Perangkat Lunak, Antarmuka CNC Meningkatkan Produktivitas Pemrograman Push

Kontrol yang cepat dan cerdas membuat tugas-tugas yang tinggi menjadi singkat.

Teknologi manufaktur dan digitalisasi yang terhubung mendorong banyak inovasi utama dalam kontrol mesin CNC yang membantu bengkel memotong logam dan membuat suku cadang secepat dan seefisien mungkin. Dalam kebanyakan kasus, perangkat lunak memimpin dalam membantu pemrogram dan operator CNC di lantai pabrik untuk dengan mudah membuat suku cadang dengan presisi setinggi mungkin.

Peralatan CNC saat ini hampir dilengkapi dengan kemajuan perangkat keras terbaru, termasuk prosesor yang lebih cepat, lebih banyak RAM on-board untuk tugas komputasi yang intensif, ditambah opsi solid-state drive yang lebih baru yang memungkinkan waktu boot-up yang hampir segera serta operasi tanpa khawatir di lingkungan toko yang kasar.

Namun, kemajuan perangkat lunak terbaru, dengan fitur-fitur yang mencakup aplikasi manufaktur yang terhubung, simulasi 3D canggih, dan antarmuka pengguna berbasis sentuhan, terus memberikan pembuat CNC jalan terbaik untuk membedakan diri mereka dari paket.

“Perangkat lunak kontrol benar-benar satu-satunya tempat bagi pembuat peralatan mesin untuk memperkenalkan inovasi yang mengubah permainan,” kata Michael Cope, spesialis teknis produk, Hurco Cos. Inc., Indianapolis. “Karena solusi mekanis baru dan inovatif sangat sedikit dan jarang, terutama tanpa pengenalan beberapa teknologi metalurgi baru atau serupa, menawarkan perangkat lunak mutakhir dan perubahan antarmuka pengguna grafis yang membuat kontrol CNC lebih kuat, lebih fleksibel, dan lebih mudah digunakan telah menjadi area di mana setiap pembangun membedakan dirinya dari kompetisi.”

Bisakah Kita Bicara?

Saat industri manufaktur mengalami transformasi digitalisasi, pengembang kontrol CNC dan pembuat peralatan mesin terus menambahkan fitur dan fungsionalitas baru dengan sensor, prosesor, dan perangkat lunak terbaru. Di IMTS, pengembang kontrol FANUC dan Siemens, khususnya, memamerkan peralatan dan strategi baru untuk menghubungkan kontrol dan otomatisasi mereka untuk Industrial Internet of Things (IIoT) dan mengaktifkan Industri 4.0.

Di stan IMTS FANUC America Corp. yang berbasis di Rochester Hills, perusahaan mendemonstrasikan teknologi IIoT terbaru, termasuk sistem pengumpulan dan pemantauan data FANUC Intelligent Edge Link and Drive (FIELD) dan Zero Down Time pada ROBOT-LINKi (ZDT), yang menggunakan analitik prediktif untuk membantu mencegah waktu henti akibat kegagalan tak terduga.

FANUC juga menampilkan fitur CNC baru, termasuk simulasi pemesinan model 3D resolusi tinggi yang ditingkatkan untuk fungsi pemesinan lima sumbu dan kompon; Seri 0i-Model F Plus terbaru, generasi berikutnya dari kontrol Seri 0i; dan fitur Quick and Simple Startup of Robotization (QSSR) untuk menghubungkan CNC FANUC dengan robot perusahaan. Selain itu, FANUC telah menambahkan kemampuan visi yang dibangun langsung ke dalam CNC-nya.

“Kami melihat banyak dorongan untuk menggunakan sistem penglihatan bawaan pada CNC,” kata Paul Webster, manajer teknik untuk unit CNC FANUC America's Hoffman Estates, yang berbasis di Illinois. “Ini baru saja dirilis; teknologi perangkat kerasnya sama seperti di sisi robot, tetapi diimplementasikan secara berbeda.” Sistem, yang menggunakan perangkat lunak yang berbeda dari sistem penglihatan yang digunakan dalam robot FANUC, “memungkinkan implementasi visi yang fleksibel melalui CNC,” kata Webster.

Tren terbaru dalam menghubungkan peralatan mesin CNC bersama-sama dapat menawarkan produsen produktivitas yang lebih tinggi dan kualitas yang lebih andal, kata Tiansu Jing, manajer produk Sinumerik CNC untuk Unit Bisnis Peralatan Mesin Siemens Village, Illinois, yang berbasis di Desa Elk Grove. “Siemens menawarkan inovasi teknis variabel untuk semua area manufaktur, termasuk yang utama seperti aerospace dan otomotif,” katanya. “Inovasi tidak hanya berfokus pada peningkatan kecepatan rekayasa pembuat mesin dengan memperkenalkan portal TIA baru yang kuat dan Safety Integrated Plus, tetapi juga produk digitalisasi 'seni', yang menawarkan cara pelanggan akhir untuk terhubung, memantau, menganalisis, dan mengoptimalkan mesin mereka.

“Smart Manufacturing/Industry 4.0, yang juga disebut ‘digitalisasi’, adalah pengubah permainan di bidang manufaktur,” lanjut Jing. “Dengan menghubungkan mesin bersama-sama, ada banyak kemungkinan baru yang masuk, serta model bisnis baru. Untuk menawarkan layanan yang lebih baik kepada pelanggan mereka, produsen perlu meningkatkan produktivitas dan kualitas mereka untuk menawarkan produk yang lebih baik dalam waktu tunggu yang lebih singkat. Demikian pula, untuk memperkuat posisi kompetitif mereka di pasar, perusahaan perlu mempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk merancang produk baru.”

Teknisi selalu mencari cara untuk membuat operasi pemotongan lebih mudah dan lebih cepat, Jing menambahkan. “Untuk berbagai jenis mesin, mereka membutuhkan fitur yang berbeda untuk mewujudkan target ini, mis. 'Top Surface' untuk pemotongan cetakan dan die untuk kualitas permukaan yang lebih baik dalam waktu yang lebih singkat, dan 'Tool Manager' untuk mengelola semua alat dengan mudah guna mengurangi waktu henti alat berat karena kerusakan alat, dll.,” katanya.
Perangkat lunak elemen kontrol CNC telah memungkinkan penambahan rutinitas dan makro khusus yang mudah yang meningkatkan produktivitas di pabrik besar dan operasi bengkel kerja yang lebih kecil.

“Produsen mencari produktivitas yang lebih tinggi dan kualitas yang lebih baik setiap saat,” catat Jing.

“Dibatasi oleh material alat dan mekanik mesin, sulit untuk memperpendek kecepatan potong secara dramatis, sehingga potensi baru untuk meningkatkan produktivitas adalah dengan pengelolaan yang lebih baik dari rantai nilai produksi yang lengkap, termasuk mendistribusikan tugas ke mesin yang berbeda, pengaturan alat yang dioptimalkan, simulasi sebelum pemotongan nyata untuk memverifikasi desain, dan analisis online komponen mesin, termasuk alat, dll.

“Siemens menawarkan lini produk lengkap untuk membantu produsen besar dan kecil untuk menyiapkan kembaran virtual mereka dan menganalisis produksi mereka untuk mengoptimalkan produksi mulai dari desain produk hingga pengiriman,” lanjut Jing. Perangkat lunak Siemens mencakup Kelola MyMachine, Analisis MyPerformance, Analisis ToolPath, dan Jalankan MyVNCK untuk memverifikasi desain, mengoptimalkan program bagian, mensimulasikan pemotongan, dan menjaga mesin tetap berjalan pada tingkat kinerja yang optimal, tambahnya.

Dengan menghubungkan mesin dengan Industri 4.0 dan Manufaktur Cerdas, industri dapat mengubah permainan dan menjembatani kesenjangan keterampilan yang ada di bidang manufaktur saat ini, menurut Hurco's Cope. “Standar baru ini memberikan kemampuan untuk membuat mesin dan kontrol berinteraksi satu sama lain dan membuat mesin menjadi 'pembantu' dalam sel manufaktur besar, di mana pekerjaan atau program tertentu dapat dikirim ke peralatan mesin berikutnya yang tersedia dan tidak bergantung pada mesin tertentu menjadi tersedia. Mereka juga dapat mengirim umpan balik pekerjaan atau mesin ke penerima email atau teks tertentu.

“Memiliki kekuatan dan keserbagunaan bekerja dengan otomatisasi akan menjadi semakin berharga bagi toko-toko dari semua ukuran di tahun-tahun mendatang,” lanjut Cope. “Karena jumlah karyawan yang lebih sedikit, toko-toko kecil mungkin mendapat manfaat dari teknologi ini bahkan lebih dari toko-toko besar karena memungkinkan mereka untuk memanfaatkan lebih banyak jam dalam sehari—bahkan tanpa harus memperpanjang shift kedua dan ketiga.”

Di stan IMTS-nya, Hurco menampilkan otomatisasi dengan robot kolaboratif, robot serial multi-sumbu, dan sistem palet yang menunjukkan otomatisasi untuk produksi suku cadang campuran tinggi/volume rendah yang ditemukan di banyak toko pekerjaan, kata Cope, dengan mencatat bahwa pameran otomatisasi adalah upaya kolaboratif antara Hurco dan Erowa, Universal Robots, FANUC, Sumber Daya Online, dan Kontrol &Otomatisasi Industri.

“Hurco telah mendedikasikan sumber daya teknik yang luas untuk menemukan sistem kontrol gerak berbasis perangkat lunak kami yang dipatenkan, yang disebut UltiMotion,” kata Cope. “Dengan UltiMotion, sejumlah besar memori dan blok NC melihat ke depan (semua fitur standar pada kendali kami), semua industri mendapat manfaat tetapi akan sangat bermanfaat bagi pembuat cetakan dan toko kedirgantaraan kami. Gabungan kecepatan, throughput, dan respons sumbu akan membantu memastikan bahwa pelanggan memproduksi suku cadang terbaik, dengan waktu siklus yang lebih singkat dan penyelesaian permukaan yang luar biasa.”

Pengaturan Tunggal, Simulasi Berharga

Bekerja lebih efisien dengan pengaturan tunggal pada mesin multisumbu adalah tren di CNC saat ini, kata Gisbert Ledvon, manajer pengembangan bisnis TNC, Heidenhain Corp., Schaumburg, Illinois. “Orang ingin melakukan lebih banyak pada satu mesin jika mereka bisa, jadi jelas lima sumbu telah berkembang jauh, tidak hanya untuk lima sumbu penuh tetapi lebih dan lebih untuk 3+2 [pemesinan] karena orang harus tetap kompetitif,” kata Ledvon . “Jika mereka terus melakukan apa yang mereka lakukan, mereka tidak akan kompetitif.”

Sementara beberapa pekerjaan pemesinan kembali ke AS, pemesinan termudah tidak, tambahnya.

“Hal-hal kompleks akan kembali. Ada kecenderungan orang ingin melakukan lebih banyak dalam satu alat mesin, jadi itu baik lima sumbu atau mereka ingin melakukan aplikasi penggilingan/putaran pada mesin penggilingan. Mereka ingin memulai sedikit lebih banyak otomatisasi, jadi mereka menginginkan fungsionalitas yang mudah di kontrol mereka untuk mengelola mungkin pengubah palet sederhana, dan menetapkan prioritas dari itu.”

Operasi pemesinan untuk skiving dan pemotongan gigi yang rumit telah kembali, dibantu oleh perangkat lunak yang lebih baru dalam kontrol TNC Heidenhain, tambahnya. Operasi pemesinan yang kompleks memerlukan pemodelan 3D yang sangat akurat dalam perangkat lunak simulasi seperti yang baru-baru ini ditambahkan Heidenhain ke kotak peralatan TNC, termasuk Pemantauan Tabrakan Dinamisnya.

“Meskipun Anda mungkin memiliki pemantauan tabrakan di luar, seperti dengan program CAM atau Vericut, misalnya, yang memverifikasi program Anda sehingga Anda tidak memiliki tabrakan, orang juga ingin melakukannya di [kontrol] mesin, jika mereka bisa,” Ledvon dikatakan. “Jika mesin dapat secara visual menunjukkan kepada mereka jika mereka memiliki masalah tabrakan, mereka ingin melihat model 3D dari kinematika mesin, dan hanya memeriksa ulang jika mereka melakukan pemrograman—mereka masih menginginkan verifikasi itu di layar. mesin.”

Simulasi suku cadang pada kontrol CNC menjadi lebih umum, dengan simulasi berbasis CNC baru yang diperkenalkan di IMTS oleh FANUC dan lainnya. Simulasi FANUC menawarkan simulasi suku cadang 3D penuh, kata Webster, yang menunjukkan bodi padat suku cadang saat sedang menjalani operasi pemesinan.

Penggunaan model solid juga berkembang dalam penawaran pengembang CNC, catat Hurco's Cope. “Tren yang mulai diadopsi oleh beberapa kontrol, dan yang pasti akan kita lihat tumbuh, adalah kemampuan untuk mengimpor model solid langsung ke dalam kontrol—dan untuk membuat program darinya. Meskipun kami telah dapat mengimpor file STL untuk digunakan sebagai geometri stok selama beberapa tahun, Hurco memperkenalkan fitur baru, Impor 3D dengan peningkatan 3D DXF di IMTS 2018, yang diterima dengan sangat baik oleh peserta pertunjukan, ”tambah Cope. “Karena banyak pengguna menerima file model solid dari pelanggan mereka, merupakan manfaat yang signifikan untuk dapat dengan mudah memuat file itu ke dalam kontrol dan membuat program bagian tanpa memerlukan sistem CAM.”

Yang Paling Penting bagi Ahli Mesin

Kemudahan penggunaan menempati peringkat sangat tinggi pada daftar keinginan sebagian besar masinis, dan pengembang CNC membuat kemajuan yang stabil di bidang ini, dengan FANUC memperbarui antarmuka penggunanya dalam beberapa tahun terakhir dan banyak pengembang lainnya termasuk antarmuka layar sentuh yang lebih mudah digunakan.

“Mereka menginginkan kecepatan, tidak ingin menunggu, dan mereka menginginkan akurasi,” kata Robin Cave, insinyur perangkat lunak untuk Mazak Corp yang berbasis di Florence, Ky. “Grafis pada mesin Windows kami sangat bagus, dan mereka membantu masinis memverifikasi kode sebelum pemotongan dimulai dengan simulasi yang cukup bagus yang
menunjukkan segalanya.”

Mazak's Mazatrol Smooth line of CNCs, yang meliputi SmoothX, SmoothG, dan SmoothC, diubah oleh Mazak di Jepang sekitar tiga tahun lalu menggunakan perangkat keras Mitsubishi dan menggabungkan sistem operasi tertanam Windows 8. CNC ini menawarkan operasi intuitif bagi pengguna dengan layar sentuh yang memungkinkan penyesuaian sebagian proses, kata Cave, dengan menggunakan bilah penggeser dan input grafis lainnya.

“Ini adalah kontrol yang sangat cepat,” kata Cave of the Smooth CNCs, mencatat bahwa Georgia Tech telah menguji kontrolnya. “Prosesnya lebih cepat dari apa pun yang kami buat sebelumnya, dan solid-state drive sangat membantu kecepatannya. Anda tidak selalu membutuhkan banyak kecepatan, tetapi ketika Anda menginterpolasi ball nose end mill, Anda perlu memakan banyak kode dengan cepat, ”kata Cave. “Anda lebih sering mengalami hal-hal semacam itu dalam pekerjaan cetakan dan kedirgantaraan.

“Satu hal besar lainnya dengan pelanggan kami adalah SMC kami—Konfigurasi Mesin Halus kami,” lanjut Cave. “Apa yang diinginkan pelanggan adalah mesin kami menjadi lebih fleksibel. Terkadang mereka harus benar-benar akurat, terkadang tidak.” SMC memungkinkan masinis menyesuaikan slider dengan mudah untuk membuat alat berat lebih atau kurang akurat sesuai kondisi pemesinan, katanya, membantu meringankan tugas pemrograman pada mesin.

Platform Tunggal untuk Semuanya

Keserbagunaan permesinan adalah tren utama bagi pengguna CNC saat ini, kata Todd Drane, manajer pemasaran untuk Fagor Automation-USA, Elk Grove Village, Illinois. “Produsen menginginkan satu platform CNC yang dapat menangani aplikasi apa pun yang mereka miliki di lantai produksi,” kata Drane, mencatat bahwa ini memungkinkan pertukaran personel toko yang lebih baik. “Begitu mereka mempelajari satu platform CNC, integrasi ke proses baru untuk individu itu jauh lebih mudah jika platform operasi tetap sama dengan proses baru.”

Di antara perkembangan terbarunya, platform 8065 CNC Fagor telah dirancang dengan fitur-fitur canggih eksklusif yang diperlukan untuk pemesinan berkecepatan tinggi, sambil mempertahankan permukaan akhir pemesinan terbaik dan akurasi maksimum, kata Drane. Fitur Adaptive Real-Time Feed and Speed ​​(ARFS) Fagor memungkinkan CNC untuk menganalisis kondisi pemesinan seperti beban spindel, daya servo, dan suhu ujung pahat, serta menyesuaikan laju umpan sumbu dan kecepatan spindel untuk produktivitas kinerja pemesinan maksimum, tambah Drane . “Hasilnya adalah pengurangan waktu siklus, ditambah dengan penyelesaian bagian yang unggul. Masa pakai spindel dan motor servo yang diperpanjang juga tercapai serta pemanfaatan alat yang lebih baik.”

Fagor 8065 CNC juga dilengkapi dengan fungsionalitas permesinan High Speed ​​Surface Accuracy (HSSA) khusus kedirgantaraan yang menawarkan pengurangan tekanan mekanis pada alat berat, yang meningkatkan umur perkakas mesin. Selain itu, karena getaran alat berat yang lebih rendah, alat berat ini mampu melakukan gerakan yang lebih halus dan laju umpan yang lebih tinggi, kata Drane. “Selain itu, alat diagram Bode terpasang memungkinkan pengukuran respons frekuensi alat berat, sehingga memungkinkan kemungkinan untuk benar-benar menyaring getaran alat berat yang dihasilkan oleh berbagai kondisi operasi dan lingkungan.”

Fagor juga dilengkapi dengan aplikasi Fagor Machining Calculator (FMC), yang tersedia pada platform CNC 8060 dan 8065. Fitur ini terdiri dari database material yang akan dikerjakan dan operasi pemesinan (milling dan turning) dan antarmuka untuk memilih kondisi pemotongan yang sesuai (laju umpan pemesinan sumbu dan kecepatan spindel untuk setiap operasi). Kemajuan lain dalam Fagor CNCs adalah desain perangkat keras garis kontrol yang ringkas, kata Drane. “Dalam manufaktur hari ini, seperti yang dinyatakan oleh pelanggan, ruang adalah uang,” katanya. “Oleh karena itu, Fagor telah menciptakan tidak hanya CNC kompak, tetapi juga drive kompak dan bahkan motor. Idenya adalah untuk memberikan solusi lean yang sesuai dengan kebutuhan vs. pendekatan cookie-cutter.”