Junto con Kennametal Inc. y DMG MORI, se desarrolló un método que permite derivar el caudal de KSS en función del volumen de tiempo directamente de la planificación CAM e integrarlo en el código NC. El suministro adaptativo de refrigerante (KSS) programado en hyperMILL logró ahorros de energía de aproximadamente el 82 por ciento.
En el estudio se desarrolló un método para la planificación de la demanda de KSS específica para herramientas, basado en el tiempo de ciclo, directamente en el sistema CAM, con la salida de un código NC adaptado para procesos de fresado y taladrado. Este método pudo basarse en la tecnología existente del suministro adaptativo de KSS de DMG MORI. El proyecto abarcó la modelización de la demanda de KSS, la integración en el software CAM hyperMILL y la validación en la máquina herramienta DMU 40 eVo linear de DMG MORI.
Modelización
La modelización de la demanda de refrigerante se basó en la consideración de que, con un aumento del volumen de tiempo, típicamente también aumenta la cantidad de calor y virutas que deben ser evacuadas de la zona de contacto. Esta suposición simplificadora permitió un cálculo robusto y escalable de la demanda de KSS específico para herramientas, basado en datos CAM generalmente disponibles. Los datos de referencia para el volumen de tiempo máximo por herramienta fueron proporcionados por Kennametal. Se registraron la presión, el caudal y la potencia eléctrica de la bomba de KSS, y se crearon curvas características para las diferentes situaciones hidráulicas según la herramienta.
Programación
Para implementar la adaptación del caudal a lo largo de la trayectoria de la herramienta en el software CAM, se utilizó la API de Python (interfaz de programación de aplicaciones) de hyperMILL. En la simulación de eliminación del sistema CAM, se analizan los parámetros de corte para cada línea de procesamiento y, en combinación con los metadatos específicos de la herramienta, se calcula el volumen de tiempo. A partir de esto, se deriva el caudal en un módulo del IFW, donde un suavizado antes de la ampliación de los datos NC con el conjunto de instrucciones para el control del caudal asegura que se eviten cambios bruscos.
Verificación
Para la validación, se procesó un demostrador del material 11SMn30+C con operaciones industriales típicas como fresado, taladrado, roscado y desbaste en una DMG MORI DMU 40 eVo linear. En este caso, no se trabajó con un control línea por línea, sino con un caudal promedio por paso de procesamiento, lo que resultó ser efectivo. El consumo de energía de la bomba se registró a través del variador de frecuencia. La comparación con un procesamiento convencional mostró un ahorro de aproximadamente el 82 por ciento con la misma calidad de los resultados de procesamiento. La solución basada en CAM resulta ser muy flexible. Ofrece la posibilidad de desactivar el modo adaptativo de manera específica, por ejemplo, cuando se taladra y se necesita el efecto mecánico del KSS para el transporte efectivo de virutas. El método ahora se desarrollará y explorará más, y se hará disponible para otros tipos de herramientas, procesos de mecanizado y materiales.
Los resultados de este estudio fueron publicados por el Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena, Dr.-Ing. habil. Marc-André Dittrich, Dr.-Ing. Klaas Maximilian Heide, Dr.-Ing. Alexander Krödel-Worbes, Andreas Lieber, Dipl.-Ing. (FH) así como Talash Malek, M. Sc. y Martin Winkler, Dipl.-Ing. (FH) bajo el título “Planificación de la demanda de KSS directamente desde el sistema CAM” en la edición 09/2025 de la revista VDI-Z.
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