naar top
Menu
Logo Print

CAM-PROGRAMMEREN: MEER DAN WERKVOORBEREIDING

Frezen in lusvorm beleeft comeback

Naarmate het gebruik van vijfassige machines toeneemt, groeit echter de groep die overstapt op CAM-programmeren. Moderne CAM-pakketten bieden vaak niet alleen een voordeel qua programmeertijd- en complexiteit, ze bevatten eveneens geavanceerde freesstrategieën. Hiermee leveren ze ook meerwaarde tijdens de bewerking.


VEREENVOUDIGEN

CAM-programma's bestaan al lang. Men ziet eindelijk een doorbraak op grote schaal ervan bij kmo's. Dat heeft alles te maken met de groei van het aantal vijfassige bewerkingscentra en multitaskingmachines, de meerassige draai-freescentra. Machinebouwers doen er veel aan om het programmeren aan de machine te vereenvoudigen, maar een vijfassige simultane bewerking laat zich niet meer aan de machine programmeren.

KORTERE WERKVOORBEREIDING

CAM-programmeren levert tijdwinst op naarmate de stukken complexer worden. Dat komt mede doordat in deze software zaken zoals featureherkenning zitten, waardoor de software bijvoorbeeld een gat of een pocket herkent, en op basis van vooraf ingestelde parameters automatisch de freesbanen berekent en het NC-programma genereert. Zeker bij producten met bewerkingen die regelmatig terugkeren, levert dat in de werkvoorbereiding tijdwinst op. Bij een groot deel van de typische producten in de toeleverende industrie kan vandaag tot 70% van de bewerkingen automatisch worden geprogrammeerd. Die tijdwinst wordt zelfs geboekt als de features niet identiek zijn. Het blijft dan een kwestie van maten invoeren; de software berekent automatisch de juiste freesbanen, voor zowel het voorfrezen als het finishen.

CONSTANTE KWALITEIT

Het gaat dan niet alleen om tijdsbesparing in de werkvoorbereiding, CAM-programmeren heeft ook invloed op de kwaliteit van de bewerking. Dat geldt eens te meer als in een bedrijf meerdere medewerkers in de werkvoorbereiding of aan de machine hun eigen programma's maken. CAM computer aided manufacturing is min of meer een vorm van standaardisering. Zaken die regelmatig terugkeren, worden als een standaard eenmalig vastgelegd en kunnen daarna worden opgevraagd. Programmeurs doen dit door uit de database met onder andere features, strategieën en gereedschappen te kiezen. Dit heeft onmiskenbaar een effect op de kwaliteit. De wijze waarop een beperking wordt uitgevoerd, hangt niet meer af van één medewerker, maar gebeurt zoveel mogelijk volgens vastgelegde standaarden. Doordat iedereen in de werkvoorbereiding met dezelfde standaarden werkt, zal de kwaliteit meer consistentie gaan vertonen. Niet alleen de kwaliteit, ook de productiviteit, doordat kennis in het systeem wordt vastgelegd en niet beperkt blijft tot één persoon.
Het gaat niet alleen om tijds­besparing in de werkvoorbereiding, CAM-programmeren heeft ook invloed op de kwaliteit van de bewerking


TOLERANTIES AUTOMATISCH INLEZEN

De eerste CAM-pakketten zijn beschikbaar gekomen die niet alleen featureherkenning hebben, maar hieraan Model Based Definition (MBD) toevoegen. MBD is een nieuwe trend: in plaats van met 2D-tekeningen te werken, wordt alle info samengevat in het 3D-model, ook de maat- en oppervlaktetoleranties. Dit betekent dat maattoleranties en oppervlakteruwheden automatisch uit het 3D-model worden ingelezen, zodat een 2D-tekening niet langer nodig is. Dit voorkomt fouten, omdat van een 2D-tekening verkeerde waarden worden overgenomen. Het voorkomt ook fouten doordat er bij het opstellen van de 2D-tekening geen verkeerde waarden gebruikt kunnen worden. De software is zelfs zo intelligent dat asymmetrische toleranties worden omgezet in de juiste gemiddelde nauwkeurigheid om binnen de asymmetrische grenzen (bv. +0,001 en -0,003 mm) te blijven. Hiermee wordt de werkvoorbereiding opnieuw verder geautomatiseerd. In de Verenigde Staten stelt het ministerie van Defensie voor toeleveranciers het werken met MDB inmiddels verplicht.


GEREEDSCHAPSDATABASE IN DE CLOUD

Een andere recente vernieuwing is de koppeling tussen CAM- en gereedschapsbeheersystemen. Dat kan lokaal gebeuren, met het eigen gereedschapsbeheersysteem. Het kan ook via de cloud gebeuren. Bij dit laatste neemt MachiningCloud, een Zwitsers platform, een steeds belangrijkere rol in doordat het veel grote partijen aan het cloudplatform verbindt, zowel fabrikanten van verspanende gereedschappen als CAM-ontwikkelaars. Werken met een dergelijk systeem betekent dat standaardisatie op een hoger niveau plaatsvindt, namelijk bij de fabrikant van de gereedschappen. Een interessante ontwikkeling is dat er gewerkt wordt met een generieke gereedschapscatalogus, een tool waarmee fabrikanten van verspanende gereedschappen hun eigen catalogus kunnen digitaliseren. Tijdens het maken van het CAM-programma kan de programmeur hier op terugvallen in plaats van de traditionele papieren catalogus bij de hand te nemen. Aan de hand van de vooraf in MachiningCloud ingelezen fabrieksgegevens inclusief tekeningen kan snel een gereedschap worden samengesteld of geselecteerd op basis van criteria die de programmeur zelf bepaalt. Deze gegevens kunnen direct in de eigen CAM-software worden ingelezen, mits deze door MachiningCloud wordt ondersteund. Hiermee wordt de workflow in de werkvoorbereiding nog meer vereenvoudigd. Deze ontwikkeling sluit aan op de bredere beweging richting Industry 4.0.

Veel CAM-freesstrategieen zijn op de uitgangspunten van frezen in lusvorm gebaseerd, waarbij de aanbieders zich onderscheiden met de interface en soms op details een strategie aanpassen

FREESSTRATEGIEEN

De kracht van CAM-pakketten zit niet alleen in de tijdsbesparing in de werkvoorbereiding, maar ook in de databases met krachtige freesstrategieën, die deel uitmaakt van een totale oplossing. In de verschillende CAM-softwarepakketten vindt men deze onder meerdere benamingen terug. De basis vertoont dikwijls overeenkomsten omdat de CAM-ontwikkelaars voor de software die de freesbanen berekent veelal terugvallen op een licentie van dezelfde aanbieder. In de praktijk is de strategie meestal gebaseerd op het frezen in lusvorm. Deze strategie beleeft tegenwoordig een comeback mede doordat steeds meer bedrijven overstappen naar CAM-programmeren. Kenmerkend voor de strategie is de constante aangrijphoek, gecombineerd met de kleinere snedebreedte en grotere snedediepte. Frezen in lusvorm betekent dat het materiaal als het ware afgeschild wordt, wat voor een lagere belasting van zowel de frees als de machine zorgt, met tegelijkertijd een hogere productiviteit. Overigens is het cirkelvormig afschillen niet helemaal de realiteit in de machine. De meeste programma's variëren de voeding, een enkel CAM-programma de snedebreedte; die is de ene keer groter dan de andere keer. De spaanbreedte wordt dus aangepast aan het volume zodat dit constant blijft. Het is een ruwfreesstrategie om in korte tijd veel volume te verspanen. Veel CAM-freesstrategieën zijn op de uitgangspunten van frezen in lusvorm gebaseerd, waarbij de aanbieders zich onderscheiden met de interface en soms op details een strategie aanpassen. De interface kan een belangrijk punt in de afweging van verschillende pakketten zijn, omdat die direct invloed heeft op het gebruiksgemak. Er zijn ook CAM-aanbieders die een eigen freesstrategie ontwikkelen, bijvoorbeeld om het aantal bewegingen waarbij de frees niet in het materiaal zit te reduceren tot praktisch nul. Minder luchtfrezen betekent minder tijdverlies maar ook minder belasting van zowel het gereedschap als de spindel.


LANGERE GEREEDSCHAPSSTANDTIJD

De tijdwinst van zo'n speciale CAM-strategie kan groot zijn. Cyclustijden bij het frezen van pockets kunnen tot wel 75% korter worden. Meerdere uren bewerkingstijd worden dan tientallen minuten. Waarschijnlijk zullen weinig verspaners wakker liggen van een ander voordeel, maar het scheelt ook energiekosten. Een voor de meesten belangrijker voordeel van zo'n CAM-strategie is dat de standtijd van de gereedschappen toeneemt. De mate waarin hangt sterk af van het product en het materiaal; dubbel zo lange standtijden en nog langer zijn geen uitzondering. De langere standtijd heeft alles te maken met het feit dat de snijkanten van het gereedschap effectiever worden benut omdat de volhardmetalen frees bijna volledig in het materiaal gaat. Daarnaast draagt de constante belasting van het gereedschap bij aan de langere standtijden. Dit geldt zowel voor complexe vijfassige bewerkingen als voor eenvoudigere drieassige bewerkingen. Omdat de krachten op het gereedschap geringer zijn dan bij de gewone bewerkingen, worden de snijkanten zowel mechanisch als thermisch minder belast.