Nachrüstung und Aktualisierung halten Fräsmaschinen-CNCs auf dem neuesten Stand

1987 kaufte Century Tool and Gage Co. (Fenton, Michigan) seine erste Heyligenstaedt-Vertikalfräsmaschine, die mit dem ersten Fidia-CNC-System ausgestattet war, das in Nordamerika erhältlich war. Mickey Guckian, Produktionsleiter der Programmierung bei Century Tool, war dabei. „Ich erinnere mich, als wir die erste Fidia-Steuerung gekauft haben. Sie wurde auf einer zweispindligen Heyligenstaedt-Vertikalmühle installiert. Ich habe damals diese Maschine betrieben“, sagt er. „Die neue Steuerung hatte zwei 8-Zoll-Diskettenlaufwerke, was damals einzigartig war, und gab uns die Möglichkeit, die Vorschubgeschwindigkeit für die komplexen Fräsroutinen, die wir für die großen Pressformen, die wir herstellten, erheblich zu verbessern.“ P>

Century Tool wurde 1974 gegründet und hat im Laufe seiner Geschichte ein stetiges Wachstum erlebt. Laut Vice President Kevin Cummings ist dies zum Teil auf die Ausweitung der Herstellung von Komposit-Pressformen zur Herstellung von Sheet Moulding Compound (SMC), Reaktionsspritzguss (RIM) und Urethanteilen für verschiedene Sektoren der Transportindustrie zurückzuführen. Das Unternehmen ist spezialisiert auf formgepresste Außenverkleidungen der Klasse A und Verstärkungsplatten für LKW- und Verkleidungsanwendungen. Es stellt auch 75 Prozent der Formen für die äußeren Karosserieteile her. „Wir haben uns zu einem bedeutenden Hersteller von Formen und Sekundärwerkzeugen für die Automobil-, Schwerlastwagen-, Luft- und Raumfahrt- und Wasserfahrzeugindustrie entwickelt“, sagt Herr Cummings. Mit diesem Wachstum ging der Umzug des Unternehmens in eine neue, 125.000 Quadratfuß große Anlage einher, die in der Lage ist, 60-Tonnen-Maschinenblockgrößen mit einer Breite von 100 Zoll und einer Länge von 300 Zoll zu handhaben. Das Werk ist mit vier, fünfachsigen CNC-Bearbeitungszentren ausgestattet; sieben schwere vertikale und horizontale Maschinen; drei Einlippenbohrer mit mehreren Spindeln und Fahrsäulen; 29 CAD/CAM-Arbeitsplätze; und eine Probepressanlage mit Kapazitäten von 500, 600, 1.500 und 3.000 Tonnen.

„Bevor Fidia mit der Entwicklung einer kompletten Reihe von Fünf-Achsen-Fräsmaschinen begann, baute es CNC-Steuerungen“, sagt Herr Guckian. "DR. Giuseppe Morfino, CEO von Fidia, war der junge Steuerungsingenieur, mit dem alles begann, und er war der führende Einfluss auf das CNC-Maschinensteuerungsdesign, das eine bedeutende Rolle dabei gespielt hat, Century Tool and Gage zu einem Fertigungs- und Produktionserfolg zu machen. Alle unsere Fräsmaschinen sind CNC-programmierbar und verwenden Fidia-Steuerungen für hohe Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Produktivität.“

Aber es ist lange her seit 1987, und Diskettenlaufwerke werden drei Jahrzehnte später nicht mehr für die Bedürfnisse von Century Tool ausreichen. Hier setzt die regelmäßige Nachrüstung der Fidia-Steuerungen an.

Nachgerüstet für Produktivität

Jorge Correa, Vice President of Sales bei Fidia in Nordamerika, sagt:„Century Tool ist ein großartiges Beispiel dafür, was mit Steuerungsnachrüstungen erreicht werden kann, um vorhandene CNC-Werkzeugmaschinen auf den neuesten Stand der Technik zu bringen.“ Seit 1987 verwendet Century Tool Fidias CK10, CK20, Compac, C2, C20, einige Fidias Tracing-Systeme und in jüngerer Zeit Fidias C40-Steuerungen. Heute verfügt das Unternehmen über 25 Fidia-CNCs, aber mit fortlaufenden Steuerungs-Upgrades und der Hinzufügung neuer CNC-Werkzeugmaschinen, sagt Correa, liegt die tatsächliche Anzahl bei weit über 30 Steuerungen.

Zusammen mit den Fidia-Steuerungen nutzt Century Tool die Software Tebis V4.OR2 für die Fünf-Achs-Bearbeitung. Tebis V4 Software kann Softwareformate wie Catia, Iges, Parasolid, STEP und NX übersetzen, um die besten Werkzeugwege zu erstellen. Es soll die einzige Software sein, die den Werkzeugweg direkt von der Oberfläche generieren kann. „Es schafft eine größere Anzahl von Kontaktpunkten und produziert ein genaueres Teil“, sagt Herr Guckian.

Auf allen CNC-Fräsmaschinen von Century Tool bietet die Fidia-Steuerung automatische Skalierungsfunktionen für jede Achse, um CNC-Programmparameter an die Größe des Werkstücks anzupassen. Zur kontinuierlichen Übertragung von CAD-Daten ist die Steuerung per Ethernet mit den Programmierrechnern des Unternehmens verbunden. „Dies gibt Century Tool die Flexibilität, die Produktdesignideen des Kunden zu erweitern, aber auch die Möglichkeit, in direkten Sprachformaten zu kommunizieren“, sagt Herr Guckian.

Nachgerüstet für Seelenfrieden

Century Tool traf erstmals 2014 auf der International Manufacturing Technology Show (IMTS) auf die Fidia C40 Vision Control mit ihrer ViMill-Antikollisionssoftware. Das Unternehmen kaufte die Hardware- und Softwarekomponenten auf einer neuen fünfachsigen Fidia GTFM.V3-Fräsmaschine direkt nach der Sendung. „Was uns an der C40-Steuerung sofort beeindruckt hat, ist, dass sie mit sehr großen Datenprogrammen von 50 Megabyte oder mehr umgehen kann. Einige Formoberflächen sind sehr komplex und reich an Details. Die Fidia-Steuerungen können mit den Datendateigrößen umgehen und liefern dennoch glatte und genaue Oberflächen“, sagt Herr Guckian. „Bei Century Tool arbeiten wir auch an älteren Pressformen, die mit neuen technischen Änderungen überarbeitet werden müssen, was normalerweise eine stärkere Überblendung von Oberflächenschnitten beinhaltet. Ein hervorragendes Finish ist ein Muss für diese Art von Projekten. Die Fidia-Steuerungen haben diese Fähigkeit erheblich verbessert, indem sie ihre Vorausschau von 300 auf 1.000 Punktdatenzeilen erhöht haben, was der Maschine die Möglichkeit gibt, sich besser auf die bevorstehenden Formen vorzubereiten, die sie erstellen wird.“

Beispielsweise sind eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit und eine hervorragende Oberflächengüte der Wunsch jeder Formwerkstatt, die Fünf-Achsen-Fräsmaschinen verwendet, und Herr Guckian sagt, dass Century Tool aufgrund seiner Fähigkeit, Beschleunigung und Verzögerung präzise zu steuern, eine hervorragende Oberflächengüte erreicht. Laut Herrn Correa verwaltet die Multiprozessorarchitektur der C40 Vision Control die Benutzeroberfläche, die Achsen- und Werkzeugwegsteuerung sowie die ViMill-Echtzeit-Antikollisionssoftware, die zusammenwirken, um die hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten und die hochwertige Oberfläche zu erzeugen endet. „Es ist eine Sache, schnelle Prozessoren zu haben, aber man braucht sehr gute Kommunikationssoftwareparameter, damit die Antriebe und Motoren mit diesen schnellen Vorschubraten kommunizieren können“, sagt er. „Die Fidia-Steuerung ermöglicht die Feinabstimmung der Maschine für verschiedene Dynamiken wie Teilegewicht, Länge und Breite, Spindeldrehzahlen, Steifigkeit – im Grunde alles, was erforderlich ist, um in kürzerer Zeit ein sehr genaues Finish zu erzielen.“

Laut Herrn Guckian ist die ViMill-Software von Fidia in der C40 Vision Control benutzerfreundlich und lässt sich leicht in der Bedienung schulen. Seine Antikollisionsfunktion bietet sichere Fräsbedingungen für sehr komplexe Formbearbeitungen, indem 1.000 Codezeilen projiziert werden. Dieser Überstand verhindert in Echtzeit eine Kollision zwischen Werkzeug, Maschine und Werkstück beim Fräsen und sowohl im Tipp- als auch im Teileprogramm-Abarbeitungsmodus. „Der Bediener hat die Möglichkeit, das Handrad spontan für die X-, Y-, Z-, A- und C-Achsen und zusammengesetzte Winkel von Normalen zu Vektoren zu verwenden. Uns ist keine andere Steuerung mit dieser Funktion bekannt“, sagt Guckian.

Für Genauigkeit nachgerüstet

Fidia GTFM-Fünf-Achsen-Fräsmaschinen sind in der Regel mit dem Kopfmesssystem (HMS) ausgestattet, das die Zeit, die die Maschinisten von Century Tool benötigen, um die Genauigkeit der Köpfe und Schwenkdrehtische zu überprüfen, erheblich verkürzt hat. Die HMS reduzierte diese Zeit von einem Tag auf weniger als eine Stunde. „Die HMS ist eine hochpräzise Alternative zu den traditionellen Messuhren und eine sehr wichtige Facette der Fünf-Achs-Schneidetechnologie. Das HMS hält den fünfachsigen Kopf so genau wie möglich, normalerweise innerhalb von 10 Mikrometern. Dies ist von entscheidender Bedeutung, wenn die Form unbeaufsichtigt bearbeitet wird, was normalerweise nachts geschieht“, erklärt Herr Correa. Er fügt hinzu:„Die Fidia-Messsoftware in der Steuerung verwaltet den Formenschnitt. Die Software ist mit drei hochpräzisen Wegmessgeräten ausgestattet und dient der Messung von 3D-Volumenfehlern. Durch die Verarbeitung eingehender Daten in Echtzeit kann die Software begrenzte geometrische Fehler überprüfen und kompensieren, wodurch kostspielige korrigierende mechanische Eingriffe vermieden werden.“ Benutzer können die gewünschten Einstellungen speichern und sich darauf verlassen, dass sie auf 5 Mikrometer genau beibehalten werden. Als Ergebnis „lief die Maschine acht Monate, ohne dass die Kalibrierungsparameter am Kopf geändert werden mussten“, berichtet Herr Guckian.

Ein Laser treibt die Funktion Rotation Tool Center Point (RTCP) an, eine weitere Funktion, die von der Fidia-Steuerungssoftware verwaltet wird. Bei jedem Werkzeugwechsel vermisst der Laser präzise Länge und Durchmesser der Schneide, was für eine durchgängig genaue Höheneinstellung an der Form von Schneide zu Schneide sorgt.

Die Mehrprozessorarchitektur in der Steuerung ermöglicht Updates und stärkt das System durch den teilweisen oder vollständigen Austausch des PCs (Speicher, Festplatten, Adapter usw.), ohne andere Computerkomponenten zu modifizieren. Die GTFM-Maschine hat drei zentrale Verarbeitungseinheiten. Dadurch ist es möglich, die CNC ständig auf dem neuesten Stand der Hard- und Softwareentwicklung zu halten.

Eines dieser Upgrades, die mehrachsige Bahnsteuerungstechnologie Velocity Five von Fidia, bietet einen dynamisch wählbaren Satz von Schrupp- und Schlichtparametern. Diese Parameter sollen es dem Benutzer ermöglichen, schnelles und hochpräzises Fräsen auszuführen, indem die Techniken zur Beschleunigungssteuerung verbessert werden. Zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels schätzt Century Tool, dass das Velocity Five-Upgrade die Zeit für das Fertigfräsen von 3D-Profilen um 15 bis 20 Prozent und das Schruppen um 30 bis 40 Prozent reduzieren kann. Die Qualität der bearbeiteten Oberfläche zeigt eine deutliche Verbesserung und eine schnellere Ausführung der Bearbeitung für Bereiche mit kleinen Radien.

Mit Plänen, dieses Update auf einer weiteren Fertigfräsmaschine hinzuzufügen und drei weitere C40 Vision CNCs auf anderen Maschinen zu installieren, macht die kontinuierliche Verbesserungsstrategie von Century Tool das Beste aus Nachrüstungen und Upgrades.

Über den Editor

Cynthia Kustush

Cynthia Kustush, leitende Redakteurin bei MoldMaking Technology Magazin, bearbeitet diesen Artikel für den Druck. Es erschien zuerst auf moldmakingtechnology.com.