồ gá và dụng cụ. Bộ máy có sẵn qua Post Hub, còn Post Configurator dùng để tùy chỉnh bộ xử lý hậu kỳ.
Khác biệt thể hiện thế nào trong sản xuất
hyperMILL thường phù hợp với đội ngũ sản xuất đánh giá CAM chủ yếu qua chất lượng quỹ đạo trên chi tiết khó. Các chiến lược chuyên biệt, kiểm soát hướng tự động, gia công vật liệu còn lại và các ứng dụng dành riêng cho cánh hoặc cánh quạt giúp lập trình viên tập trung vào quá trình cắt.
NX CAM thường phù hợp hơn trong doanh nghiệp mà gia công 5 trục là một phần của hệ thống kỹ thuật lớn hơn. Ngoài quỹ đạo, doanh nghiệp còn cần mô hình CAD được kiểm soát, quản lý thay đổi, mẫu quy trình, đo kiểm, lập kế hoạch đa thiết lập và liên kết với các sản phẩm Siemens khác.
Phân biệt này không tuyệt đối. hyperMILL cũng cung cấp công cụ CAD, tự động hóa và gia công ảo. NX CAM có các chiến lược 5 trục chuyên sâu cho cánh, cánh quạt, khoang sâu và bề mặt tự do. Hiệu suất thực tế phụ thuộc vào mô-đun cấp phép, phiên bản phần mềm, bộ xử lý hậu kỳ và trình độ lập trình viên.
Doanh nghiệp nào nên chọn hyperMILL
- Xưởng thường xuyên sản xuất cánh quạt, blisk, cánh tuabin, khuôn mẫu hoặc chi tiết có gờ phức tạp.
- Tiêu chí chính là quỹ đạo 5 trục hiệu quả và chất lượng bề mặt ổn định.
- Cần các chiến lược chuyên biệt và tránh va chạm tự động qua điều chỉnh hướng dụng cụ.
- Doanh nghiệp dùng nhiều hệ CAD và cần CAM tích hợp vào quy trình hiện có.
- Nhà cung cấp có khả năng chuẩn bị và xác nhận bộ xử lý hậu kỳ và mô hình ảo cho từng máy quan trọng.
Trong trường hợp này, nên kiểm tra trên thao tác khó nhất của doanh nghiệp thay vì chi tiết trình diễn. Bài kiểm tra nên bao gồm vùng tiếp cận hạn chế, chuyển động gần điểm kỳ dị trục xoay, dụng cụ ngắn, khoảng cách thân giữ và yêu cầu hoàn thiện bề mặt cụ thể.
Doanh nghiệp nào nên chọn NX CAM
- Phòng thiết kế và sản xuất đã làm việc trong Siemens NX.
- Phiên bản mô hình và dữ liệu sản xuất được quản lý qua Teamcenter hoặc có kế hoạch tích hợp như vậy.
- Doanh nghiệp cần gia công tiện-phay, đo kiểm, robot hóa, quy trình gia công bổ sung hoặc mô hình sản xuất số chung ngoài gia công 5 trục.
- Muốn phát triển tự động hóa dựa trên đặc điểm và tái sử dụng quy trình công nghệ đã phê duyệt.
- Ưu tiên làm việc với chi tiết, đồ gá, máy và mã NC trong một môi trường kỹ thuật thống nhất.
Lợi thế của nền tảng rộng xuất hiện sau khi cấu hình cấu trúc dữ liệu, thư viện, mẫu và quyền truy cập. Nếu các quy trình này chưa được xác định, quy mô NX không tự động loại bỏ công việc thủ công hay sự không nhất quán giữa các bộ phận.
Bộ xử lý hậu kỳ và mô phỏng quan trọng hơn danh sách quảng cáo
Không thể đánh giá CAM 5 trục chỉ dựa trên hình ảnh quỹ đạo. Quỹ đạo phải được chuyển thành lệnh cho bộ điều khiển cụ thể, tính đến cơ cấu chuyển động, hướng trục, vị trí gốc, giới hạn quay, chuyển động giải cuộn, chức năng TCP và chu trình máy. Sai sót ở bước này có thể chỉ hiện ra khi chạy máy.
Kiểm tra nghiệm thu cần mô phỏng dựa trên mã NC cuối cùng vì kiểm tra điểm nội bộ CAM không đủ. Mô hình ảo phải bao gồm máy, trục chính, dụng cụ, thân giữ, đồ gá, phôi và chi tiết. Cần kiểm tra riêng các chuyển động nhanh, thay dụng cụ, phục hồi giới hạn trục và khởi động lại sau gián đoạn chương trình.
Trách nhiệm của nhà cung cấp cũng quan trọng. Doanh nghiệp nên xác định trước ai sửa bộ xử lý hậu kỳ, cách xác nhận thay đổi, có bao gồm mô hình máy hay không và có thể kiểm tra lại chương trình cũ sau khi cập nhật CAM hoặc bộ điều khiển CNC không.
Cách thực hiện so sánh thử nghiệm
Bài thử nghiệm nên gồm hai chi tiết. Chi tiết đầu đại diện cho công việc hàng ngày của doanh nghiệp. Chi tiết thứ hai chứa các vùng 5 trục phức tạp nhất: khoang sâu, vách cao, gờ, bề mặt yêu cầu chuyển tiếp nghiêm ngặt hoặc không gian nghiêng dụng cụ hạn chế.
- Cung cấp cho cả hai nhà cung cấp cùng một mô hình CAD, định nghĩa máy, đồ gá, dụng cụ và yêu cầu bề mặt.
- Ghi lại thời gian chuẩn bị mô hình, lập trình và tính toán quỹ đạo.
- Kiểm tra độ dài chương trình NC, độ trơn của trục xoay, số lần rút lui và thời gian máy dự kiến.
- Mô phỏng mã đã xử lý hậu kỳ trên mô hình máy đầy đủ.
- Gia công chi tiết thử với dụng cụ tương đương và đo kiểm các bề mặt quan trọng.
- Thay đổi mô hình gốc và đánh giá khối lượng công việc phải làm lại.
- Chuyển dự án cho lập trình viên thứ hai và đánh giá mức độ rõ ràng của cấu trúc thao tác.
hyperMILL thường là ứng viên mạnh cho doanh nghiệp cần chiến lược 5 trục chuyên biệt và kiểm soát chặt chẽ quá trình cắt. NX CAM là lựa chọn hợp lý cho doanh nghiệp xây dựng kỹ thuật sản xuất trong hệ sinh thái Siemens, kết nối CAM với CAD, PLM và bản sao số rộng hơn.
Lựa chọn cuối cùng nên được xác nhận bằng thử nghiệm trên thiết bị của doanh nghiệp. Chất lượng bộ xử lý hậu kỳ, độ chính xác mô phỏng và khả năng nhóm làm việc tạo ra chương trình an toàn ổn định ảnh hưởng nhiều hơn số lượng tính năng trong bảng so sánh.