Программное обеспечение и интерфейс ЧПУ повышают производительность программирования методом push

Быстрые и интеллектуальные элементы управления быстро справляются с трудоемкими задачами.

Подключенные технологии производства и оцифровки стимулируют многие важные инновации в системах управления станками с ЧПУ, которые помогают механическим цехам резать металл и создавать детали максимально быстро и эффективно. В большинстве случаев программное обеспечение помогает как программистам ЧПУ, так и операторам в цеху легко изготавливать детали с максимально возможной точностью.

Современное оборудование с ЧПУ буквально изобилует последними аппаратными достижениями, в том числе более быстрыми процессорами, большим объемом встроенной оперативной памяти для ресурсоемких задач, а также новыми вариантами твердотельных накопителей, которые обеспечивают почти немедленную загрузку, а также беззаботную работу в суровые условия магазина.

Однако новейшие достижения в области программного обеспечения с функциями, включающими подключенные производственные приложения, расширенное 3D-моделирование и сенсорные пользовательские интерфейсы, по-прежнему дают сборщикам станков с ЧПУ лучшие возможности для того, чтобы выделиться среди конкурентов.

«Программное обеспечение управления — это действительно единственное место, где производители станков могут внедрять революционные инновации», — сказал Майкл Коуп, технический специалист по продуктам, Hurco Cos. Inc., Индианаполис. «Поскольку новых и инновационных механических решений очень мало, особенно без внедрения какой-либо новой металлургической технологии или аналогичной, предложение передового программного обеспечения и изменений графического пользовательского интерфейса, которые делают системы ЧПУ более мощными, универсальными и простыми в использовании, имеет большое значение. быть областью, в которой каждый строитель отличается от конкурентов».

Мы можем поговорить?

По мере того, как обрабатывающая промышленность претерпевает цифровизацию, разработчики систем ЧПУ и производители станков продолжают добавлять новые функции и возможности с помощью новейших датчиков, процессоров и программного обеспечения. На IMTS разработчики систем управления, FANUC и Siemens, в частности, продемонстрировали новое оборудование и стратегии для подключения своих систем управления и автоматизации к промышленному Интернету вещей (IIoT) и внедрению Индустрии 4.0.

На стенде FANUC America Corp. в Рочестере-Хиллз, штат Мичиган, компания продемонстрировала свои новейшие технологии IIoT, в том числе систему сбора и мониторинга данных FANUC Intelligent Edge Link and Drive (FIELD), а также систему Zero Down Time на ROBOT-LINKi. (ZDT), который использует прогнозную аналитику для предотвращения простоев из-за непредвиденных сбоев.

FANUC также продемонстрировала новые функции ЧПУ, в том числе улучшенную 3D-моделирование обработки с высоким разрешением для функций пятиосевой и сложной обработки; его последняя серия 0i-Model F Plus, следующее поколение элементов управления серии 0i; и его функция «Быстрый и простой запуск роботизации» (QSSR) для связи ЧПУ FANUC с роботами компании. Кроме того, FANUC добавила функции машинного зрения, встроенные непосредственно в ЧПУ.

«Мы видим большой толчок к использованию встроенных систем машинного зрения на ЧПУ, — сказал Пол Вебстер, технический руководитель FANUC America’s Hoffman Estates, подразделение ЧПУ в Иллинойсе. «Это только что выпущено; аппаратная технология такая же, как и на стороне робота, но реализована по-другому». Система, в которой используется программное обеспечение, отличное от программного обеспечения систем машинного зрения, используемых в роботах FANUC, «позволяет гибко реализовать систему машинного зрения через ЧПУ», — сказал Вебстер.

Последняя тенденция объединения станков с ЧПУ может предложить производителям более высокую производительность и более надежное качество, отметил Тяньсу Цзин, менеджер по продукции Sinumerik CNC в Элк-Гроув-Виллидж, штат Иллинойс, бизнес-подразделение Siemens Machine Tools. «Siemens предлагает различные технические инновации для всех производственных областей, в том числе таких основных, как аэрокосмическая и автомобильная», — сказал он. «Инновации сосредоточены не только на повышении скорости проектирования машиностроителей за счет внедрения нового мощного портала TIA и Safety Integrated Plus, но и на «искусстве» современных продуктов оцифровки данных, которые предлагают конечным клиентам способы подключения, контролировать, анализировать и оптимизировать свои машины.

«Умное производство/промышленность 4.0, также называемая цифровизацией, меняет правила игры в производстве, — продолжил Цзин. «Соединение машин вместе открывает множество новых возможностей, а также новые бизнес-модели. Чтобы предложить своим клиентам лучший сервис, производители должны повысить свою производительность и качество, чтобы предлагать более качественные продукты в более короткие сроки. Точно так же, чтобы укрепить свои конкурентные позиции на рынке, компаниям необходимо сократить время, необходимое для разработки новых продуктов».

Цзин добавил, что машинисты всегда стремятся сделать операции по резке проще и быстрее. «Для разных типов машин нужны разные функции для реализации этой цели, например. «Top Surface» для резки пресс-форм и высечек для лучшего качества поверхности за более короткое время и «Tool Manager» для простого управления всеми инструментами, чтобы сократить время простоя станка из-за поломки инструмента и т. д.», — сказал он.
Программное обеспечение Элементы управления ЧПУ позволили легко добавлять специализированные процедуры и макросы, повышающие производительность как крупных производителей, так и небольших мастерских.

«Производителям постоянно требуются более высокая производительность и лучшее качество, — отмечает Цзин.

«Из-за материала инструмента и механики станка трудно резко сократить скорость резания, поэтому новый потенциал повышения производительности заключается в лучшем управлении всей производственной цепочкой, включая распределение задач между разными станками, оптимизированное расположение инструментов, моделирование перед реальной резкой для проверки конструкции и онлайн-анализ компонентов станка, включая инструменты и т. д.

«Siemens предлагает полные линейки продуктов, чтобы помочь крупным и небольшим производителям настроить своего виртуального двойника и проанализировать свое производство, чтобы оптимизировать производство от проектирования продукта до доставки», — продолжил Цзин. Программное обеспечение Siemens включает в себя Manage MyMachine, Analyze MyPerformance, Analyze ToolPath и Run MyVNCK для проверки проекта, оптимизации программы обработки деталей, имитации резки и поддержания оптимального уровня производительности станков, добавил он.

По словам Коупа из Hurco, соединив машины с Индустрией 4.0 и «Умным производством», отрасль может изменить правила игры и восполнить пробел в навыках, который существует сегодня в производстве. «Эти новые стандарты обеспечивают возможность взаимодействия машин и элементов управления друг с другом, а машины становятся «помощниками» в большой производственной ячейке, где конкретная работа или программа могут быть отправлены на следующий доступный станок и не зависеть от конкретная машина становится доступной. Они также могут отправлять отзывы о заданиях или машинах указанным получателям электронной почты или текстовых сообщений.

«В ближайшие годы возможности и универсальность работы с автоматизацией будут становиться все более и более бесценными для магазинов всех размеров», — продолжил Коуп. "Из-за меньшего количества сотрудников небольшие магазины могут выиграть от этой технологии даже больше, чем крупные магазины, поскольку она позволяет им использовать больше часов в день, даже без продления второй и третьей смены".

На своем стенде IMTS Hurco представила автоматизацию с коллаборативными роботами, многоосевыми серийными роботами и системами поддонов, демонстрирующими автоматизацию для производства деталей с большим ассортиментом и малыми объемами, которые можно найти во многих мастерских, сказал Коуп, отметив, что выставка автоматизации была результатом совместных усилий. между Hurco и Erowa, Universal Robots, FANUC, Интернет-ресурсами и Industrial Controls &Automation.

«Hurco выделила обширные инженерные ресурсы для изобретения нашей запатентованной программно-управляемой системы управления движением под названием UltiMotion, — сказал Коуп. «Благодаря UltiMotion, огромному объему памяти и упреждающему блоку ЧПУ (все стандартные функции находятся под нашим контролем), это принесет пользу всем отраслям, но особенно это будет полезно для наших производителей пресс-форм и аэрокосмических цехов. Сочетание скорости, пропускной способности и точного отклика оси поможет заказчику производить детали самого высокого качества, с более коротким временем цикла и выдающимся качеством поверхности».

Одиночные настройки, симуляция ценится

«Более эффективная работа с одиночными установками на многоосевых станках — это современная тенденция в ЧПУ», — отметил Гисберт Ледвон, менеджер по развитию бизнеса TNC, Heidenhain Corp., Шаумбург, Иллинойс. «Люди хотят делать больше на одном станке, если могут, поэтому очевидно, что пять осей прошли долгий путь, не только для полных пяти осей, но и все больше и больше для 3+2 [обработки], потому что людям нужно оставаться конкурентоспособными», — сказал Ледвон. . «Если они будут продолжать делать то, что делают, они не будут конкурентоспособными».

Он добавил, что хотя некоторые работы по механообработке возвращаются в США, самая простая обработка — нет.

«Сложные вещи возвращаются. Существует тенденция, когда люди хотят делать больше на одном станке, так что это либо пять осей, либо они хотят выполнять токарно-фрезерные операции на фрезерном станке. Они хотят немного больше заняться автоматизацией, поэтому им нужна простая функциональность для управления, возможно, простым устройством смены поддонов, и на основе этого устанавливать приоритеты ».

Он добавил, что операции обработки зубьев и сложной зубообработки вернулись, чему способствовало новое программное обеспечение системы ЧПУ Heidenhain. Сложные операции обработки требуют высокоточного 3D-моделирования в программном обеспечении для моделирования, подобно тому, что компания Heidenhain недавно добавила в набор инструментов ЧПУ, включая динамическое отслеживание столкновений.

«Даже если у вас может быть внешний мониторинг столкновений, например, с помощью программы CAM или Vericut, который проверяет вашу программу, чтобы у вас не было столкновений, люди также хотят делать это на машине [управление], если они могут», — Ледвон. сказал. «Если машина может визуально показать им, есть ли у них проблема со столкновением, они захотят увидеть 3D-модель кинематики машины и просто перепроверить, что, если они занимаются программированием, им все равно нужна эта проверка на машина.”

Моделирование деталей на системе ЧПУ становится все более распространенным явлением, поскольку FANUC и другие компании FANUC и другие представили на IMTS новые модели моделирования на основе ЧПУ. Моделирование FANUC предлагает полное трехмерное моделирование детали, отметил Вебстер, показывая твердое тело детали во время ее обработки.

Использование твердотельных моделей также растет в предложениях разработчиков ЧПУ, отмечает Коуп из Hurco. «Тренд, который начинают перенимать некоторые элементы управления и который, безусловно, будет расти, — это возможность импортировать твердотельные модели непосредственно в элемент управления и создавать на их основе программы. Хотя мы уже несколько лет можем импортировать файлы STL для использования в качестве стандартной геометрии, на выставке IMTS 2018 компания Hurco представила новую функцию — 3D-импорт с расширенным 3D-файлом DXF, которая была очень хорошо принята посетителями выставки», — добавил Коуп. «Поскольку многие пользователи получают файлы твердотельных моделей от своих клиентов, возможность просто загрузить этот файл в систему управления и создать программу обработки детали без использования CAM-системы является значительным преимуществом».

Что важнее всего для машинистов

Простота использования занимает очень важное место в списках пожеланий большинства машинистов, и разработчики ЧПУ добились устойчивого прогресса в этой области:в последние годы компания FANUC обновила свой пользовательский интерфейс, а многие другие разработчики включили более простые в использовании интерфейсы с сенсорным экраном.

«Они хотят скорости, не хотят ждать и хотят точности, — сказал Робин Кейв, инженер-программист Mazak Corp. во Флоренции, штат Кентукки. код перед нарезкой начинается с довольно хорошей симуляции, которая
показывает все».

Линейка ЧПУ Mazatrol Smooth компании Mazak, включающая SmoothX, SmoothG и SmoothC, была модернизирована компанией Mazak в Японии около трех лет назад с использованием оборудования Mitsubishi и встроенной операционной системы Windows 8. Кейв отметил, что эти ЧПУ предлагают интуитивно понятное управление для пользователей с сенсорными экранами, которые позволяют настраивать процесс обработки детали с помощью ползунков и других графических элементов ввода.

«Это невероятно быстрое управление», — сказал Кейв из Smooth CNC, отметив, что Технологический институт Джорджии протестировал элементы управления. «Он обрабатывается быстрее, чем все, что мы делали раньше, и твердотельные накопители действительно помогают с этой скоростью. Вам не всегда нужна большая скорость, но когда вы интерполируете концевую фрезу со сферическим концом, вам нужно быстро проглотить много кода», — сказал Кейв. «Вы чаще сталкиваетесь с такими вещами при работе с пресс-формами и аэрокосмической промышленностью.

«Еще одна действительно важная вещь для наших клиентов — это SMC — наша конфигурация Smooth Machine», — продолжил Кейв. «Клиенты хотели, чтобы наши машины были более универсальными. Иногда они должны быть очень точными, иногда нет». Он отметил, что SMC позволяет машинистам легко регулировать ползунки, чтобы сделать станок более или менее точным в зависимости от условий обработки, что помогает упростить задачи программирования на станке.

Единая платформа для всего

Универсальность обработки является ключевой тенденцией для пользователей ЧПУ сегодня, отметил Тодд Дрейн, менеджер по маркетингу Fagor Automation-USA, Элк-Гроув-Виллидж, Иллинойс. «Производителям нужна единая платформа ЧПУ, которая может решать любые задачи, имеющиеся у них в производственном цеху», — сказал Дрейн, отметив, что это позволяет лучше обмениваться персоналом цеха. «Как только они освоят одну платформу ЧПУ, интеграция с новым процессом для этого человека станет намного проще, если операционная платформа останется той же для нового процесса».

По словам Дрейна, среди его последних разработок платформа ЧПУ Fagor 8065 была разработана с запатентованными расширенными функциями, необходимыми для высокоскоростной обработки, при сохранении наилучшего качества обрабатываемой поверхности и максимальной точности. Функция Fagor Adaptive Real-Time Feed and Speed ​​(ARFS) позволяет ЧПУ анализировать условия обработки, такие как нагрузка на шпиндель, мощность сервопривода и температура наконечника инструмента, а также адаптирует как скорость подачи оси, так и скорость шпинделя для максимальной производительности обработки, добавил Дрейн. . «Результатом является сокращение времени цикла в сочетании с превосходным качеством обработки детали. Кроме того, увеличен срок службы шпинделя и серводвигателя, а также улучшено использование инструмента».

ЧПУ Fagor 8065 также оснащен функцией высокоскоростной обработки поверхности (HSSA), предназначенной для аэрокосмической промышленности, которая обеспечивает снижение механической нагрузки на станок, что увеличивает срок службы станка. Кроме того, по словам Дрейна, из-за более низкой вибрации машины она способна двигаться более плавно и с более высокой скоростью подачи. «Кроме того, встроенный инструмент диаграммы Боде позволяет измерять частотную характеристику машины, что дает возможность фактически фильтровать вибрации машины, создаваемые различными условиями эксплуатации и окружающей средой».

Fagor также предлагает приложение Fagor Machining Calculator (FMC), которое доступно на платформах ЧПУ 8060 и 8065. Функция состоит из базы данных обрабатываемых материалов и операций обработки (фрезерование и токарная обработка) и интерфейса для выбора подходящих режимов резания (скорость подачи по осям и скорость шпинделя для каждой операции). По словам Дрейна, еще одним преимуществом ЧПУ Fagor является компактная аппаратная конструкция линии управления. «В современном производстве, по словам заказчика, пространство — это деньги», — отметил он. «Следовательно, Fagor создал не только компактные ЧПУ, но и компактные приводы и даже двигатели. Идея состоит в том, чтобы предлагать бережливые решения, соответствующие потребностям, а не шаблонный подход».