Insieme a Kennametal Inc. e DMG MORI è stato sviluppato un metodo che consente di derivare direttamente il flusso volumetrico di KSS sulla base del volume di lavoro dal piano CAM e integrarlo nel codice NC. L'approvvigionamento adattivo di refrigerante (KSS) programmato in hyperMILL ha raggiunto risparmi energetici di circa l'82%.
Nello studio è stato sviluppato un metodo per la pianificazione della domanda di KSS specifica per utensili basata sul tempo ciclo direttamente nel sistema CAM con l'uscita di un codice NC adattato per i processi di fresatura e foratura. Questo è stato in grado di basarsi sulla tecnologia esistente dell'approvvigionamento adattivo di KSS di DMG MORI. Il progetto ha incluso la modellazione della domanda di KSS, l'integrazione nel software CAM hyperMILL e la validazione sulla macchina utensile DMU 40 eVo linear di DMG MORI.
Modellazione
La modellazione della domanda di refrigerante si basava sulla considerazione che con l'aumento del volume di lavoro tipicamente aumenta anche la quantità di calore e trucioli che devono essere rimossi dalla zona di contatto. Questa assunzione semplificata ha permesso un calcolo robusto e scalabile della domanda di KSS basato su dati CAM generalmente disponibili. I dati di riferimento per il massimo volume di lavoro per utensile sono stati forniti da Kennametal. La pressione, il flusso volumetrico e il consumo di potenza elettrica della pompa KSS sono stati registrati e sono state create curve caratteristiche per le diverse situazioni idrauliche a seconda dell'utensile.
Programmazione
Per implementare l'adattamento del flusso volumetrico lungo il percorso dell'utensile nel software CAM, è stata utilizzata l'API Python (interfaccia di programmazione) di hyperMILL. Nella simulazione di rimozione del materiale del sistema CAM, per ogni linea di lavorazione vengono analizzati i parametri di taglio e, in combinazione con i metadati specifici per utensili, viene calcolato il volume di lavoro. Da questo, in un modulo dell'IFW, viene derivato il flusso volumetrico, con una smussatura prima dell'estensione dei dati NC per il set di comandi per il controllo del flusso volumetrico, in modo da evitare cambiamenti bruschi.
Verifica
Per la validazione è stato lavorato un dimostratore in materiale 11SMn30+C con operazioni industriali tipiche come fresatura, foratura, filettatura e sgrossatura su una DMG MORI DMU 40 eVo linear. In questo caso, non è stata utilizzata una gestione riga per riga, ma un flusso volumetrico medio per fase di lavorazione, che si è rivelato efficace. Il consumo energetico della pompa è stato registrato tramite il convertitore di frequenza. Il confronto con una lavorazione convenzionale ha mostrato un risparmio di circa l'82% a parità di qualità dei risultati di lavorazione. La soluzione basata su CAM si dimostra molto flessibile. Essa offre la possibilità di disattivare miratamente la modalità adattiva, ad esempio quando durante la foratura è necessaria l'azione meccanica del KSS per il trasporto efficace dei trucioli. Il metodo sarà ora ulteriormente sviluppato e studiato e reso disponibile per altri tipi di utensili, processi di lavorazione e materiali.
I risultati di questo studio sono stati pubblicati da 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) e Talash Malek, M. Sc. e Martin Winkler, Dipl.-Ing. (FH) con il titolo “Pianificazione della domanda di KSS direttamente dal sistema CAM” nel numero 09/2025 della rivista VDI-Z.
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