Stabiel proces noodzakelijk voor in machine meten

Integratie CAM-software in CNC-besturing geeft Beijing Jingdiao een voorsprong

Naarmate de toleranties in de fijnmechanische industrie kleiner worden, neemt bij veel bedrijven de druk op de meetkamer toe. Maakbedrijven investeren in steeds meer meetcapaciteit, terwijl dit eigenlijk een activiteit is die geen waarde aan het product toevoegt. Meten doe je omdat je niet zeker bent van je proces. Dat kan anders door op de machine te meten.

Eigenlijk is het vreemd dat de CAD/ CAM programmeertechnologie en de besturingstechnologie van CNCmachines nog altijd gescheiden zijn. De onderlinge relatie is groot. Precies dit punt hebben de oprichters van Beijing Jingdiao al heel vroeg gezien: de naadloze integratie van de zelf ontwikkelde programmeertechnologie in de eigen besturingstechnologie van de CNCprecisiemachines opent nieuwe kansen om hogere Cpk waarden te realiseren. Hiervoor heeft Jingdiao de On-Machine Measurement & Intelligent Modification (OMIM) oplossing ontwikkeld, hogere nauwkeurigheid in een herhaalbaar proces.

“De gereedschapsfreescompensatie minimaliseert de invloed van de veranderde gereedschapcontour op de maatnauwkeurigheid van het product“

Hoe frees je binnen 2 µm nauwkeurig?

Binnen toleranties tot 5 µm bewerken kunnen meerdere machinebouwers. Maar wil je daar onder gaan, maatnauwkeurigheden van 2 µm in een gekromd oppervlak, dan zul je méér moeten doen. Op dit moment zie je dat maakbedrijven de werkstukken in een nulpuntspansysteem plaatsen en dan van de machine halen om ze nauwkeurig na te meten voordat ze aan de laatste manuele bewerking beginnen. Alleen al het werkstuk uit de opspanning halen en dan weer terugzetten kost, ook bij een precies nulpuntspansysteem, 1 of 2 µm nauwkeurigheid en vooral tijd. Jingdiao kiest voor een andere oplossing.

Correctie voor elke afwijking aan gereedschap

De eerste stap is dat elk semi- en finish-gereedschap in de machine exact gemeten wordt. Een laser meet elke 15° het profiel van de frees. Gaandeweg de standtijd van het gereedschap verandert dit profiel, daarom is zo’n meting voor elke finish bewerking belangrijk. Surfmill, het eigen CAM-programma van Jingdiao, weet welke snijkant op welke positie in het materiaal gaat om te verspanen. De software corrigeert automatisch de afwijking die in het profiel van het gereedschap wordt gemeten. Deze gereedschapsfreescompensatie minimaliseert de invloed van de veranderde gereedschapcontour op de maatnauwkeurigheid van het product. Tot afwijkingen van 2 µm in het gereedschapprofiel kan men zo in de besturing van de machine corrigeren. Dit gebeurt tijdens het proces, dankzij de zeer snelle besturing.

In de machine meten

De tweede stap is dat Jingdiao met OMIM in de machine een maatverschil tot 2 µm tussen de theoretisch gewenste en op de machine gerealiseerde geometrie kan meten. Deze offset wordt met een Renishaw taster in de machine gemeten, terwijl het werkstuk nog in de klem zit. Dus zonder dat er een manuele handeling van een CNCoperator voor nodig is. De CAMprogrammeur geeft in het programma aan welke punten gemeten moeten worden, zonder limiet. De besturing genereert automatisch het juiste programma om de laatste resten materiaal weg te halen. Het gegeven dat Surfmill in stapjes van 0,1 micron rekent, draagt eveneens bij aan de zeer nauwkeurige eindbewerking.

“Dankzij de integratie van Surfmill CAM-software in de CNCbesturing, levert Jingdiao een stabiel proces met een goede Cpkwaarde. En dat verkleint de noodzaak van extern meten.”

Goede Cpk-waarde

Gecombineerd met de stabiliteit van de 3- en 5-assige bewerkingscentra en de snelle en precieze besturing, haalt men op een Jingdiao bewerkingscentrum een maatnauwkeurigheid van 2 tot 5 µm in het totale product. Op een stabiele manier, dus zonder dat er interventies door de operator voor nodig zijn. Dus een nauwkeurigheid die ook de volgende keer behaald wordt. De machinebouwer levert dankzij de integratie van de eigen CAM-sofware Surfmill in de eigen CNC-besturing een stabiel proces op mét een goede Cpk-waarde. En als met een Cpk-waarde het proces aantoonbaar stabiel is, verkleint de noodzaak om extern te meten.

Onbemande precisieproductie

Dit opent voor de precisie-industrie nieuwe mogelijkheden. Complexe meervoudige matrijzen kunnen bijvoorbeeld op verschillende CNCmachines worden gefreesd, omdat de herhaalnauwkeurigheid van machine tot machine zeer hoog ligt. Dankzij de On Machine Measurement & Intelligent Modification (OMIM) technologie kan men ook de productie van precisie componenten onbemand laten doorlopen, ’s nachts en in het weekend. Doorlooptijden verkorten hierdoor. Werkstukken komen inclusief een meetrapport van de machine. En tot slot leent de technologie zich voor het frezen van zeer hoge oppervlaktekwaliteiten; kwaliteiten waardoor tot nog toe handmatig polijsten de enige oplossing is. Dat kost echter doorlooptijd, brengt extra kosten met zich mee en is geen uitdagend werk voor de alsmaar schaarser wordende vakmensen. Download het whitepaper over onbemande precisieproductie op de website

Machining Innovations [www.machinno.com]

De gemeten toleranties worden in het CAD-model weergegeven.