Wspólnie z Kennametal Inc. i DMG MORI opracowano metodę, która pozwala na bezpośrednie wyprowadzenie przepływu objętości KSS na podstawie objętości czasowej z planowania CAM i zintegrowanie go w kodzie NC. Adaptacyjna dostawa środka chłodząco-smarującego (KSS) zaprogramowana w hyperMILL osiągnęła oszczędności energii rzędu 82 procent.
W badaniu opracowano metodę planowania zapotrzebowania na KSS opartą na czasie cyklu, specyficzną dla narzędzi, bezpośrednio w systemie CAM z wyjściem dostosowanego kodu NC dla procesów frezarskich i wiercenia. Metoda ta mogła być wdrożona w praktyce na istniejącej technologii adaptacyjnej dostawy KSS od DMG MORI. Projekt obejmował modelowanie zapotrzebowania na KSS, integrację z oprogramowaniem CAM hyperMILL oraz walidację na obrabiarce DMU 40 eVo linear od DMG MORI.
Modelowanie
Modelowanie zapotrzebowania na środek chłodząco-smarujący opierało się na założeniu, że wraz ze wzrostem objętości czasowej zazwyczaj wzrasta również ilość ciepła i wiórów, które muszą być odprowadzane z strefy kontaktu. To uproszczone założenie pozwoliło na solidne i specyficzne dla narzędzi skalowanie obliczeń zapotrzebowania na KSS na podstawie ogólnie dostępnych danych CAM. Dane referencyjne dla maksymalnej objętości czasowej na narzędzie zostały dostarczone przez Kennametal. Ciśnienie, przepływ objętości i pobór mocy elektrycznej pompy KSS zostały zarejestrowane, a krzywe charakterystyczne dla różnych sytuacji hydraulicznych w zależności od narzędzia zostały stworzone.
Programowanie
Aby wdrożyć dostosowanie przepływu objętości wzdłuż ścieżki narzędzia w oprogramowaniu CAM, wykorzystano interfejs API Pythona (Programmierschnittstelle) hyperMILL. W symulacji usuwania materiału w systemie CAM analizowane są parametry skrawania dla każdej linii obróbczej, a na ich podstawie, w połączeniu z danymi metadanymi specyficznymi dla narzędzi, obliczana jest objętość czasowa. Z tego w module IFW wyprowadzany jest przepływ objętości, przy czym wygładzanie przed rozszerzeniem danych NC o zestaw poleceń do sterowania przepływem objętości zapewnia unikanie nagłych zmian.
Weryfikacja
W celu walidacji opracowano demonstrator z materiału 11SMn30+C z typowymi operacjami przemysłowymi, takimi jak frezowanie, wiercenie, gwintowanie i skrawanie na obrabiarce DMG MORI DMU 40 eVo linear. Przy tym nie stosowano sterowania liniowego, lecz średni przepływ objętości na krok obróbczy, co okazało się skuteczne. Zużycie energii pompy zostało zarejestrowane przez falownik. Porównanie z konwencjonalną obróbką wykazało oszczędność rzędu 82 procent przy tej samej jakości wyników obróbczych. Rozwiązanie oparte na CAM okazuje się bardzo elastyczne. Oferuje możliwość celowego dezaktywowania trybu adaptacyjnego, gdy na przykład podczas wiercenia mechaniczne działanie KSS jest potrzebne do efektywnego transportu wiórów. Metoda ta ma być teraz rozwijana i badana oraz udostępniana dla innych typów narzędzi, procesów obróbczych i materiałów.
Wyniki tego badania zostały opublikowane przez prof. dr.-ing. Berenda Denkena, dr.-ing. habil. Marca-André Dittricha, dr.-ing. Klaasa Maximiliana Heide, dr.-ing. Aleksandra Krödel-Worbes, Andreasa Liebera, dipl.-ing. (FH) oraz Talasha Maleka, M. Sc. i Martina Winklera, dipl.-ing. (FH) pod tytułem „Planowanie zapotrzebowania na KSS bezpośrednio z systemu CAM” w wydaniu 09/2025 czasopisma VDI-Z.
Kontakt:
