Повышаем эффективность ЧПУ-станков с Siemens NX CAM

Общая эффективность оборудования (Overall Equipment Effectiveness, OEE) на данный момент является самой распространенной системой анализа производительности станков с ЧПУ. Она основана на измерении и обработке конкретных производственных показателей.

К сожалению, большинство предприятий считают, что, организовав контроль простоев, они снимают проблему контроля эффективности, но это далеко не так. Зачастую достаточно включить шпиндель станка, и простая система покажет, что оборудование загружено. Второй вариант неверной оценки проявляется, когда станок работает с легко обрабатываемыми материалами. Например, фторопластом. В этом случае нагрузка на шпиндель настолько мала, что система контроля может диагностировать простой.

Для того, чтобы OEE работала так, как задумано, оценка должна быть основана на множестве критериев. Кроме того, такой анализ должен помогать ответить на вопрос о том, в какие части производственной цепочки имеет смысл инвестировать средства. К примеру, если станок простаивает из-за отсутствия управляющей программы, надо анализировать работу программистов ЧПУ. Если отсутствует заготовка, то необходимо изучать процессы взаимодействия с поставщиками и т.д.

Все это следует учитывать при выборе системы мониторинга, потому что одно лишь определение времени простоя станка не решает задачу повышения эффективности. Мониторинг должен стать частью систем управления инженерными данными предприятия, которые сейчас доступны по модели SaaS даже малым и средним компаниям.

Мощным инструментом повышения измеряемой эффективности оборудования является правильно подобранная автоматизированная система подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ (Computer-Aided Manufacturing, CAM). Рассмотрим возможности этого программно-вычислительного комплекса, используемого инженерами-технологами, на примере Siemens NX CAM

Высокоэффективная обработка

Связанные с параметрами систем ЧПУ алгоритмы расчета в NX CAM помогают повысить эффективность производства сразу по многим направлениям. Синхронизация точек улучшает качество обрабатываемых поверхностей и обеспечивает более плавную работу приводов. Оптимизация подачи существенно снижает колебания нагрузки, что в свою очередь способствует повышению стойкости инструмента.

Дополнительно сокращает производственный цикл и наличие единого интерфейса для фрезерной, токарной и многоосевой обработки. Автоматический учет состояния заготовки между операциями позволяет точно синхронизировать положения рабочих органов станка.

Отдельно стоит заметить, что возможности NX CAM заметно расширяются, когда речь идет об управлении станками с системой ЧПУ Siemens SINUMERIK, благодаря их глубокой взаимной интеграции.

Обработка на базе элементов

Обработка на базе элементов (Feature-based Machining, FBM) в целом ряде задач позволяет уменьшить время программирования на 90 % благодаря автоматическому распознаванию отверстий, пазов, карманов и т.д., а также наличию библиотеки правил для унифицированных процессов обработки. 

Эта функциональность пригодится не только для обработки корпусных деталей, но и, например, для изготовления облегченных авиационных панелей с большим количеством карманов.

Повышение производительности позволяет сократить время обработки минимум на 25-30 %, а в отдельных случаях и в несколько раз, в зависимости от конкретного оборудования. В частности, этого можно добиться за счет сокращения доли чистовых шлифовальных операций вне станка.

Встроенная симуляция и проверка

Режим симуляции обработки в Siemens NX CAM помогает выполнить верификацию траекторий детали и инструментов с постепенным увеличением геометрической реалистичности. У этого инструмента имеется некоторое ограничение кинематики – симуляция может быть проведена для станка максимум с пятью осями – двумя линейными и тремя поворотными в любых комбинациях. В то же время поддерживаются неортогональные машины.

В стандартную поставку NX CAM уже включена симуляция на основе G-кода. Реалистичность с учетом динамических характеристик станка реализована с помощью виртуальной системы ЧПУ, выполненной на базе дополнительного программного модуля.

Программирование КИМ

Часть возможностей NX CAM посвящена программированию координатно-измерительных машин с возможностью быстрого переноса управляющей программы в формате DMIS с одной машины на другую. Поддерживаются сверка результатов измерений с исходной геометрией объекта и проверка допусков.

Последнее позволяет оценить реальную необходимость заложенных конструктором допусков и в ряде случаев увеличить их, тем самым убрав из программы ЧПУ лишние операции.

Данные измерений могут быть проанализированы в NX CAM после импорта в формате MEA или DML. Их можно визуализировать в навигаторе и связать с графическими объектами. Это сильно помогает в поиске причин возможного отклонения от допуска и принятии решений по улучшению качества компонентов.

Поддержка в NX CAM измерений на станке позволяет добавить в программы управления команды для измерительного щупа, визуализировать движения щупа с контролем столкновений, реализовать циклы Renishaw для калибровки и измерений.

Что дает повышение производительности

Совокупность всех описанных выше методов применения NX CAM ведет к весьма значительному повышению производительности станков с ЧПУ. Автоматизация подготовки управляющих программ и режим симуляции в итоге дают возможность:

• Изготавливать годные детали с первой заготовки

• Уменьшить количество брака, связанного с ошибками управляющей программы

• Использовать «цифровой двойник» для отладки вне станка

• Вывести станок на порог окупаемости

• Продолжить развитие за счет дальнейшего повышения эффективности и снижения времени обработки

• Создать центр компетенций по поддержке прогрессивных методов обработки, анализу и внедрению новых технологий

Больше информации о возможностях Siemens NX CAM вы найдете в нашем вебинаре.

Опубликовано 29 марта 2022