Jak stworzyć idealnego cyfrowego bliźniaka
Oprócz zwiększenia wydajności obróbki dzięki zaawansowanym technologiom narzędziowym i strategiom, na wcześniejszych etapach procesu, podczas projektowania i planowania, można osiągnąć wiele korzyści. Cyfryzacja dotychczas ręcznych czynności, takich jak dobór narzędzi i tworzenie zestawów narzędziowych, może znacząco zwiększyć wydajność i bezpieczeństwo obróbki. Dane narzędzi skrawających można gromadzić z większą dokładnością i wykorzystywać do tworzenia precyzyjnych cyfrowych bliźniaków — funkcjonalność, która stała się kluczowa w nowoczesnym przepływie pracy, aby zapobiegać błędom na etapie obróbki. Obecnie takie procesy można w pełni zintegrować z oprogramowaniem CAM użytkownika i wykonać za pomocą kilku prostych kliknięć w ramach intuicyjnego, sterowanego z poziomu menu procesu.
W zastosowaniach obróbkowych w obrabiarkach nie są używane pojedyncze elementy narzędzi, takie jak oprawki narzędziowe, frezy i płytki, lecz zespoły narzędzi. W wielu przypadkach stanowi to dość pracochłonne zadanie dla programisty CAM, ponieważ istnieje wiele możliwości popełnienia błędu, m.in. niewybrania optymalnych elementów narzędzi. Co więcej, stworzenie wielu typowych zespołów narzędzi może zająć nawet 1 godzinę. Ponieważ niektóre podzespoły wymagają użycia 25 lub więcej różnych zespołów narzędziowych, oznacza to ogromny narzut czasu i kosztów dla firmy.
Wyzwaniem nie jest stworzenie samego złożenia – obecnie można je stworzyć w kilka sekund, dodając opis i odpowiednie parametry, na przykład średnicę i długość, do systemu CAM bez pomocy osób z zewnątrz. Jednak stworzenie cyfrowego bliźniaka złożenia narzędzi do celów symulacji wcale nie jest prostym zadaniem. Aby jak najdokładniej odwzorować złożenie narzędzi w systemie CAM, twórca musiałby najpierw przeszukać katalogi różnych dostawców, pobrać pliki modeli 3D i złożyć je w programie CAD. Dopiero wtedy można ostatecznie stworzyć zespół narzędziowy w systemie CAM wraz z parametrami technicznymi.
Usprawniony proces
Nie ulega wątpliwości, że istnieje możliwość usprawnienia procesu przygotowania obróbki i zwiększenia jego zwinności, co można osiągnąć dzięki zintegrowanemu systemowi rekomendacji elementów narzędziowych i tworzenia zespołów narzędzi w ramach platformy oprogramowania CAM. W ten sposób można skrócić wymagany czas oraz zwiększyć bezpieczeństwo procesów projektowania i planowania.
W zakresie rekomendacji i doboru elementów narzędziowych zoptymalizowane i zintegrowane rozwiązanie umożliwiłoby programistom CAM wybór np. spośród oprawek, narzędzi i płytek do frezowania. Użytkownicy mogliby wybrać preferowane źródło, np. katalog cyfrowy zapisany lokalnie lub asortyment w chmurze, którego dane są stale i automatycznie aktualizowane. Następnie, po wprowadzeniu danych takich jak przedmiot, rodzaj operacji obróbkowej i materiał, wystarczy kliknąć przycisk „Uzyskaj wyniki”, aby otrzymać prędkości i posuwy wymagane dla wybranego narzędzia.
Jednym z takich rozwiązań jest CoroPlus® Tool Guide firmy Sandvik Coromant, który wykorzystuje otwarty interfejs programowania aplikacji (API) do połączenia z oprogramowaniem CAM. Krótko mówiąc, CoroPlus® Tool Guide umożliwia użytkownikom znalezienie odpowiedniego narzędzia skrawającego do danego zadania. Tworzy uporządkowaną listę wszystkich odpowiednich narzędzi, umieszczając na jej szczycie narzędzie, którego użycie będzie najbardziej opłacalne. Pokaże również sugerowany proces obróbki i parametry skrawania.
Lista jest generowana przez algorytm, który dopasowuje podane zadanie i warunki do narzędzi Sandvik Coromant. Algorytm ten zawiera informacje o różnych procesach obróbki, które można wykorzystać do różnych zadań, natomiast dane produktu na narzędziu zawierają informacje o procesach obróbki, do których frez jest przystosowany. Co ważne, wszystkie dane można przesłać do CoroPlus® Tool Library, gdzie powstają standardowe zespoły narzędzi gotowe do wyeksportowania do systemu CAM lub oprogramowania do symulacji.
Łatwy dostęp do danych narzędzi
Aby proces CAM był produktywny, programista potrzebuje dostępu do danych narzędzi, które z reguły są przechowywane w tzw. bibliotekach narzędzi. Jednak obecnie większość bibliotek narzędzi jest pusta z wielu powodów, m.in. dlatego, że trudno jest znaleźć dane narzędzi i utrzymywać je aktualnymi. Ponadto do niedawna nie istniała żadna norma branżowa dotycząca przekazywania danych narzędziowych.
Obecnie na świecie istnieje około 1,2 miliona zakładów produkcyjnych, a wszyscy dostawcy oprogramowania CAM, producenci obrabiarek i dostawcy narzędzi historycznie mieli własne sposoby określania i porządkowania informacji o narzędziach. Właśnie dlatego powstała norma ISO 13399. Sandvik Coromant, Królewski Instytut Technologiczny KTH i inni gracze z sektora obróbki skrawaniem metalu są odpowiedzialni za opracowanie normy ISO 13399, która jest obecnie uznanym na całym świecie sposobem opisu danych narzędzi.
Ta międzynarodowa norma definiuje atrybuty narzędzia – na przykład długość, szerokość i promień – w sposób znormalizowany. Przed opracowaniem normy trzech różnych dostawców mogło nazywać średnicę D3, D1 lub DC2. Natomiast w przypadku normy ISO 13399 średnica będzie zawsze oznaczana jako DCX, niezależnie od dostawcy.
Norma ISO 13399 upraszcza również wymianę danych dotyczących narzędzi skrawających. Ujednolicenie parametrów i definicji narzędzi w całej branży bardzo ułatwia komunikację między systemami zarządzającymi danymi narzędziowymi.
Biblioteka narzędzi CoroPlus® Tool Library jest oparta na normie ISO 13399 i jest dostępna dla wszystkich dostawców narzędzi, co sprawia, że nie ma już potrzeby interpretowania danych z katalogów papierowych i ręcznego wprowadzania ich do systemu.
Niezawodny system
CoroPlus® Tool Library umożliwia programistom CAM pracę z katalogiem dowolnego dostawcy narzędzi zgodnym z normą ISO 13399 i tworzenie zespołów mając pewność, że wszystkie sugerowane elementy będą do siebie pasować. Wyniki można natychmiast obejrzeć w 2D i 3D, a użytkownicy mogą przechowywać cyfrowo wszystkie informacje o narzędziach. Po zapisaniu zespół narzędzi wystarczy zaimportować do oprogramowania CAM lub symulacyjnego. Wszystkie dane narzędzia są wstępnie ustawione, a model 3D dołączony.
Użytkownicy twierdzą, że ten wydajny i prosty proces pozwala skrócić czas od złożenia narzędzia do symulacji o co najmniej 50 %. Ponadto istnieje znacznie większa szansa na dokonanie właściwego wyboru narzędzia za pierwszym razem. Oczywiście dostępność dokładnych danych narzędziowych oznacza również, że kolizje można wykryć i uniknąć podczas rutynowych symulacji dzięki rzeczywistemu kształtowi narzędzia i precyzyjnemu odwzorowaniu cyfrowego bliźniaka.
Znaczenie dostępności i dokładności danych narzędziowych w systemach przygotowania obróbki jest kluczowe dla sprostania wyzwaniom, z którymi programiści CAM zmagają się na co dzień. Dzięki najnowszym rozwiązaniom cyfrowym, takim jak CoroPlus® Tool Guide i CoroPlus® Tool Library, można zobrazować, jak bardzo łatwiejsze i szybsze mogą być zadania związane z przygotowaniem obróbki. Oba rozwiązania są częścią szerszego pakietu połączonych rozwiązań CoroPlus® firmy Sandvik Coromant, których celem jest pomoc producentom w przygotowaniu się do wdrożenia idei Industry 4.0.
