Mastercam поддерживает многоспиндальные и многозадачные инструменты для машин
Расширяющаяся роль Mastercam в усовершенствованной многоспиндельной и многозадачной обработке
Современное производство требует все большей эффективности, точности и гибкости. По мере того, как детали становятся все более сложными и сокращаются сроки выполнения, возможности станков значительно эволюционировали. Многошпиндельные и многозадачные станки представляют собой вершину этой эволюции, позволяя производителям выполнять несколько операций в одной установке, резко сокращая время цикла и затраты на обработку. В основе программирования этих сложных машин лежит Mastercam, ведущее программное обеспечение CAD / CAM, которое создало надежную экосистему инструментов, специально предназначенных для этих передовых платформ. В этой статье исследуется глубина поддержки Mastercam, от основополагающих стратегий программирования до расширенного предотвращения столкновений и постобработки, и как это приводит к ощутимым преимуществам для производителей.
Понимание машин: многоспиндальные и многозадачные основы
Прежде чем погрузиться в возможности Mastercam, важно определить два основных типа машин и почему они представляют уникальные проблемы программирования.
Что такое многоспиндельные машины?
Многоспиндельные машины имеют два или более шпинделя, работающих одновременно или в скоординированных последовательностях. Обычно встречаются в винтовых машинах и токарных станках швейцарского типа, эти машины могут обрабатывать несколько частей одновременно или выполнять различные операции на одной части на нескольких шпинделях. Ключевое преимущество заключается в параллельной обработке : в то время как один шпиндель разрезается, другой загружается или выполняет вторичные операции. Это резко сокращает время цикла на часть, что делает их идеальными для больших объемных производственных прогонов. Однако программирование требует тщательной синхронизации, чтобы избежать столкновений и обеспечить сбалансированные нагрузки на резку по шпинделям.
Что такое многозадачные инструменты (MTM)?
Многозадачные машины, часто называемые мельничными центрами или B-осевыми машинами, объединяют операции поворота, фрезерования, сверления и иногда шлифования в пределах одной рабочей оболочки. Они обычно имеют основное веретено и подспиндель (или встречное веретено) и могут включать в себя головку фрезерования B-оси для угловых операций. Отличительной чертой является возможность завершить часть от сырого запаса до готового продукта в одной установке. Это устраняет неточности от нескольких установок и уменьшает инвентарь работы в процессе. Программирование многозадачной машины требует согласования движений оси, изменений инструмента и синхронизации веретена плавно.
Вызовы программирования
Как многоспиндельные, так и многозадачные машины имеют общую проблему: необходимость управления одновременными или плотно секвенированными операциями. Традиционное программное обеспечение CAM часто рассматривает каждую операцию как изолированный процесс. Mastercam, напротив, обеспечивает единую среду, в которой моделируется вся кинематика и логика управления станком, что позволяет реалистично моделировать и обнаруживать столкновения до того, как один чип будет разрезан.
Основная поддержка Mastercam для многоспиндальных машин
Mastercam предлагает специализированные инструменты и стратегии синхронизации, специально разработанные для многоспиндальных токарных станков, машин швейцарского типа и многоспиндальных обрабатывающих центров. Эти функции в основном находятся в продуктах Mastercam Lathe и Mastercam Mill-Turn.
Многоспиндельные инструменты и синхронизация
В основе лежит возможность определять несколько шпинделей и назначать операции каждому. Менеджер синхронизации MastercamSynchronization Manager позволяет программистам устанавливать события времени: когда один шпиндель должен начать разрез, когда другой должен передать часть, или когда они должны работать одновременно на разных функциях. Программное обеспечение моделирует систему управления машиной, поэтому генерируемый G-код включает в себя правильные коды ожидания и синхронизации. Это устраняет догадки и снижает риск сбоев.
Операции переноса и Pick-Off программирование
Одним из наиболее важных аспектов программирования многоспиндельных токарных станков является передача части от основного шпинделя к подспинделу. Mastercam обеспечивает выделенные операции по выбиванию (или «подспинделу»), которые обрабатывают сложное движение захвата детали, отрезания ее от штанги, а затем вытягивания ее в подспиндель для обработки задней стороны. Эти операции могут включать в себя живую оснастку на подспинделе, что позволяет полностью работать сзади. Расширенные варианты позволяют одновременно обрабатывать оба шпинделя после передачи, еще больше сокращая время цикла.
Поддержка Swiss-Type и Sliding Headstock
Трубы швейцарского типа, обычно используемые для небольших точных деталей, требуют особого внимания к направляющему втулке и позиционированию подголовника. Mastercam поддерживает программирование в швейцарском стиле с конкретными параметрами для направляющего втулочного зазора, скользящего подвода подголовника и синхронизированных движений шпинделя инструмента. Это гарантирует, что основной шпиндель может продвигаться, пока инструменты разрезаются, сохраняя строгий контроль длины.
Динамическое движение и предотвращение столкновений
С несколькими веретенами и инструментальными башнями, движущимися в тесном пространстве, обнаружение столкновений не подлежит обсуждению. Модули Mastercam Verify и Machine Simulation создают полный цифровой двойник станка, включая все оси, веретена, башни, держатели инструментов и приспособления. Во время моделирования программное обеспечение проверяет помехи между движущимися компонентами. При обнаружении столкновения программа выделяет событие и предоставляет опции для настройки траектории инструмента или синхронизации. Это значительно сокращает время установки и устраняет дорогостоящие аварии на цехе.
Mastercam для многозадачных машинных инструментов (центры Mill-Turn)
Многозадачные машины размывают линию между токарными и обрабатывающими центрами. Решение Mastercam Mill-Turn специально разработано для этих гибридных платформ, что позволяет осуществлять комплексное программирование, которое объединяет токарные и мельничные циклы в единой системе координат работы.
Единая система координации работы
Одним из самых больших препятствий с многозадачными машинами является управление различными системами координат для операций поворота и фрезерования. Mastercam автоматически обрабатывает преобразования координат между основным шпинделем (осью C) и осью фрезерования (обычно Y или B). Пользователь просто определяет геометрию деталей, а Mastercam отображает все операции в нативную систему координат машины. Это устраняет ручные корректировки координат и уменьшает ошибки программирования.
Одновременный поворотный и полярный мельницы
Многозадачные машины могут выполнять поворот и фрезерование одновременно с использованием противоположных шпинделей или фрезерованием при повороте (полярная интерполяция). Mastercam поддерживает эти расширенные циклы с выделенными инструментальными путями. Например, Полярная фрезерование позволяет инструменту вырезать функции на вращающейся части с использованием линейных осей, в то время как шпиндель вращается, создавая сложные контуры без полной пятиосевой машины. Аналогично, Динамические циклы поворота-мельницы могут шероховатыми и завершающими частями с использованием синхронизированных движений шпинделя и фрезерной головки.
B-Axis и поддержка пяти осей
Многие многозадачные машины включают в себя фрезерную головку с осью B, которая наклоняется от вертикальной до горизонтальной (или за ее пределами). Полные пятиосевые траектории инструмента Mastercam могут быть применены к этим машинам, что позволяет выполнять сложную обработку поверхности, подрезы и угловое сверление. Пост-процессор интерпретирует путь инструмента с пятью осями и отображает его на кинематику машины, включая любые ограничения (например, помехи головы / стола). Mastercam также поддерживает оптимизацию ориентации инструмента , автоматически находя лучшие углы, чтобы избежать вытягивания и минимизировать движение инструмента.
Интеграция Sub-Spindle и Tailstock
Для машин с подшпинделем Mastercam позволяет программисту определять операции на обоих шпинделях, включая скоординированные движения, такие как резка инструмента, в то время как деталь вытаскивается из основного шпинделя. Поддерживаются также хвостовые части, с автоматическим втягиванием и взаимодействием в течение циклов. Моделирование визуально показывает всю рабочую оболочку, включая движение хвостового пера, чтобы оператор мог проверить клиренсы.
Post Processors для многозадачности
Сила Mastercam заключается в обширной библиотеке почтовых процессоров. Для многозадачных машин пост должен обрабатывать несколько систем координат, синхронизирующих кодов и необязательно специальных циклов (например, блокировка C-оси, ориентация шпинделя фрезерования). Mastercam предоставляет настраиваемые почтовые процессоры для большинства основных элементов управления машиностроителями: Haas, Mazak, Okuma, DMG MORI, Nakamura-Tome и другие. Продвинутые пользователи могут модифицировать сообщения с помощью инструмента Post Builder, чтобы добавить пользовательскую логику для уникальных конфигураций машины.
Ключевые особенности, которые позволяют программировать сложные части
Помимо специфической поддержки шпинделей и многозадачности, Mastercam включает в себя несколько общих функций, которые делают программирование этих сложных машин возможным и эффективным.
Одновременная многоосная механическая обработка
Mastercam поддерживает до пяти осей одновременного движения, что имеет решающее значение для фрезерования сложных контуров на центрах поворота мельницы. Такие инструменты, как Multi-Axis Roughing, Flowline и Swarf, позволяют инструменту оставаться оптимально вовлеченным при следовании контурным поверхностям. Программное обеспечение поддерживает движение без столкновений, автоматически регулируя ориентацию инструмента на основе геометрии детали.
Интегрированные стратегии поворота и заливки
Mastercam рассматривает поворот и фрезерование как первоклассные операции с полной ассоциативностью. Вы можете легко преобразовать модель поверхности в повернутый профиль, а затем добавить циклы фрезерования, не выходя из среды программирования. Переходы Toolpath бесшовны, и программное обеспечение автоматически вставляет необходимые изменения скорости шпинделя и переключатели режима (например, на C-оси или Y-оси).
Обнаружение и предотвращение столкновений
Как уже упоминалось, в модели Mastercam используется настоящая 3D-модель машины. Но она идет дальше с алгоритмами Collision Avoidance, которые автоматически настраивают траектории инструментов для перемещения по препятствиям. Для многоспиндельных машин это означает, что программное обеспечение может перенаправить инструмент, чтобы избежать перемещения башни или части, передаваемой. Для центров поворота мельницы он проверяет клиренс держателя инструмента против челка и хвостового запаса. Эта функция в сочетании с Ориентация динамического инструмента предотвращает дорогостоящие столкновения.
Стоковые модели и в процессе проверки
Учитывая множественные операции в одной установке, визуализация оставшегося запаса имеет решающее значение. Mastercam создает In-Process Stock Models, которые показывают, какой именно материал остается после каждой операции. Это помогает программисту определить, доступна ли функция, избежать чрезмерного вовлечения инструмента и подтвердить, что детали будут обработаны для печати. Это также помогает в динамическом моделировании, где запас обновляется в режиме реального времени.
Тулинг и рабочие библиотеки
Mastercam включает в себя библиотеки для стандартных держателей инструментов, чат-кода и коллет. Для многозадачных машин база данных инструментов может хранить параметры для каждой башни или станции инструментов, включая тип ориентации, смещения и охлаждающей жидкости. Программист может перетаскивать инструменты на станции, а программное обеспечение автоматически генерирует правильный G-код для этой станции. Это уменьшает ошибки и скорость настройки.
Пользовательский интерфейс для продвинутых рабочих процессов
Интерфейс Mastercam может быть адаптирован для выявления наиболее релевантных траекторий инструментов для многозадачной и многозадачной работы. Пользователи могут создавать пользовательские панели инструментов и горячие клавиши для общих операций, таких как «выбор конечного лица» или «Полярное фрезерование». Это упрощает рабочий процесс программирования для опытных пользователей.
Преимущества для производителей: зачем инвестировать в Mastercam для современных инструментов
Решение о принятии Mastercam для многоспиндальных и многозадачных машин дает конкретные операционные и финансовые выгоды.
Резкое сокращение времени цикла
Многоспиндельные машины уже предлагают присущий им параллелизм. Способность Mastercam оптимизировать синхронизацию и координировать несколько разрезов одновременно может дополнительно сократить время цикла на 20-40% по сравнению с базовым программированием. Для центров поворота мельницы устранение вторых операций (например, отправка части на отдельную мельницу) может сократить общее время обработки от дней до часов.
Улучшенная точность и последовательность
При всех операциях, выполняемых в одной установке, нет ошибки перепозиционирования. Точная генерация и моделирование инструмента Mastercam обеспечивают, чтобы все функции были разрезаны в пределах жестких допусков. Это имеет решающее значение для аэрокосмических и медицинских частей, где допуски часто превышают ± 0,0001 дюйм. Программное обеспечение также поддерживает Обращение к уголу и Окончательные проходы , которые поддерживают согласованные нагрузки чипа, предотвращая отклонение инструмента.
Уменьшение времени установки и смены
При программировании в автономном режиме с помощью Mastercam машина не простаивает. Моделирование и обнаружение столкновений позволяют программе быть проверенной виртуально до прикосновения к машине. Это устраняет пробные сокращения и сокращает время установки с часов до минут. Для магазинов, работающих на нескольких работах в неделю, это может привести к 50%-ному сокращению времени переключения.
Способность обрабатывать сложные геометрии
Многозадачные машины часто используются для деталей со сложными кривыми, функциями с живыми инструментами и задними лицами. Передовые инструменты Mastercam (например, Параллельные поверхности , Spiral , Пятиосевая линия потока ) позволяют эффективно программировать эти геометрии. Программное обеспечение также поддерживает линия и выход NURBS для более гладкой отделки поверхности на высокоточных частях.
Снижение затрат на рабочую силу и требований к квалификации
В то время как программирование продвинутых машин традиционно требовало высококвалифицированных ручных программистов, графический интерфейс Mastercam и автоматизированные стратегии снижают барьер. Квалифицированный программист с ЧПУ может стать опытным с помощью многоконтактных инструментов Mastercam в течение нескольких недель. Кроме того, поскольку программное обеспечение обрабатывает синхронизирующие коды и системы координации, меньше полагаются на опытных ручных авторов G-кода, снижая затраты на рабочую силу.
Улучшенная связь на полу магазина
Mastercam интегрируется со многими системами управления магазинами и сетями DNC. Программы можно загружать непосредственно на станок через Ethernet, а операторы могут получать пошаговые листы настройки из интерфейса Mastercam. Для многоспиндальных и многозадачных машин, которые могут иметь десятки инструментальных станций, эта документация неоценима для быстрого переключения и повторяемости.
Конкурентное преимущество
Производители, использующие Mastercam для раскрытия полного потенциала своих передовых машин, могут выполнять более сложные задачи, обеспечивать более быстрый оборот и поддерживать более высокую точность. Это позволяет им выигрывать бизнес, с которым конкуренты с менее сложными возможностями CAM не могут справиться. Возможность доделывать детали в один цикл является сильной точкой продаж для таких отраслей, как автомобильная, медицинская и оборонная.
Реальные приложения и истории успеха
Поддержка Mastercam для этих машин была успешно развернута в различных производственных секторах.
Автомобильные: торможение большого объема
Поставщик автомобилей Tier 1, производящий латунные тормозные фитинги, перешел от ручного программирования на многоконтактной винтовой машине к Mastercam. Используя синхронизацию и операции по забору Mastercam, они сократили время цикла на часть на 35% и устранили отход, вызванный неправильно синхронизированными движениями инструмента. Моделирование выявило потенциальные столкновения с рычагом забора, которые ранее вызывали дорогостоящие аварии.
Аэрокосмическая отрасль: сложные компоненты двигателя
Контрактный производитель аэрокосмической техники должен был обрабатывать корпус турбины из никелевого сплава на центре поворота мельницы с осями B и подшпинделью. Одновременные пятиосевые траектории Mastercam позволили им обрабатывать сложные внутренние проходы и борозды лица в одной установке. Избегание столкновения программного обеспечения предотвратило попадание скучной панели в деталь, а почтовый процессор правильно реализовал интерполяцию оси C машины. Теперь часть работает со 100% повторяемостью.
Медицинские: ортопедические имплантаты
Производители стеблей бедра и коленных имплантатов часто используют токарные станки швейцарского типа с живым инструментарием. Швейцарский программный модуль Mastercam обрабатывал время втулки направляющей и синхронизировал основное веретено с задней рабочей станцией. Возможность программировать весь имплантат, включая нити, поверхности шаров и полированные плоскости, за один сеанс CAM сократила время программирования на 60% по сравнению с предыдущими методами.
Начало работы: лучшие практики программирования многоспиндальных и многозадачных машин в Mastercam
Чтобы максимизировать выгоды, производители должны следовать установленным передовым методам.
1 Инвестируйте в точные модели машин
Качество моделирования и обнаружения столкновений зависит от наличия точной 3D-модели станка. Mastercam сотрудничает с машиностроителями для предоставления сертифицированных моделей. Если ни одна из них не доступна, пользователи могут создавать свои собственные с помощью Mastercam Machine Definition Manager. Включите все движущиеся части: веретена, башни, хвостовой части, конвейеры чипов и даже дополнительные аксессуары.
2. Используйте надлежащую систему координации работы (WCS) для каждого шпинделя
Определите отдельные источники WCS для основного веретена и подшпинделя. Mastercam может автоматически переключаться между ними во время операций передачи. Для центров поворота мельницы убедитесь, что домашнее положение машины правильно установлено, чтобы избежать неожиданных движений.
3. Имущественные модели запасов для проверки в процессе производства
После каждой операции проверяйте фондовую модель, чтобы подтвердить, что для последующих операций осталось достаточно материала. Особое внимание обращайте на операции на задней стороне на деталях со сложными профилями. Используйте фондовую модель для корректировки длины инструмента и избегайте ненужных воздухоразрезов.
4.Проверка синхронизации с менеджером синхронизации
Перед финальным моделированием используйте Sync Manager, чтобы проверить, что все операции шпинделя имеют правильные коды ожидания. Используйте временный вид, чтобы видеть, когда каждая башня активна, и убедитесь, что два инструмента не находятся в одной зоне одновременно. Настройте время по мере необходимости.
5.Проверка полной машинной симуляции
Всегда запускайте полное машинное моделирование с конечной моделью и всеми инструментами. Ищите незначительные столкновения или промахи, которые могут не быть отмечены. Проверьте, что последовательность захвата под шпинделя правильна и что деталь надежно удерживается перед резкой на задней стороне. Используйте опцию «медленное движение» для проверки критических моментов, таких как передача детали.
6.Сотрудничайте со специалистом по обработке почты
Каждый инструмент управления уникален. Работайте с вашим реселлером Mastercam или внутренним экспертом по почте, чтобы настроить почтовый процессор для вашей конкретной машины. Общие настройки включают добавление специальных кодов безопасности, изменение синхронизирующей логики или оптимизацию вывода для высокоскоростной обработки.
7.Последовательно тренируйте свою команду
Mastercam предлагает официальные учебные курсы для многоспиндлного и многозадачного программирования. Запланируйте регулярные учебные занятия, чтобы сохранить навыки в актуальном состоянии. Поощряйте программистов делиться советами и трюками через общую базу данных или внутреннюю вики. Чем больше команда использует расширенные функции Mastercam, тем быстрее окупаемость инвестиций.
Оригинальное название: MasterCam
Многоспиндельные и многозадачные станки представляют собой передовую линию эффективности и возможностей производства. Тем не менее, без надежной поддержки CAM их потенциал остается неиспользованным. Mastercam развивалась на протяжении десятилетий, чтобы стать решением для программирования этих сложных машин, предлагая интегрированные траектории инструментов, передовое моделирование и специализированные почтовые процессоры, которые превращают программирование с высоким риском в управляемый, повторяемый процесс. Приняв Mastercam, производители могут сократить время цикла, улучшить качество деталей и получить конкурентное преимущество в отраслях, где точность и скорость не подлежат обсуждению. Независимо от того, работаете ли вы с многоспиндельной винтовой машиной, производящей тысячи деталей в день или с пятиосевым центром поверки, создавая аэрокосмические компоненты, Mastercam предоставляет цифровые инструменты для освоения машины.