Teknologi VMC Memperluas Aplikasi & Meningkatkan Produktivitas
Model canggih terus memperluas jangkauan VMC di lantai produksi.
Mesin pemesinan vertikal dengan fitur dan fungsi canggih semakin membuktikan dirinya sebagai anggota yang lebih produktif dari klaster peralatan CNC bengkel mesin. VMC saat ini menantang gagasan bahwa mereka harus dikonsumsi ke sudut gelap yang jarang dikunjungi di bengkel, atau terbatas pada pemesinan sekunder. VMC tradisionalnya lebih murah dibandingkan dengan mesin pemesinan horizontal tetapi tanpa kemampuan produksi.
Sejauh ini, penambahan terbaru dari teknologi canggih telah memungkinkan VMC untuk menutup kesenjangan produktivitas dan mengamankan keunggulan kompetitif dalam aplikasi kecepatan tinggi, presisi tinggi yang beragam seperti penerbangan, medis, energi dan industri yang sama menuntut. Fungsi VMC telah secara signifikan ditingkatkan dengan penambahan konfigurasi meja-atas-meja dan trunnion keempat- dan kelima-sumbu, beberapa pemindah palet, lebih banyak alat, dan sumbu berputar kecepatan tinggi. VMC mampu memesinan workpiece paling kompleks, seperti rotor berdaun untuk mesin jet, palang turbin untuk pembangkit listrik, komponen penerbangan besar, dan kerja cetakan dan cetakan presisi.
Studi Kasus VMC Cetakan dan Mat Cetak
Werkzeugbau Leiss GmbH dianggap sebagai salah satu produsen cetakan bor blow ekstrusi dan cetakan bor blow peregangan terkemuka dan paling sukses di dunia. Dalam kerjasama erat dengan pelanggannya, perusahaan dari Ludwigsstadt, Upper Franconia, Jerman, mengembangkan desain kemasan baru untuk industri makanan, farmasi, kimia, otomotif dan kosmetika, serta mat dan cetakan yang dirancang dan diproduksi oleh sekitar 65 karyawan terampil Leiss.
«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. Mitra erat dengan pelanggan sering kali dimulai dengan pengembangan desain kemasan baru. «Semakin awal kami membantu proses dengan pengalaman kami, semakin hemat produksi mat bagi semua yang terkait.»
Ini memungkinkan Werkzeugbau Leiss untuk memproduksi 250 mat baru per tahun dengan total sekitar 1.000 rongga, serta komponen periferi, seperti pin blow, masker/stempel atau mat/pin.
Werkzeugbau Leiss mengelola produksi volume tinggi di fasilitas besar dan modern mereka. Pemesinan presisi dilakukan oleh armada mesin canggih, termasuk sepuluh mesin CNC dari DMG Mori. Selain dua mesin bor CTX, armada mesin mencakup lima mesin pemesinan vertikal dari seri DMG Mori DMC V. Ini mencakup DMC 1150 V, DMC 1450 V dan juga DMC 1850 V baru.
Mesin bekerja pada kapasitas penuh, memproses cetakan bor blow ekstrusi presisi tinggi yang mencakup 80 persen produksi Leiss. Proses manufaktur mereka berkisar dari bor dan fraising sistem pendinginan hingga roughing dan finishing. «Kami mendapat manfaat dari stabilitas dan akurasi mesin yang tinggi, yang telah memungkinkan kami untuk mengurangi pekerjaan finishing ke minimum, terutama dalam bidang cetakan besar untuk mesin langkah panjang,» kata Daniel Leiss, mengacu pada pengupolan setelahnya dari cetakan.
Model terbesar dari seri DMC V dipasang pada Juli 2018 sebagai mesin pengujian lapangan, yang menurut Daniel Leiss adalah penambahan yang sempurna: «Dengan DMC 1850 V, DMG Mori telah menyesuaikan konsep mesin yang teruji dengan persyaratan kualitas yang meningkat saat memesinan komponen yang lebih besar dan lebih berat.» Mesin pemesinan vertikal ini meluas hingga 1.850 mm perjalanan sumbu X, dan 700 mm serta 550 mm masing-masing pada sumbu Y dan Z. Kapasitas beban maksimal adalah 3.000 kg.
Menurut Daniel Leiss, DMC 1850 V secara ideal sesuai dengan persyaratan pembuat cetakan dan mat. «Stabilitas mesin berlaku baik untuk pemesinan 2.5D dan bor serta untuk roughing 3D. Dengan akurasi dan dinamikanya, mesin juga mengesankan untuk finishing halus 3D dan oleh karena itu cocok untuk digunakan dalam semua tahap produksi alat,» katanya. Setelah hanya beberapa bulan pengujian lapangan, DMC 1850 V digunakan dalam operasi dua shift dan telah berkinerja andal sejak itu.
VMC dengan Meja Miring
Mazak Corp., Florence, Ky., terus memperluas garis VMC dirancang dan dibangun Kentucky mereka dengan VC-500A/5X Vertical Machining Center yang menampilkan meja miring gaya trunnion. VMC ini dirancang untuk pemrosesan yang akurat dan hemat biaya bagian kecil dan kompleks melalui pemesinan lima sumbu penuh. VC-500A/5X bergabung dengan VMC Mazak yang mencakup kemampuan pemesinan tiga-, empat- dan lima-sumbu dengan probing papan atas untuk lokasi bagian dan inspeksi fitur. VC-500A/5X dilengkapi dengan Mazatrol SmoothX CNC, membuatnya mudah untuk menghasilkan program untuk produksi bagian kompleks.
Fungsi canggih VC-500A/5X memungkinkannya untuk memastikan waktu siklus pemesinan yang sempit mungkin, terutama dalam program increment halus untuk operasi lima sumbu bersamaan dan pemesinan cetakan mat bebas bentuk, kata perusahaan. Fungsi-fungsi ini mencakup kontrol feed forward gain tinggi, kecepatan sumbu rotasi cepat, kontrol percepatan variabel, dan fraising kantin cerdas. Perangkat lunak desain gigi khusus dan unit metrologi dapat diintegrasikan ke dalam proses pemesinan gigi loop tertutup.
Perjalanan sumbu VC-500A/5X menampung ukuran bagian hingga 19,88 inci (505 mm) dalam diameter dan 12 inci (305 mm) dalam tinggi. Kecepatan travers cepat untuk ketiga sumbu linear ini adalah 1.181 ipm (30 m/min). VC-500Z/5X dilengkapi dengan sumbu berputar berkinerja tinggi 12.000 rpm CAT-40 untuk memesinan semua material umum, termasuk baja, aluminium, dan besi cor. Kecepatan sumbu opsi 15.000 rpm dan 20.000 rpm tersedia.
ATC 60-alat membantu mengurangi waktu setup, memungkinkan alat redundan dan menyediakan operasi tanpa pengawas yang tidak terganggu yang lebih tinggi. Proses ini memberikan bengkel pekerja opsi yang presisi tinggi dan hemat biaya untuk memesinan gigi batch kecil hingga menengah dengan alat standar.
Otomatisasi Mesin Tunggal
Dengan ruang lantai produksi yang berharga, mesin jejak kecil sangat dihargai, seperti halnya otomatisasi yang dapat mengoptimalkan ruang lantai yang tersedia. Sistem otomatisasi mesin tunggal untuk mesin pemesinan vertikal menawarkan solusi produktif untuk bengkel kecil dengan kemampuan untuk memenuhi permintaan produksi yang berubah dengan sistem yang dapat diperluas dan hemat biaya. Mereka memerlukan ruang lantai minimal dan menyediakan operasi tanpa lampu, menjaga sumbu mesin tetap memotong sementara operator bebas untuk memuat bagian baru, melakukan pemeriksaan kualitas atau mengurus berbagai tugas bengkel lainnya.
Saat berkaitan dengan otomatisasi, OEM alat mesin, seperti Mazak, menyadari bahwa satu ukuran tidak cocok untuk semua dan terus mengembangkan sistem otomatisasi yang dapat diskalakan. Sistem seperti ini dapat diskalakan dalam ukuran, biaya, dan kemampuan, namun memberikan manfaat umum dari bentuk otomatisasi apa pun—produksi yang lebih tinggi dari mesin dan tenaga kerja—esensialmente melakukan lebih banyak dengan lebih sedikit.
Ini adalah cara Mazak mengukur manfaat otomatisasi mesin tunggal. Dibandingkan dengan sistem otomatisasi yang lebih luas, sistem otomatisasi mesin tunggal memiliki jejak yang jauh lebih kecil, dan dalam banyak kasus bengkel pekerja itu semua yang dibutuhkan.
Sistem otomatisasi mesin tunggal saat ini biasanya solusi yang distandarkan, namun fleksibel dan dapat diperluas. Misalnya, sistem otomatisasi Multi Pallet Pool (MPP) Mazak memberikan bengkel opsi tiga konfigurasi yang berbeda, menampung 6, 12 atau 18 palet. Sistem ini bekerja di seluruh metode produksi yang berbeda dan operator dapat mengatur sistem MPP untuk menjalankan bagian campuran rendah/volume tinggi atau bagian pendek dengan pergantian yang sering.
Awalnya, sebuah bengkel dapat mulai dengan MPP enam palet yang terdiri dari dua baris tiga palet. Sistem dua tingkat ini dapat memperluas menjadi enam palet pada setiap baris untuk total kolam 12 palet. Untuk sistem 18 palet, MPP akan tumbuh menjadi tiga baris enam palet. Terlepas dari konfigurasi, ukuran MPP dalam hal jejak tetap kecil, menghemat ruang lantai bengkel yang berharga.
Sebagai contoh, MPP pemindah enam palet yang dipadukan dengan VMC lima sumbu Mazak Variaxis i-600, menggunakan 29 persen lebih sedikit ruang lantai daripada sistem linear enam palet sambil menyediakan kapasitas yang sama. Dibandingkan dengan sistem 12 palet, MPP mengurangi persyaratan ruang lantai sebesar 44 persen. Dan saat digunakan dengan VMC lima sumbu Mazak Variaxis i-700, MPP enam palet 44 persen lebih kecil daripada sistem linear enam palet, dan sistem 12 dan 18 palet MPP membutuhkan kurang dari separuh ruang.
Sebaliknya dengan sistem otomatisasi lain, MPP menggunakan palet mesin sebenarnya daripada palet tambahan yang diletakkan di atas palet yang ada pada mesin. MPP Variaxis i-600 memiliki palet 400 mm persegi yang menampung beban maksimal 300 kg dengan dimensi hingga 600 mm diameter dan 425 mm tinggi.
Palet MPP Variaxis i-700 berukuran 500 mm persegi dan memiliki kapasitas beban 400 kg. MPP bekerja dengan sistem klamping palet yang sama seperti pemindah palet dua yang biasanya dipasang pada alat mesin. Dalam MPP, robot servo mengambil dan meletakkan palet ke dalam dan keluar dari mesin.
MPP menggunakan perangkat lunak Smooth PMC yang sama yang mengontrol Sistem Otomatisasi Palletech multi-mesin luas Mazak. Kontrol alat mesin menampilkan perangkat lunak yang berjalan pada unit kontrol sel terpisah. Perangkat lunak Smooth PMC memudahkan pemantauan sistem pemesinan otomatis dari hampir mana saja menggunakan smartphone, PC atau tablet. Perangkat lunak juga memungkinkan bengkel untuk mengubah jadwal secara langsung, mengelola file program bagian, melacak umur/patah alat serta memberikan instruksi ke lantai bengkel.
Dari Cetak ke Bagian Lebih Cepat
Anda akan mengharapkan bahwa Hurco Companies Inc., yang menemukan pemrograman konversasional, akan menjadi pemimpin dalam menyederhanakan proses dari cetak ke bagian lebih cepat dengan mesin pusat pemesinan CNC. Dan itu benar.
VMC Hurco bervariasi, dari model nilai jejak kecil VM CNC VMC hingga mesin seri VMX lima sumbu, dan untuk bagian penerbangan terbesar seri DCX mesin pemesinan dua kolum dengan sumbu X 2- dan 3-m. VMC Hurco digunakan untuk memproduksi bagian untuk industri otomotif, penerbangan, peralatan medis, energi, injeksi alat dan cetakan, transportasi dan elektronika.
Pada mesin pemesinan CNC tingkat tinggi, Hurco menawarkan kontrol layar dua untuk pemrosesan yang lebih cepat dan lebih mudah. Data Block Search 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 pada layar lain sehingga perubahan dapat dilakukan dengan cepat.
Fitur Pemrograman Bersamaan Hurco ditingkatkan dengan kontrol layar dua. Sementara mesin pemesinan sedang menjalankan satu bagian, operator dapat memprogram bagian berikutnya tanpa mengganggu siklus pemesinan.
Transfer DXF memungkinkan operator untuk mengimpor gambar CAD, memilih fitur yang diinginkan, dan kontrol CNC WinMax secara otomatis membuat program. Program bagian dapat diperiksa pada layar dengan sistem verifikasi grafis Hurco, yang mencakup rendering padat 3D dari jalur alat dengan rotasi dinamis dan tampilan alat real time sehingga bagian dapat dilihat dari setiap sudut tanpa dipaksa untuk menggambar ulang.
Fitur kontrol dan perangkat lunak Hurco terbaru dirancang untuk menyederhanakan semuanya dari mengoptimalkan waktu siklus hingga menangkap informasi alat. UltiMotion mengurangi waktu siklus hingga 30 persen yang, menurut Hurco, secara signifikan meningkatkan kualitas permukaan.
UltiMonitor memungkinkan pemantauan jarak jauh mesin dari browser web apa pun, atau mungkin untuk melihat layar kontrol atau video dari kamera USB di mesin. Absolute Tool Length memungkinkan pengaturan alat untuk terpisah dari bagian dan mesin. Sebagai hasilnya, informasi alat hanya perlu ditangkap sekali, memungkinkan alat untuk digunakan pada mesin pemesinan lain, memfasilitasi penggunaan presetter alat offline. Selain itu, Optimasi Pergantian Alat menganalisis program bagian dan secara otomatis mengurangi jumlah pergantian alat dengan menyusun ulang program untuk efisiensi optimal.
Kemampuan VMC Lengkap
FANUC RoboDrill yang familiar meniru kemampuan mesin pemesinan vertikal untuk melakukan pemfraisan, bor, tapp, facing, pocketing dan slotting—semua yang dapat dilakukan VMC, kata Ken Corklin, manajer produk RoboDrill, Methods Machine Tools Inc., Sudbury, Mass.
«RoboDrill bertanding sangat baik dengan VMC 20 x 30 inci dan 20 x 40 inci dan dapat melakukan jumlah pekerjaan yang sama dengan VMC taper 40 20 x 30 inci dan melakukannya 15-50 persen lebih cepat. Alasannya adalah pergantian alat yang cepat, nyala dan mati sumbu yang cepat, dan motor percepatan tinggi. Bahkan jika taper 40 dapat melakukan roughing yang lebih berat, RoboDrill mengalahkan mereka pada slotting, tapp, bor, pocketing dan interpolasi lingkaran. Dengan roughing, RoboDrill biasanya 15 persen lebih cepat; tanpa roughing sebanyak 20-40 persen lebih tinggi,» katanya.
Ada lebih dari 7.000 RoboDrill yang terpasang di Amerika Utara, dengan sekitar setengahnya di bengkel pekerja dan setengahnya di bengkel spesifik industri. Aplikasi termasuk pemesinan kecepatan tinggi aluminium untuk bagian penerbangan, titanium dan kobalt krom untuk bagian medis dan senjata api serta rekayasa umum.
«Teknologi sumbu BIG Plus telah memberikan gaya C-frame 30 taper RoboDrill area kontak permukaan yang memungkinkannya untuk melakukan potongan yang lebih berat dan berkualitas tinggi dan melakukannya dengan kecepatan kilat—sesuatu yang sulit dicocokkan oleh mesin taper 40,» kata Corklin. «Misalnya, RoboDrill mampu melakukan kerja cetakan dan mat umum atau aplikasi medis dengan pemotong bola kecepatan tinggi dengan laju pemakaian 200 ipm (50 m/min) atau lebih karena laju percepatan/penurunan yang cepat.»
RoboDrill tersedia dalam tiga ukuran: ranjang pendek, ranjang sedang dan ranjang panjang dengan kontrol CNC FANUC 31i-B5 Nano terbaru. Perjalanan X/Y/Z pada model ranjang pendek adalah 300 x 300 x 300 mm; 500 x 400 x 330 mm pada model sedang; dan 700 x 400 x 330 mm pada ranjang panjang. Laju travers cepat adalah 2.125 ipm (54 m/min) pada ketiga model. Sumbu BIG Plus adalah 10.000 rpm dan 24.000 rpm dengan ATC 21-alat.
Tambahan terbaru untuk RoboDrill mencakup motor servo untuk turret, yang mengurangi waktu siklus, serta fitur seperti Ai Overlap, yang memungkinkan gerakan radius busur pada sumbu Z untuk mengurangi waktu siklus alih-alih sudut 90 derajat yang memerlukan berhenti. Kontrol iHMI layar sentuh dari FANUC memungkinkan penggunaan yang berkembang dari aplikasi, seperti Go Probe Renishaw.
RoboDrill dirancang untuk cocok secara lancar dengan robot FANUC untuk paket otomatisasi standar atau solusi otomatisasi yang disesuaikan. Methods memiliki sejumlah solusi otomatisasi «bolt-on» standar di Seri Plus baru, termasuk Plus K.
Plus K memungkinkan RoboDrill untuk berjalan tanpa pengawas melalui pemindah alat otomatis yang diperluas dan pemindah palet otomatis. Solusi otomatisasi khusus telah menjadi fokus Methods Automation selama bertahun-tahun, menurut perusahaan.
Dengan kontrol FANUC 31iB5, RoboDrill mampu lima sumbu. Opsi seperti AICCII dan lookahead seribu blok membuatnya mampu untuk konturing dan pemesinan kecepatan tinggi. Ukurannya dan percepatan 1.5 g membuatnya sangat mengelola dan mampu mengurangi waktu siklus 15-50 persen dibandingkan VMC standar, menurut Corklin.
VMC Jalur Linear dan Box
Banyak pembangun alat mesin sekarang mengarah secara eksklusif terhadap mesin jalur linear. Namun Doosan Machine Tools America, Pine Brook, N.J., menawarkan baik VMC jalur linear maupun box way, menyediakan berbagai opsi pemesinan.
Seri DNM menampilkan jalur linear, sumbu berputar BIG Plus 40- dan 50-taper (yang standar pada VMC Doosan), dan kecepatan sumbu berputar dari 8.000-15.000 rpm. Model S dilengkapi dengan 15.000 rpm dan rapids lebih cepat. Perjalanan sumbu X bervariasi dari 20,5 inci hingga 85 inci (520-2.160 mm) dalam garis model.
Untuk pemesinan yang lebih berat pada material yang lebih keras, Seri Mynx menampilkan desain box way, sumbu berputar BIG Plus 40- dan 50-taper dengan kepala gear atau drive langsung, tergantung pada model, dan rentang 6.000 hingga 12.000 rpm.
Untuk bengkel produksi, model termasuk Seri VC dengan pemindah palet rotasi, dan DMP 500/2SP dengan sumbu ganda dan dua pemindah alat. DMP memiliki meja 47,2 x 20,5 inci (1.200 x 520 mm) dan majalah hingga 40-alat yang dapat diakses oleh setiap sumbu dalam jejak yang hampir sama dengan mesin satu sumbu. Setiap sumbu dapat disesuaikan sedikit dengan sumbu W untuk menghindari kebutuhan untuk penyelarasan sempurna dari tinggi workholding atau fixture.
Vertikal lima sumbu Doosan mencakup DNM dengan meja trunnion dua sumbu yang terintegrasi ke dalam platform mesin. Dengan meja rotasi yang dipadukan dengan drive langsung, 40-taper, 12.000 rpm spindle, mesin menawarkan peningkatan dari VMC standar.
Terakhir, mesin lima sumbu DVF menawarkan solusi yang lebih terintegrasi sepenuhnya, dengan meja lima sumbu gaya kantilever atau gaya trunnion. VMC meja tetap lima sumbu Seri VCF menawarkan lebih banyak dalam rentang bagian karena perjalanan mesin dan ukuran meja lebih besar. Sumbu tambahan ada pada sumbu berputar kepala B atau sumbu rotasi di atas meja yang terpasang.
Daftar Periksa untuk Mengevaluasi VMC Canggih
Model mesin pemesinan vertikal terbaru yang hadir ke pasar memiliki fitur, atribut konstruksi, dan komponen yang berkontribusi pada tingkat keandalan dan efisiensi yang belum pernah terpikirkan mungkin pada VMC. Menurut Ellison Technologies, penyedia solusi pemesinan untuk operasi pemotongan logam Amerika Utara dan afiliasi global mereka, inilah beberapa karakteristik dan kemampuan terbaru yang ingin Anda sertakan dalam VMC berikutnya Anda.
Untuk diskusi tentang karakteristik VMC yang menguntungkan, lihat «New Generation VMCs Are More Productive and Efficient Than Ever,» Manufacturing Engineering, Juni 2017, yang mencakup informasi ini: «Tinjau bagaimana mesin dibangun sehingga dalam 10, 15 mungkin bahkan 20 tahun, mesin masih berjalan seakurat hari Anda memasangnya. Periksa apakah produsen menggunakan analisis elemen hingga (FEA) untuk merancang cetakan untuk kepala sumbu, basis, kolum, dan sandaran. Ide adalah untuk mendapatkan harmoni alami struktur di luar rentang operasional mesin.
«Juga pastikan bahwa metode cetakan yang digunakan dilisensikan oleh organisasi Meehanite Worldwide. Proses yang dipatenkan ini menuntut prosedur produksi besi berkualitas tertinggi, menyediakan kekakuan jangka panjang, kemampuan pemotongan beban berat dan demam getaran yang tepat selama umur mesin.
«Highlight konstruksi lain dari mesin berkualitas termasuk kolum piramida lengkok yang di-gores tangan ke basis, membuat kedua cetakan berperilaku hampir seperti satu, juga memastikan geometri mesin yang rapat yang tercermin dalam akurasi bagian. Bantalan sumbu keramik berkualitas tinggi, baut bola prategangan dua-ikat, dan panduan roller linear adalah aspek konstruksi lainnya yang perlu dipertimbangkan. Panduan roller memiliki tiga kali lebih banyak kekakuan dan dua kali umur panduan bantalan bola.
«Setelah struktur yang kokoh, periksa lebih lanjut komponen tambahan, seperti sumbu, sistem pendingin dan mekanisme pengangkatan kotoran. Semuanya berkontribusi pada efisiensi. Cari fitur seperti sumbu kontak dua (taper/wajah) seperti BIG Plus, pemantauan beban alat, pendingin melalui sumbu dan kontrol laju pemakaian adaptif untuk aplikasi alat yang optimal dan waktu siklus. Selanjutnya, pahami bagaimana mesin dirancang untuk menangani panas. Pemajuan terbesar dalam beberapa tahun terakhir adalah aplikasi berbagai perbaikan stabilitas termal.»
