Společně s Kennametal Inc. a DMG MORI byl vyvinut postup, který umožňuje odvodit objemový tok KSS na základě časového objemu přímo z CAM plánování a integrovat ho do NC kódu. Adaptivní přívod chladicího maziva (KSS) naprogramovaný v hyperMILL dosáhl úspor energie přibližně 82 procent.
Ve studii byla vyvinuta metoda pro plánování potřeb KSS založená na cyklové době, specifická pro nástroje, přímo v CAM systému s výstupem přizpůsobeného NC kódu pro frézovací a vrtací procesy. Tato metoda mohla v praktickém provedení vycházet z existující technologie adaptivního přívodu KSS od DMG MORI. Projekt zahrnoval modelování potřeb KSS, integraci do CAM softwaru hyperMILL a validaci na obráběcím stroji DMU 40 eVo linear od DMG MORI.
Modelování
Modelování potřeb chladicího maziva vycházelo z úvahy, že s rostoucím časovým objemem obvykle také roste množství tepla a třísek, které je třeba odvést z kontaktní zóny. Tato zjednodušující předpoklad umožnila robustní a nástrojově specifickou škálovatelnou kalkulaci potřeb KSS na základě obecně dostupných CAM dat. Referenční data pro maximální časový objem na nástroj byla poskytnuta společností Kennametal. Tlak, objemový tok a elektrická spotřeba KSS čerpadla byly zaznamenány a byly vytvořeny charakteristiky pro různé hydraulické situace v závislosti na nástroji.
Programování
Aby bylo možné implementovat přizpůsobení objemového toku podél dráhy nástroje v CAM softwaru, byla využita Python-API (programovací rozhraní) hyperMILL. V simulaci odstraňování materiálu CAM systému jsou pro každý obráběcí řádek analyzovány řezné parametry a z nich v kombinaci s nástrojově specifickými metadaty se vypočítává časový objem. Z toho je v modulu IFW odvozen objemový tok, přičemž vyhlazení před rozšířením NC dat o příkazovou sadu pro řízení objemového toku zajišťuje, že jsou vyhnuty náhlým změnám.
Verifikace
Pro validaci byl zpracován demonstrátor z materiálu 11SMn30+C s typickými průmyslovými operacemi jako frézování, vrtání, řezání závitů a hrubování na DMG MORI DMU 40 eVo linear. Při tom nebylo pracováno s řádkovým řízením, ale s průměrným objemovým tokem na obráběcí krok, což se osvědčilo. Spotřeba energie čerpadla byla zaznamenána přes frekvenční měnič. Porovnání s konvenčním obráběním ukázalo úsporu přibližně 82 procent při stejné kvalitě obráběcích výsledků. CAM založené řešení se ukazuje jako velmi flexibilní. Nabízí možnost cíleně deaktivovat adaptivní režim, pokud je například při vrtání mechanický účinek KSS potřebný pro efektivní odvod třísek. Metoda by měla být nyní dále rozvíjena a zkoumána a zpřístupněna pro jiné typy nástrojů, obráběcí procesy a materiály.
Výsledky této studie byly publikovány Prof. Dr.-Ing. Berendem Denkenou, Dr.-Ing. habil. Marcem-André Dittrichem, Dr.-Ing. Klaasem Maximilianem Heidem, Dr.-Ing. Alexandrem Krödel-Worbesem, Andreasem Lieberem, Dipl.-Ing. (FH) a Talash Malek, M. Sc. a Martinem Winklerem, Dipl.-Ing. (FH) pod názvem „Plánování potřeb KSS přímo z CAM systému“ v čísle 09/2025 časopisu VDI-Z.
Kontakt:
www.openmind-tech.com
