Sådan skaber man den perfekte digitale tvilling
Med avancerede bearbejdningsteknologier og -strategier kan bearbejdningen effektiviseres, men der kan også opnås fordele tidligere i processen, i konstruktions- og planlægningsfasen. Her kan digitalisering af tidligere manuelle processer som valg af bearbejdningsværktøj og fremstilling af værktøjsmoduler forbedre effektiviteten og sikkerheden i bearbejdningen markant. Faktisk kan værktøjsdata indsamles mere præcist og anvendes til at fremstille nøjagtige digitale tvillinger – en funktion, der er blevet afgørende i moderne produktion for at forhindre fejl i bearbejdningsfasen. I dag kan den slags processer fuldintegreres med brugerens CAM-software, og de kan udføres med et par enkle museklik som led i en brugervenlig menustyret proces.
I bearbejdningsapplikationer anvendes der ikke enkelte værktøjsdele som værktøjsholdere, fræsere og skær i maskinerne, men værktøjsmoduler. I mange tilfælde gør det opgaven mere krævende for CAM-programmøren, da der er flere fejlmuligheder, og ikke mindst er der risiko for ikke at vælge det optimale værktøjsenheder fra første færd. Det kan desuden tage op til 1 time at fremstille mange helt almindelige værktøjsmoduler. Da nogle komponenter kræver brug af helt op til 25 eller flere forskellige værktøjsmoduler, er det en enorm belastning for virksomheden både i form af tid og penge.
Udfordringen er ikke at lave selve værktøjsmodulet. I vore dage kan det designes på et par sekunder bare ved at tilføje beskrivelse og relevante parametre, f.eks. diameter og længde, i et CAM-system uden nogen form for ekstern hjælp. Men at lave en digital tvilling af et simuleret værktøjsmodul er ikke nogen nem opgave. For at lave den mest præcise visning af et værktøjsmodul i et CAM-system skal brugeren først gennemse forskellige leverandørers kataloger, downloade 3D-modelfiler og indlæse dem i et CAD-program. Først derefter kan de oprettes som værktøjsmodul i CAM-systemet sammen med de tekniske parametre.
Effektiv proces
Det er helt klart muligt at effektivisere og lette processen før bearbejdning og gøre det mere smidigt, f.eks. ved hjælp af integreret anbefaling af værktøjsemner og fremstilling af værktøjsmoduler på CAM-softwareplatformen. På den måde kan tidsforbruget reducere og sikkerheden øges i konstruktions- og planlægningsprocesserne.
Hvad angår anbefaling og valg af værktøjsemner, vil en optimeret og integreret løsning gøre det muligt for CAM-programmører at vælge blandt f.eks. holdere, værktøjer og skær til fræsning. Her kan brugeren så vælge en foretrukken kilde, f.eks. et digitalt katalog, der ligger på et lokalt drev, eller en cloud-kilde, hvor alle data løbende og automatisk opdateres. Når dataene som komponent, bearbejdningstype og materiale er lagt ind, kan brugeren bare klikke på ‘vis resultater’ for at se de nødvendige hastigheder og tilspændinger til det valgte værktøj.
CoroPlus® ToolGuide fra Sandvik Coromant er en sådan løsning, der bruger et åbent API-interface som forbindelse til CAM-softwaren. Kort sagt giver CoroPlus ToolGuide brugeren mulighed for at finde et passende skærende værktøj til en given opgave. CoroPlus ToolGuide opretter en ordnet liste over alle velegnede værktøjer med de billigste valg øverst. Her vises også den anbefalede bearbejdningsproces og skæredata.
Listen fremstilles af en algoritme, der matcher den angivne opgave og betingelserne med Sandvik Coromant værktøjerne. Algoritmen indeholder oplysninger om de forskellige bearbejdningsprocesser, der kan anvendes til forskellige opgaver, og produktdata for værktøjerne indeholder oplysninger om, hvilke bearbejdningsprocesser fræseren er velegnet til. Vigtigst af alt kan alle data sendes til CoroPlus® ToolLibrary, hvor man selv kan oprette standardværktøjsmoduler, der er klar til at blive eksporteret til et CAM-system eller simulationssoftware.
Nem adgang til værktøjsdata
For at få en produktiv CAM-proces skal programmøren have adgang til de værktøjsdata, der normalt findes i såkaldte værktøjsbiblioteker. Men de fleste af vore dages værktøjsbiblioteker er tomme, og det af flere grunde – ikke mindst fordi det er svært at udarbejde værktøjsdata og holde dem opdateret. Desuden har der ind til nu ikke eksisteret en industristandard for overførsel af værktøjsdata.
Der findes ca. 1,2 mio. produktionsenheder i verden i dag, og alle CAM-forhandlere, producenter af maskiner og værktøjsleverandører har hidtil haft deres egen måde at benævne og strukturere værktøjsinformationer på. Derfor blev ISO 13399 udarbejdet. Sandvik Coromant, KTH the Royal Institute of Technology i Stockholm og andre aktører i metalbearbejdningssektoren står bag udviklingen af ISO 13399, som i dag er en globalt anerkendt måde at beskrive værktøjdata på.
Denne internationale standard definerer værktøjsegenskaber, f.eks. længde, bredde og radius, på en standardiseret måde. Før standarden blev udarbejdet, kunne tre forskellige producenter kalde diameteren for D3, D1 eller DC2. Men ifølge ISO 13399 hedder diameteren altid DCX, uanset producent.
ISO 13399 gør det også nemmere at udveksle data om skærende værktøjer. Når alle værktøjer i branchen har samme parametre og definitioner, bliver det meget nemmere at udveksle værktøjsoplysninger mellem softwaresystemer.
CoroPlus ToolLibrary, der er baseret på ISO 13399-strukturen, er tilgængelig for alle værktøjsleverandører og sikrer på den måde, at det ikke længere er nødvendigt at fortolke data fra papirkataloger, for derefter at indtaste dem manuelt i systemet.
Fejlsikkert system
CoroPlus ToolLibrary gør det muligt for CAM-programmører at arbejde med alle værktøjskataloger, uanset forhandler, bare de er i overensstemmelse med ISO 13399. På den måde kan de konstruere værktøjsenheder og være sikre på, at alle de foreslåede enheder passer sammen. Resultaterne kan ses omgående i 2D og 3D, og brugerne kan også gemme alle værktøjsinformationer digitalt. Når dataene er gemt, importerer programmørerne bare værktøjsmodulet til deres CAM-system eller simulationssoftware. Alle værktøjsdata er defineret, og der medfølger en 3D-model.
Brugerne fortæller, at de med denne effektive og simple proces kan reducere tiden fra fremstilling af værktøjsmodulet til simulation med mindst 50 %. Det er desuden langt nemmere at vælge det rette værktøj allerede første gang. At have præcise værktøjsdata betyder naturligvis også, at man kan beregne og undgå kollisioner ved hjælp af simulationsrutiner, fordi man kender værktøjets faktiske form og har en præcis visning af en digital tvilling.
Tilgængelige og præcise værktøjsdata før bearbejdning er afgørende for at kunne løse de udfordringer, CAM-programmører dagligt står over for. Med avancerede digitale løsninger som CoroPlus ToolGuide og CoroPlus ToolLibrary er det muligt at vise, hvor meget nemmere og hurtigere opgaverne før bearbejdning kan udføres. De er begge en del af den store CoroPlus®-serie af forbundne løsninger fra Sandvik Coromant, der har til formål at hjælpe producenterne med at blive klar til Industry 4.0.
