Teknologi VMC Memperluas Aplikasi, Produktivitas

Model lanjutan terus memperluas jangkauan VMC di lantai toko.

Pusat permesinan vertikal dengan fitur dan fungsi canggih mendapatkan garisnya sebagai anggota yang lebih produktif dari gudang peralatan CNC toko mesin. VMC hari ini menantang gagasan bahwa mereka harus dikirim ke beberapa sudut gelap toko yang jarang dikunjungi, atau terbatas pada pemesinan sekunder. VMC secara tradisional memiliki harga yang lebih rendah dibandingkan dengan pusat pemesinan horizontal tetapi tanpa kemampuan produksi.

Sampai batas tertentu, penambahan terbaru dari teknologi canggih telah memungkinkan VMC untuk menutup kesenjangan produktivitas dan mengamankan keunggulan kompetitif dalam kecepatan tinggi, aplikasi presisi tinggi yang beragam seperti dirgantara, medis, energi dan industri yang menuntut serupa. Fungsionalitas VMC telah meningkat secara signifikan dengan penambahan konfigurasi table-on-table dan trunnion sumbu keempat dan kelima, beberapa pengubah palet, lebih banyak alat, dan spindel berkecepatan tinggi. VMC mampu mengerjakan benda kerja yang paling kompleks, seperti bilah rotor untuk mesin jet, bilah turbin untuk pembangkit listrik, komponen ruang angkasa yang besar, serta pekerjaan cetakan dan cetakan yang presisi.

Studi Kasus VMC Cetakan dan Mati

Werkzeugbau Leiss GmbH dianggap sebagai salah satu produsen cetakan tiup ekstrusi dan cetakan tiup peregangan terkemuka dan paling sukses di dunia. Dalam kerjasama yang erat dengan pelanggannya, perusahaan dari Ludwigsstadt, Upper Franconia, Jerman, mengembangkan desain kemasan baru untuk industri makanan, farmasi, kimia, otomotif dan kosmetik, serta dies dan cetakan yang dirancang dan diproduksi oleh sekitar 65 Leiss yang terampil. karyawan.

“Sebagai penyedia layanan dalam desain dan konstruksi alat, kami melihat diri kami sebagai mitra bagi pelanggan kami,” kata Daniel Leiss, menjelaskan strategi perusahaan. Dia mengelola perusahaan bersama ayahnya Fritz Leiss. Kemitraan yang erat dengan pelanggan sering dimulai dengan pengembangan desain kemasan baru. “Semakin awal kami membantu proses dengan pengalaman kami, semakin ekonomis pembuatan cetakan untuk semua pihak yang terkait.”

Hal ini memungkinkan Werkzeugbau Leiss untuk memproduksi 250 dies baru per tahun dengan total sekitar 1.000 rongga, serta komponen periferal, seperti pin tiup, masker/lubang atau dies/pin.

Werkzeugbau Leiss mengelola produksi volume tinggi di fasilitasnya yang besar dan modern. Pemesinan presisi dilakukan oleh armada mesin yang kuat, termasuk sepuluh mesin CNC dari DMG Mori. Selain dua mesin bubut CTX, armada alat berat mencakup lima pusat permesinan vertikal dari seri DMG Mori DMC V. Ini termasuk DMC 1150 V, DMC 1450 V, dan juga DMC 1850 V baru.

Mesin bekerja dengan kapasitas penuh, mengerjakan cetakan tiup ekstrusi presisi tinggi, yang merupakan 80 persen dari produksi Leiss. Proses manufaktur mereka berkisar dari pengeboran dan penggilingan sistem pendingin untuk hidup seadanya dan finishing. “Kami mendapat manfaat dari stabilitas dan akurasi mesin yang tinggi, yang memungkinkan kami mengurangi pekerjaan finishing seminimal mungkin, terutama di bidang cetakan besar untuk mesin long-stroke,” kata Daniel Leiss, mengacu pada pemolesan berikutnya dari cetakan.

Model terbesar dari seri DMC V dipasang pada Juli 2018 sebagai mesin uji lapangan, yang dianggap Daniel Leiss sebagai tambahan yang sempurna:“Dengan DMC 1850 V, DMG Mori telah mengadaptasi konsep mesin yang telah teruji ke meningkatkan persyaratan kualitas saat mengerjakan komponen yang lebih besar dan lebih berat.” Pusat pemesinan vertikal meluas ke jalur perjalanan 1.850 mm di sumbu X, dan 700 mm dan 550 mm masing-masing di sumbu Y dan sumbu Z. Kapasitas beban maksimum adalah 3.000 kg.

Menurut Daniel Leiss, DMC 1850 V idealnya sesuai dengan persyaratan pembuat cetakan dan cetakan. “Stabilitas mesin berlaku baik untuk permesinan 2.5D dan pengeboran serta untuk roughing 3D. Dengan akurasi dan dinamikanya, alat berat ini juga mengesankan untuk finishing halus 3D dan oleh karena itu cocok untuk digunakan di semua fase produksi alat,” katanya. Setelah hanya beberapa bulan pengujian lapangan, DMC 1850 V digunakan dalam operasi dua shift dan sejak saat itu kinerjanya dapat diandalkan.

VMC dengan Tabel Miring

Mazak Corp., Florence, Ky., terus memperluas lini VMC yang dirancang dan dibuat oleh Kentucky dengan VC-500A/5X Vertical Machining Center yang dilengkapi dengan meja miring bergaya trunnion. VMC dirancang untuk pemrosesan komponen kecil dan kompleks yang akurat dan hemat biaya melalui pemesinan lima sumbu penuh. VC-500A/5X bergabung dengan Mazak VMC yang mencakup kemampuan pemesinan tiga, empat, dan lima sumbu dengan probing onboard untuk lokasi komponen dan inspeksi fitur. VC-500A/5X dilengkapi Mazatrol SmoothX CNC, yang memudahkan pembuatan program untuk produksi suku cadang yang kompleks.

Fungsi lanjutan VC-500A/5X memungkinkannya memastikan waktu siklus pemesinan sesingkat mungkin, terutama dalam program peningkatan halus untuk operasi lima sumbu simultan dan pemesinan cetakan bentuk bebas, kata perusahaan itu. Fungsi-fungsi ini termasuk kontrol feed forward gain tinggi, kecepatan sumbu putar cepat, kontrol akselerasi variabel, dan penggilingan saku cerdas. Perangkat lunak desain roda gigi khusus dan unit metrologi dapat diintegrasikan ke dalam proses pemesinan roda gigi loop tertutup.

Gerak sumbu VC-500A/5X mengakomodasi ukuran komponen hingga diameter 19,88″ (505 mm) dan tinggi 12″ (305 mm). Kecepatan traverse cepat untuk ketiga sumbu linier ini adalah 1.181 ipm (30 m/mnt). VC-500Z/5X dilengkapi dengan spindel CAT-40 12.000-rpm berkinerja tinggi untuk pemesinan semua material umum, termasuk baja, aluminium, dan besi tuang. Tersedia kecepatan spindel opsional 15.000 rpm dan 20.000 rpm.

ATC 60-alat membantu mengurangi waktu pengaturan, memungkinkan perkakas yang berlebihan dan memberikan peningkatan operasi tanpa awak dan tanpa gangguan. Proses ini memberi bengkel pilihan presisi tinggi dan hemat biaya untuk mengerjakan roda gigi batch kecil hingga menengah dengan perkakas standar.

Otomasi Mesin Tunggal

Dengan ruang lantai toko yang premium, mesin tapak kecil dihargai secara luas, seperti halnya otomatisasi yang dapat mengoptimalkan ruang lantai yang tersedia. Sistem otomasi mesin tunggal untuk pusat permesinan vertikal menawarkan solusi produktif untuk toko kecil dengan kemampuan untuk memenuhi permintaan produksi yang berubah dengan sistem yang dapat diperluas dan hemat biaya. Mereka membutuhkan ruang lantai yang minimal dan menyediakan operasi mati lampu, menjaga spindel alat berat tetap dalam pemotongan sementara operator bebas memuat suku cadang baru, melakukan pemeriksaan kontrol kualitas, atau menangani berbagai tugas bengkel lainnya.

Dalam hal otomatisasi, OEM peralatan mesin, seperti Mazak, menyadari bahwa satu ukuran tidak cocok untuk semua dan terus mengembangkan sistem otomatisasi yang dapat diskalakan. Sistem tersebut dapat diskalakan dalam ukuran, biaya, dan kemampuan, namun memberikan manfaat khas dari segala bentuk otomatisasi—peningkatan output dari mesin dan tenaga kerja—pada dasarnya melakukan lebih banyak dengan lebih sedikit.

Inilah cara Mazak mengukur manfaat otomatisasi satu mesin. Dibandingkan dengan sistem otomasi yang lebih ekspansif, sistem otomasi mesin tunggal memiliki jejak yang jauh lebih kecil, dan dalam banyak kasus bengkel kerja hanya itu yang dibutuhkan.

Sistem otomasi mesin tunggal saat ini biasanya merupakan solusi standar, namun fleksibel dan dapat diperluas. Misalnya, sistem otomasi Multi Pallet Pool (MPP) Mazak memberi toko pilihan tiga konfigurasi berbeda, menampung 6, 12 atau 18 palet. Sistem ini bekerja di berbagai metode produksi dan operator dapat mengatur sistem MPP untuk menjalankan suku cadang dengan campuran rendah/volume tinggi atau suku cadang jangka pendek dengan pergantian yang sering.

Awalnya, sebuah toko dapat memulai dengan MPP enam palet yang terdiri dari dua baris tiga palet. Sistem dua tingkat ini dapat diperluas hingga enam palet di setiap baris dengan total kumpulan 12 palet. Untuk sistem 18-pallet, MPP akan tumbuh menjadi tiga baris enam palet. Terlepas dari konfigurasinya, ukuran MPP dalam hal footprint tetap kecil, menghemat ruang lantai toko yang berharga.

Pengubah enam palet MPP yang dipasangkan dengan VMC lima sumbu Mazak Variaxis i-600, misalnya, menggunakan ruang lantai 29 persen lebih sedikit daripada sistem tipe linier enam palet sekaligus menyediakan kapasitas yang sama. Dibandingkan dengan sistem 12 palet, MPP mengurangi kebutuhan ruang lantai sebesar 44 persen. Dan ketika digunakan dengan VMC lima sumbu Mazak Variaxis i-700, MPP enam palet 44 persen lebih kecil dari sistem enam palet yang disusun secara linier, dan sistem MPP 12 dan 18 palet membutuhkan kurang dari setengah ruang.

Berbeda dengan sistem otomasi lainnya, MPP menggunakan palet mesin yang sebenarnya, bukan palet tambahan yang ditempatkan di atas palet mesin yang ada. MPP Variaxis i-600 dilengkapi palet 400 mm persegi yang menahan beban maksimum 300 kg pada dimensi hingga diameter 600 mm dan tinggi 425 mm.

Palet Variaxis i-700 MPP berukuran 500 mm persegi dan memiliki kapasitas muat 400 kg. MPP beroperasi dengan sistem penjepit palet yang sama seperti pengubah dua palet biasa yang dipasang pada peralatan mesin. Di dalam MPP, robot yang digerakkan servo mengambil dan menempatkan palet masuk dan keluar dari mesin.

MPP menggunakan perangkat lunak Smooth PMC yang sama yang mengontrol Sistem Otomasi Palletech multi-mesin Mazak yang ekstensif. Kontrol alat mesin menampilkan perangkat lunak yang berjalan pada unit pengontrol sel terpisah. Perangkat lunak PMC yang halus memudahkan untuk memantau sistem pemesinan otomatis dari hampir di mana saja menggunakan smartphone, PC, atau tablet. Perangkat lunak ini juga memungkinkan toko mengubah jadwal dengan cepat, mengelola file program bagian, melacak masa pakai/kerusakan alat, serta mengeluarkan instruksi ke lantai toko.

Beralih dari Mencetak ke Bagian Lebih Cepat

Anda akan mengharapkan bahwa Hurco Companies Inc., yang menemukan pemrograman percakapan, akan menjadi pemimpin dalam merampingkan proses dari pencetakan ke bagian yang lebih cepat dengan pusat permesinan CNC. Dan memang begitu.

Hurco VMC menjalankan keseluruhan, dari model nilai footprint kompak VM CNC VMC hingga mesin seri lima sumbu VMX, dan untuk suku cadang ruang angkasa terbesar, seri DCX dari pusat permesinan kolom ganda dengan sumbu X 2 dan 3 m. VMC Hurco digunakan untuk memproduksi suku cadang untuk industri otomotif, kedirgantaraan, peralatan medis, energi, alat injeksi dan cetakan, transportasi dan elektronik.

Pada pusat permesinan CNC kelas atas, Hurco menawarkan kontrol layar ganda untuk pemrosesan yang lebih cepat dan lebih mudah. Pencarian Blok Data membantu operator mengedit program bagian untuk memperbaiki fitur, misalnya. Alih-alih mencari melalui baris kode, programmer menggunakan layar grafis untuk memilih fitur bagian yang perlu diedit dan baris kode yang sesuai muncul di layar lain sehingga perubahan dapat dilakukan dengan cepat.

Fitur Pemrograman Bersamaan Hurco ditingkatkan dengan kontrol layar ganda. Saat pusat pemesinan menjalankan satu bagian, operator dapat memprogram bagian berikutnya tanpa mengganggu siklus pemesinan.

DXF Transfer memungkinkan operator untuk mengimpor gambar CAD, memilih fitur yang diinginkan, dan kontrol WinMax CNC secara otomatis membuat program. Program bagian dapat diperiksa di layar dengan sistem grafis verifikasi Hurco, yang mencakup rendering solid 3D dari jalur pahat dengan rotasi dinamis dan tampilan pahat waktu nyata sehingga bagian tersebut dapat dilihat dari sudut mana pun tanpa dipaksa untuk menggambar ulang. .

Kontrol Hurco dan fitur perangkat lunak terbaru dirancang untuk merampingkan semuanya, mulai dari mengoptimalkan waktu siklus hingga menangkap informasi perkakas. UltiMotion mengurangi waktu siklus hingga 30 persen yang, menurut Hurco, secara signifikan meningkatkan kualitas permukaan akhir.

UltiMonitor memungkinkan pemantauan jarak jauh mesin dari browser web apa pun, atau dimungkinkan untuk melihat layar kontrol atau video dari kamera USB di mesin. Panjang Alat Absolut memungkinkan pengaturan alat menjadi independen dari suku cadang dan mesin. Akibatnya, informasi pahat hanya perlu ditangkap sekali, memungkinkan pahat untuk digunakan di pusat pemesinan lain, memfasilitasi penggunaan prasetel pahat offline. Selain itu, Pengoptimalan Perubahan Alat menganalisis program bagian dan secara otomatis mengurangi jumlah penggantian pahat dengan mengatur ulang program untuk efisiensi yang optimal.

Kemampuan VMC Lengkap

FANUC RoboDrill yang familier meniru kemampuan pusat permesinan vertikal untuk melakukan penggilingan, pengeboran, penyadapan, menghadap, mengantongi, dan slotting—semua yang dapat dilakukan VMC, kata Ken Corklin, manajer produk RoboDrill, Methods Machine Tools Inc., Sudbury, Mass.

“RoboDrill bersaing sangat baik dengan VMC 20 x 30″ dan 20 x 40″ dan dapat melakukan jumlah pekerjaan yang sama dengan VMC 40-lancip 20 x 30″ dan melakukannya 15-50 persen lebih cepat. Alasannya adalah pergantian alat yang cepat, spindel yang cepat hidup dan mati, dan kecepatan motor yang tinggi. Bahkan jika 40 taper dapat melakukan roughing yang lebih berat, RoboDrill mengalahkannya dalam slotting, tapping, drilling, pocketing, dan interpolasi melingkar. Dengan roughing, RoboDrill biasanya 15 persen lebih cepat; tanpa hidup seadanya sebanyak 20-40 persen lebih tinggi,” katanya.

Ada lebih dari 7.000 RoboDrills yang dipasang di Amerika Utara, dengan sekitar setengahnya di bengkel kerja dan setengahnya lagi di toko khusus industri. Aplikasi termasuk pengerjaan aluminium berkecepatan tinggi untuk suku cadang aerospace, titanium dan krom kobalt untuk suku cadang medis dan suku cadang senjata serta teknik umum.

“Teknologi spindel BIG Plus telah memberikan RoboDrill gaya rangka-C 30-lancip area kontak permukaan yang memungkinkannya mengambil potongan yang lebih berat dan berkualitas tinggi dan melakukannya dengan kecepatan kilat—sesuatu yang sulit dicocokkan oleh mesin 40-lancip,” kata Corklin. “Misalnya, RoboDrill mampu melakukan pekerjaan cetakan dan cetakan biasa atau aplikasi medis dengan ball end mill berkecepatan tinggi dengan laju umpan 200 ipm (50 m/mnt) atau lebih karena laju akselerasi/deselerasinya yang cepat.”

RoboDrill tersedia dalam tiga ukuran:tempat tidur pendek, tempat tidur sedang dan tempat tidur panjang dengan kontrol FANUC 31i-B5 Nano CNC terbaru. Travel X/Y/Z pada model short bed adalah 300 x 300 x 300 mm; 500 x 400 x 330 mm dalam model sedang; dan 700 x 400 x 330 mm pada bedengan panjang. Laju traverse cepat adalah 2.125 ipm (54 m/mnt) di ketiga model. Spindel BIG Plus memiliki kecepatan 10.000 rpm dan 24.000 rpm dengan ATC 21 alat.

Penambahan terbaru pada RoboDrill termasuk motor servo untuk turret, yang mengurangi waktu siklus, serta fitur seperti Ai Overlap, yang memungkinkan radius busur bergerak di sumbu Z untuk mengurangi waktu siklus, bukan sudut 90º yang memerlukan pemberhentian. Kontrol iHMI layar sentuh dari FANUC memungkinkan peningkatan penggunaan aplikasi, seperti Renishaw's Go Probe.

RoboDrills dirancang agar sesuai dengan robot FANUC untuk paket otomatisasi standar atau untuk solusi otomatisasi yang disesuaikan. Methods memiliki sejumlah solusi otomatisasi “bolt-on” standar di Seri Plus baru, termasuk Plus K.

Plus K memungkinkan RoboDrill berjalan tanpa pengawasan melalui pengubah alat otomatis yang diperpanjang dan pengubah palet otomatis. Solusi otomatisasi kustom telah menjadi fokus Metode Otomatisasi selama bertahun-tahun, menurut perusahaan.

Dengan kontrol FANUC 31iB5, RoboDrill memiliki kemampuan lima sumbu. Pilihan seperti AICCII dan ribuan blok lookahead membuatnya mampu melakukan contouring dan machining berkecepatan tinggi. Ukurannya dan akselerasi 1,5 g membuatnya sangat bermanuver dan mampu mengurangi waktu siklus 15-50 persen dibandingkan dengan VMC standar, menurut Corklin.

VMC Linear dan Box Way

Banyak pembuat alat mesin sekarang condong secara eksklusif ke mesin jalur pemandu linier. Namun Doosan Machine Tools America, Pine Brook, N.J., menawarkan VMC linier dan kotak, yang menyediakan berbagai opsi pemesinan.

Seri DNM memiliki fitur jalur pemandu linier, spindel lancip BIG Plus 40 dan 50 (yang menjadi standar pada VMC Doosan), dan kecepatan spindel dari 8.000-15.000 rpm. Model S dilengkapi dengan 15.000 rpm dan jeram yang lebih cepat. Gerak sumbu X berkisar dari 20,5″ hingga 85″ (520-2,160 mm) dalam jajaran model.

Untuk pemesinan yang lebih berat pada material yang lebih keras, Seri Mynx menampilkan desain kotak, spindel lancip BIG Plus 40 dan 50 dengan kepala bergigi atau penggerak langsung, tergantung pada modelnya, dan kisaran 6.000 hingga 12.000 rpm.

Untuk bengkel produksi, model termasuk Seri VC dengan pengubah palet putar, dan DMP 500/2SP dengan spindel kembar dan dua pengubah pahat. DMP memiliki meja 47,2 x 20,5″ (1.200 x 520-mm) dan magasin hingga 40 alat yang dapat diakses oleh setiap spindel dengan ukuran yang hampir sama dengan mesin spindel tunggal. Setiap spindel dapat disesuaikan sedikit dengan sumbu W untuk menghindari perlunya penyelarasan sempurna antara ketinggian workholding atau fixture.

Vertikal lima sumbu Doosan mencakup DNM dengan tabel trunnion dua sumbu yang terintegrasi ke dalam platform alat berat. Dengan meja putar yang dipasangkan dengan penggerak langsung, spindel 40-lancip, 12.000 rpm, alat berat ini menawarkan peningkatan dari VMC standar.

Terakhir, mesin lima sumbu DVF menawarkan solusi yang lebih terintegrasi, baik dengan meja lima sumbu gaya kantilever atau gaya trunnion. VMC meja tetap lima sumbu Seri VCF menawarkan lebih banyak rentang suku cadang karena alat berat bergerak dan ukuran meja lebih besar. Sumbu tambahan ada di spindel kepala berputar sumbu-B atau di sumbu putar di atas meja yang terpasang.

Daftar Periksa untuk Mengevaluasi VMC Lanjutan

Model pusat permesinan vertikal terbaru yang datang ke pasar memiliki fitur canggih, atribut konstruksi, dan komponen yang berkontribusi pada tingkat keandalan dan efisiensi yang tidak pernah terpikirkan sebelumnya pada VMC. Menurut Ellison Technologies, penyedia solusi permesinan untuk operasi pemotongan logam Amerika Utara dan afiliasi globalnya, berikut adalah beberapa karakteristik dan kemampuan baru yang ingin Anda masukkan ke dalam VMC Anda berikutnya.

Untuk diskusi tentang karakteristik VMC yang menguntungkan, lihat “VMC Generasi Baru Lebih Produktif dan Efisien Dari Sebelumnya,” Teknik Manufaktur, Juni 2017, yang mencakup informasi ini:“Tinjau bagaimana mesin dibuat sehingga dalam 10, 15, bahkan 20 tahun , itu masih berjalan seakurat hari Anda menginstalnya. Periksa apakah pabrikan menggunakan analisis elemen hingga (FEA) untuk merancang coran untuk kepala spindel, alas, kolom, dan sadelnya. Idenya adalah untuk mendapatkan harmonik alami dari struktur di luar jangkauan operasional alat berat.

“Juga pastikan bahwa metode casting yang digunakan dilisensikan oleh organisasi Meehanite Worldwide. Proses yang dipatenkan ini menuntut prosedur produksi besi berkualitas tinggi, memberikan kekakuan jangka panjang, kemampuan pemotongan tugas berat, dan peredam getaran yang tepat selama masa pakai alat berat.

“Sorotan konstruksi lainnya dari mesin berkualitas termasuk kolom piramida melengkung yang digoreskan dengan tangan ke tempat tidur, membuat kedua coran berperilaku hampir seperti satu, juga memastikan geometri mesin ketat yang mencerminkan akurasi sebagian. Bantalan spindel keramik berkualitas tinggi, sekrup bola pra-ketegangan berlabuh ganda, dan pemandu gerak rol linier adalah beberapa aspek konstruksi lain yang perlu dipertimbangkan. Pemandu rol memiliki tiga kali kekakuan dan dua kali masa pakai pemandu gerak bantalan bola.

“Pada struktur yang baik, periksa komponen tambahan, seperti spindel, sistem pendingin, dan mekanisme pengiriman chip. Semua ini berkontribusi pada efisiensi. Cari fitur seperti spindel kontak ganda (lancip/muka) seperti BIG Plus, pemantauan beban pahat, pendingin melalui spindel, dan kontrol laju umpan adaptif untuk aplikasi perkakas dan waktu siklus yang optimal. Selanjutnya, pahami bagaimana mesin dirancang untuk menangani panas. Bisa dibilang kemajuan terbesar dalam beberapa tahun terakhir adalah penerapan berbagai peningkatan stabilitas termal.”