A CNC technológia digitális szerszám igényei
A modern fémmegmunkáló gyártó cégeknél a CNC szerszámgép sorokon egyre több, megmunkált alkatrészeket szállító, mozgató ipari robottal, és minimális létszámú gépkezelővel találkozhat az ember. A CNC gépek, illetve az ezekhez tartozó progresszív számítógépes adatmérnöki fejlődés volt ezen új valóság katalizátora. A fejlett, többtengelyes szerszámgépekben számos, bonyolult geometriájú alkatrész is gyártható minimális beállítási idővel. A modern maró és eszterga megmunkálási lehetőségek, melyek a többfunkciós gépekben össze is kapcsolhatók, új lehetőségeket teremtenek a hatékony gyártástervezésben. Az innovatív CNC forgácsoló rendszerek már az „egy szett – egy teljes alkatrész” típusú gyártás küszöbén állnak – ami a megmunkálással foglalkozó cégek régóta elérni kívánt álma. A CNC technológia ugrásszerű fejlődésének köszönhetően gyakorlatban is kipróbálhattuk azokat a megmunkálási módszereket, melyek azelőtt csak elméletileg voltak lehetségesek, mint amilyen például a forgó munkadarabon végzett lefejtő marás („power skiving”). A CNC-k világának fejlődése kihat az alkatrész- és szerszámbefogókra, valamint a forgácsolószerszámok sokszínű palettájára is.
Tehát mi az elvárása a szerszámgépek gyártóinak a forgácsolószerszám-gyártóktól? Mik azok a kritériumok, amiknek a modern szerszámoknak meg kell felelniük? Hogyan alakítsák a termelési programjukat a közeljövőben? A válasz egyszerű… A szerszámok következő generációjának jobbnak kell lennie! Egyebek mellett gyorsabb forgácsolást, jobb éltartamot, kiváló felületminőséget kell biztosítaniuk. Ezek nyilvánvaló és nem vitatott elvárások, melyeknek minden szerszámgyártónak meg kell felelnie, ha a jövőben is sikeres akar maradni. Azonban a CNC technológia fejlődése rávilágított a szerszámtervezés egy új oldalára: a digitális komponensekre. A virtuális verzió fontos része a holnap forgácsolószerszámainak.
Az intelligens gyártás kortárs evolúciója a hálózati technológiákra épül. Egy intelligens gyárban a CNC szerszámgépek valós időben dolgoznak, miközben kombinálják a gyártási környezet valós és a virtuális világból érkező információit. A rendszerek a Dolgok Internetén (IOT) keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Például, a valós világból érkező információk mutatják a forgácsoló szerszám helyzetét és a vágóerőket, míg a virtuális világ határozza meg a szerszám 3D-s pályáját a megmunkálás során, kombinálva a tűrésekkel. Tehát a valós és a virtuális világ a forgácsolószerszámban találkoznak, ahol természetes módon kiegészítik egymást.
Egy digitális szerszám komponens hatalmas mennyiségű adatot vagy információt tartalmaz. Elemeit 2D-s és 3D-s modellek, a becsült éltartam, a forgácsolási idők összege, a határoló tényezők – mint például a maximális forgási sebesség, az optimális megmunkálási paraméterek és egyéb létfontosságú információk teszik ki. A holnap gyárainak az ajtajai zárva maradnak olyan szerszámok előtt, amelyek nem rendelkeznek ilyen komponensekkel, így a forgácsolószerszám gyártók már felkészültek a változásra és ezeknek megfelelően dolgoznak. A virtuális komponens már az új szerszámok és felszerszámozási rendszerek fókuszába került.
Évszázadokon keresztül a műszaki rajzokat tartották a szerszámjellemzők meghatározásához közös nyelvnek. A számítógép által asszisztált (CAE) és CNC rendszerek más módú adatcserét igényelnek. A tudományos és mérnöki területek szakembereinek kooperációjának köszönhetően megszületett az ISO 13399 szabvány, mely a forgácsolószerszámok és befogók számítógépes megfelelőjéről tartalmaz információkat. Ezen szabványnak való megfelelés azt jelenti, hogy a szerszám digitális megfelelője független, illetve annak adatait a különböző számítógépes rendszerek akadálytalanul felhasználhatják. Ez a szabvány azonban csak egy jel a sok közül. Az intelligens gyárak egyre okosabb gyártási rendszereket és ezeket kiszolgáló intelligens szerszámokat igényelnek majd. A szerszámok jellemzőire vonatkozó információk, mint például a hátralévő éltartam, a specifikus szerszám-azonosító, a szerviz határai egyesített szabályrendszer szerint meghatározott adatokat, és ezek számítógépes megfelelőit kívánják – hasonlóan az ISO 13399-es szabványhoz, csak sokkal átfogóbban. Ezek intenzív együttműködést igényelnek majd a gyártóktól és a kormányzati szervektől egyaránt.
Manapság egy forgácsolószerszám vásárló elvárja, hogy ne csak a szerszámot, mint egy fizikai terméket, hanem az ahhoz kapcsolódó információkhoz is könnyen hozzáférhessen, úgymint a virtuális összeállítási opciók, ütközési ellenőrzések, optimális szerszám konfigurációk, egyértelmű forgácsolási paraméterek. Illetve, hogy a változtatások hogyan hatnak majd az éltartamra. Ezek már mind részei a virtuális szerszámoknak, de a jövőben a kör csak bővülni fog.
Az ISCAR tisztában van azzal, hogy a digitális szerszám elemek kulcsfontosságúak. A cég új fejlesztései mind a forgácsolószerszámok, mind az ezekhez kapcsolódó nélkülözhetetlen információk terén zajlanak. A 3D-s és 2D-s formátumok az ISCAR elektronikus katalógusában; a NEO-ITA, az ISCAR digitális szerszám tanácsadó rendszere, az online paraméter-kalkulátor és a MATRIX, a szerszámkiadó automata mind fontos elemei egy intelligens gyár megmunkáló üzemének. Ezek azonban csak példák egy szerszám virtuális környezetére.
A folyamattervezésen dolgozó technológusoktól kezdve, a szerszám-összeállításokat, vagy egy kulcsfontosságú projekt megmunkálását kidolgozó mérnökökön, és a szerszám útját CAD/CAM rendszerekben ellenőrző CNC programozókon át, a szerszámgép optimalizálását végző szakértőn, a hatékonyabb szerszámot kiválasztani segítő értékesítési menedzserig mindenki órákat tölthet a szerszámgép-gyártó által biztosított adatokkal, hogy integrálják azt a vásárló szoftveréhez. Az ISCAR elektronikus katalógusában, az ISO 13399-es szabványnak megfelelően, elérhetők a szerszám összeállítások digitális megfelelői. Ez garantálja az intelligens gyárak jelenlegi és a jövőben elérhető szoftverei közti kommunikációt. A virtuális összeállítás gyors és megbízható szimulációt nyújt a megmunkálásról, valamint az ütközésekről (interferenciáról) is tájékoztat, elősegíti az optimális szerszám-pálya kialakítását és a munkadarab megfogásának legmegfelelőbb módjának megtalálását. Mivel a kiválasztott megmunkálási módszer befolyásolja a munkadarabra ható erőket, a szerszám konfiguráció pedig a készülékek kialakítását, a szerszám modellekkel történő szimuláció hatékony segítség a folyamattervezésben is. A virtuális marási, fúrási és menetkészítési szerszámösszeállítási opciókon kívül az ISCAR nemrég bemutatta az eszterga funkciót is, mely bővíti az elektronikus katalógus digitális szolgáltatásainak körét.
Az ISCAR szerszám tanácsadó szoftvere segíti a felhasználókat a megfelelő termék kiválasztásában, ami az új NEO-ITA néven született újjá, ezúttal továbbfejlesztett mesterséges intelligencia és big data platform által támogatott elemzésekkel. Az új tanácsadó szoftver kezeli a szerszám márkákat, alapanyag-könyvtárakat, integrált paraméter kalkulációkat, és képes p-21 fájlok exportálására a szerszámajánlatok részeként.
Egy másik hasonlóan hasznos digitális segítség a 4PRO – egy online termékinformációs és paraméter ajánló eszköz, mellyel egy érintéssel szerezhet adatokat szerszámokról és lapkákról. A 4PRO szkenneli az ISCAR lapkák vagy szerszámok csomagolásán található 2D-s matrix vonalkódot, és azonnali hozzáférést biztosít a szükséges adatokhoz a CNC üzem területén. A 4PRO széles körben biztosít geometriai információt a termékekről, az ISO 13399-es szabványnak megfelelően, összekapcsolja a lapkákat és a szerszámokat, miközben megadja az ajánlott vágósebességet és előtolást. A 4PRO összeköti továbbá a lapkageometriát és minőséget a megmunkálandó fém típusával, miáltal segíti a hatékonyabb döntéseket a folyamattervezésben.
Az intelligens CNC szerszámgépek, a hálózati technológiák, a valós idejű információcsere és a fizikai termékek virtuális párjainak megléte szükséges elemei az IPAR 4.0 megmunkálásainak. A forgácsolószerszámok digitalizálásával biztosíthatjuk, hogy azokat az intelligens gyárakban is használni fogják.