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Jun 29, 2023

Das Beste aus Schweizer Maschinen herausholen: Tipps von Top-Lieferanten

Von einem Neuzugang im Ausrüstungsmix bis hin zu einer Reihe relativ neuer, aber wenig genutzter Funktionen von Top-Zulieferern sind Schweizer Maschinen bereit, im Jahr 2022 einen größeren Teil der Produktionslast zu übernehmen.

Von einem Neuzugang im Ausrüstungsmix bis hin zu einer Reihe relativ neuer, aber wenig genutzter Funktionen von Top-Zulieferern sind Schweizer Maschinen bereit, im Jahr 2022 einen größeren Teil der Produktionslast zu übernehmen.

Bei der Befragung einer Handvoll Top-Playern der Branche haben wir eine Fülle von Tipps und Tricks herausgefunden, die Unternehmen dabei helfen können, die wahre Leistungsfähigkeit ihrer Schweizer Ausrüstung zu entfalten.

Indem Ed Garber von Star CNC die einzigartige Schweizer Maschinenfunktionalität und Peripheriegeräte untersuchte, bot er auch eine andere Sichtweise auf die Messung der Produktivität.

„Auf der ganzen Welt haben wir alle unterschiedliche Ansichten darüber, was eine optimale Produktion ist“, sagte Garber, nationaler Vertriebsleiter für Star CNC mit Sitz in Roslyn Heights, NY. „In den USA hängen wir ziemlich fest an der Zykluszeit: Wie viele Sekunden sind es? An anderer Stelle fragen sie sich, wie viele Teile am Ende der Woche im Mülleimer sind.“ Er erinnerte sich beispielsweise daran, in Japan Zeuge eines Einsatzes mit etwa 85 Star-Maschinen und nur drei Bedienern gewesen zu sein. „Man hat gesehen, dass die Maschinen etwas langsamer liefen, aber das Ziel war mehr Durchsatz.“

Hier zahlt sich das Hochfrequenzdrehen (HFT) aus.

„Wir sind nicht die Ersten, die das Grundkonzept entwickelt haben, aber so viele Leute da draußen verpassen den Überblick und missverstehen, wozu es wirklich in der Lage ist“, erklärte Garber. „HFT ist eine bahnbrechende Routine. „Wir haben in den letzten Jahren mehrere Hundert davon verkauft“, und die Kunden wurden aufgefordert, es 30 Tage lang auszuprobieren. „Ich glaube, wir haben es nur bei neun Maschinen geschafft. Diejenigen, denen es nicht gefiel, dachten, es würde ihre Zykluszeit verkürzen. Bei HFT muss Ihr Bediener jedoch nicht mit einer Zange in die Maschine greifen und das Vogelnest herausziehen, während die Maschine abgeschaltet ist. Es ist wirklich ein Game-Changer.“

Ein weiteres produktivitätssteigerndes Tool ist Star's SMOOSS-i, das Star Monitoring & Operator Support System. Das Softwarepaket kann bis zu 100 Star-Maschinen überwachen und kann für weniger als 5.000 US-Dollar auf einen dedizierten oder gemeinsam genutzten Server geladen werden.

„Sie können alle Arten von Informationen abrufen, einschließlich Alarme, Ausfallzeiten und mehr“, sagte Garber. „Es kann Sie erreichen und Ihnen Texte und E-Mails senden. Außerdem erfahren Sie, wann ein Alarm aufgetreten ist, was er war und wann der Alarm wieder in den Einzelzyklus- oder Automatikmodus zurückgekehrt ist. Es ist gut, dass Sie besser verstehen, was Ausfallzeiten verursacht, nach der Grundursache suchen und sich dort darum kümmern können.“

Eine weitere Star-Funktion, die Bearbeitungslasterkennung, wird bald zur Standardausstattung. „Es kann die Belastung von Werkzeugen an einer Maschine anhand der Servolast der Motoren überwachen, die für einen Vorgang wie Drehen oder Bohren verwendet werden“, sagte Garber. „Sie können obere und untere Kontrollgrenzen festlegen, um Sie zu alarmieren und darüber zu informieren, dass das Werkzeug stumpf ist oder kaputt ist. Es wird nicht so empfindlich sein wie einige der Vibrationsüberwachungssysteme auf dem Markt, nur weil es nicht dafür entwickelt wurde, einen Bohrerbruch mit 45 Tausendstel Durchmesser oder ähnliches zu erkennen. Aber wenn wir größere Werkzeuge und härtere Materialien haben oder drehen – insbesondere Metall –, wird es sehr praktisch sein.“

Mittlerweile sei das CNC-Motion-Control-System von Star, seit rund 17 Jahren ein fester Bestandteil im Schweizer Arsenal des Unternehmens, eine manchmal übersehene Option bei den Steuerungen der B5-Serie von Star, die für etwa acht Maschinen erhältlich sind, sagte Garber.

Motion Control erschien ursprünglich auf einer Siemens-Steuerung und war auf die Fähigkeit zur Gruppensteuerung ausgerichtet. Bei einer 10-Achsen-Maschine erklärte Garber beispielsweise: „Wenn man mit dem Schlitten fräste und dann mit dem anderen Schlitten drehte oder umgekehrt, hatte man das Push-Pull-System in einer CNC-Steuerung.“ Sie geben eine Informationszeile mit einem Blockendesignal ein. Die Maschine sieht das Ende des Blocks und weiß, was sie ausführen muss. Es führt es aus, geht dann zurück zur Steuerung und fragt nach der nächsten Aufgabe.

„Auch wenn es einen 400-, 600- oder 1.000-Zeilen-Lookahead gibt, sind die Prozesse sehr, sehr schnell. Wenn Sie jedoch beispielsweise gerade mit dem Drehen fertig sind und jetzt eine Fläche fräsen wollen – Ihre nächste Codezeile besteht darin, damit zu beginnen –, wird die Maschine reagieren: Starten Sie die Drehspindel und bewegen Sie sie hinein Position, verriegeln Sie die Hauptspindel und fräsen Sie diese Funktion. In einer Produktionssituation sind das Teile von Sekunden/Millisekunden, die sich schnell summieren. Motion Control optimiert das Programm, um die Nebenzeiten zu reduzieren. Sie schreiben Ihr Programm, prüfen Ihren Teil und weisen dann die Steuerung an, sie zu optimieren. Dadurch wird das Programm kompiliert, die erforderlichen Bewegungen in den Servos gespeichert und alle Bewegungen basieren auf der Position der Hauptspindel.“

In einem Beispiel erklärte er: Wenn eine Spindel eine Umdrehung von 31.000 hat und man möchte, dass sie bei 31.001 Umdrehungen etwas anderes macht, beginnt die andere Achse – unabhängig davon, ob es sich um unabhängige Gruppenschlitten, Revolver oder Revolver und Gruppenschlitten handelt – in Bewegung zu treten tun, was es tun muss, um für diese Revolution bereit zu sein 31.001. Man würde also sehen, dass an einem Geschützturm oder einer Gruppe eine Kürzung vorgenommen wird, und am gegenüberliegenden Geschützturm wird ein Staging durchgeführt; Sie würden einen Turm sehen, der sich langsam weiterschaltet. Es muss nicht schnell dort sein, weil es weiß, wann es in den Schnitt muss. Es geht langsam voran, um unnötigen Verschleiß zu minimieren und auch die Übertragung von Vibrationen zu reduzieren – alles, was von einem ruckartigen, geladenen Turm herrühren könnte –, um gerade noch rechtzeitig ans Ziel zu kommen.“

Ein aufstrebender Star auf dem Schweizer Markt ist der Nexturn SA32XII von Absolute Machining Tools aus Lorain, Ohio.

„Mit einem doppelten unabhängigen Gruppenschlitten und einer Dreikanalprogrammierung ermöglicht es den gleichzeitigen Einsatz von drei Werkzeugen im Schnitt“, sagte Jason Smith, nationaler Vertriebsleiter für Produktionsdrehprodukte bei Absolute. „Es gibt eine Menge Anwendungen, bei denen wir mit beiden Gruppenplatten Material entfernen und so kürzere Zykluszeiten und stabilere Prozesse erzielen können.“

Eine ideale Situation für den Einsatz des SA32XII wären lange Kurvenprofile, erklärte Smith. Bei diesen Anwendungen „kommt es häufig vor, dass die empfohlene Schnitttiefe einer Wendeschneidplatte überschritten wird.“ Daher müssen Benutzer die Vorschubgeschwindigkeit reduzieren. Dies führt zu einem Verlust an Spanbruch an Schneidwerkzeugen. Durch die Verwendung des Pinch-Turn-Zyklus mit dem doppelten, gegenläufigen Gruppenschlitten gelingt es Benutzern, die Werkzeuge innerhalb der Empfehlungen des Herstellers zu halten und so beim Schneiden einen Span zu brechen.“ Diese Spankontrolle sei angesichts des kompakten Bearbeitungsbereichs der Schweizer Maschinen von entscheidender Bedeutung für die Prozessstabilität, fügte er hinzu.

Darüber hinaus verkürzt der SA32XII die Zykluszeiten, da „Benutzer in der Lage sind, das nächste Werkzeug im Prozess bereitzustellen, indem sie dieses Werkzeug auf dem gegenüberliegenden Gruppenwerkzeugpfosten vorbereiten“, sagte Smith. „Dabei gibt es nahezu keine Chip-zu-Chip-Zeit.“

Diese Maschine reduziert auch die Komplexität von Werkzeugplänen, fügte Smith hinzu. „Während Ihr konventioneller einzelner fester Gruppenschlitten linkshändige Werkzeuge und Max-Land-Führungsbuchsen erfordert, verfügt unsere Dreikanal-Schweizer Maschine mit doppeltem Gruppenschlitten über eine unabhängige Z-Achse an einem der Gruppenwerkzeugpfosten. Dadurch wird die Werkzeugkapazität auf dem Hauptwerkzeuggruppenschlitten erheblich erhöht und eine größere redundante Werkzeugkapazität bereitgestellt. Es ist auch bei langen, unbeaufsichtigten Vorgängen nützlich, ermöglicht, dass mehr Werkzeuge in den Maschinen verbleiben, und verkürzt die Rüstzeiten von einem Teil zum nächsten.“

Absolute plant, den Nexturn SA32XII im September auf der IMTS vorzustellen.

Mit einem integrierten automatischen Werkzeugmesstaster und einer HDCC-Basis (High Damping Composite Casting) bietet die im Oktober eingeführte Syncrex-Serie von Mazak eine weitere Option für Werkstätten, die Schweizer Präzision in Betracht ziehen.

Mazak mit Sitz in Florence, Kentucky, hat bei der Entwicklung seiner Maschinen eine Fülle von Schweizer Maschinenkenntnissen eingebracht, die den Benutzern nicht nur dabei helfen werden, mehr Auftragswechsel durchzuführen, sondern auch Materialverschwendung zu vermeiden, sagte Kevin Bates, General Manager von Midwest.

Syncrex-Maschinen werden mit einem automatischen Werkzeugtaster auf der Maschine erhältlich sein, der die Werkzeugrüstzeiten halbieren wird, versicherte Bates.

„Das entspricht dem, was Mazak-Kunden von ihren Drehmaschinen gewohnt sind“, erklärte Bates. „Die meisten unserer Drehmaschinen sind standardmäßig mit Werkzeugmesstaster ausgestattet, sodass unsere Kunden mit dieser Funktionalität vertraut und daran gewöhnt sind. Als wir anfingen, uns mit unserer Schweizer Drehlinie zu befassen, überlegten wir, wie wir die Rüstzeiten einer Maschine im Schweizer Stil verkürzen könnten.“

Allerdings sei die Syncrex-Sonde deutlich anders, fuhr er fort. „Auf einer Maschine mit festem Kopf hat man viel mehr Platz – viel mehr Platz zum Anbringen einer Sonde – und viele davon befinden sich an Armen, die aus der Kopfwand der Maschine herausragen. Auf einer Schweizer Maschine gibt es diesen Abstand nicht, und offensichtlich bringen Sie Ihre Werkzeuge zum Teil und nicht den Messtaster zum Werkzeug. Wir haben ein Gerät, das wir in der Führungsbuchse der Hauptspindel oder in der Spannzange der Nebenspindel halten und dann mit diesem Messtaster Werkzeuge abtasten können.“

Bei der Kundenbefragung stellte Mazak fest, dass diejenigen, die Schweizer Maschinen mieden, dies häufig aufgrund der Umrüstzeiten taten. „Früher haben Kunden diese Maschinen an einem Montag aufgebaut, die ganze Woche über ein Teil bearbeitet und dann umgerüstet“, sagte Bates. „Wir haben mittlerweile Kunden, die Swiss-Maschinen nutzen und diese täglich oder in manchen Fällen sogar mehrmals am Tag austauschen.“

Bei einer Syncrex-Einführungsdemo auf der Discover 2021-Veranstaltung von Mazak im Oktober konnte ein Anwendungstechniker, der alle Werkzeuge manuell abschaltete, diese Zeit halbieren, indem er das automatische Werkzeugeinstellsystem bei einer Acht-Achsen-Version mit 29 Werkzeugen verwendete. Syncrex-Maschinen werden mit bis zu neun Achsen und 35 Werkzeugen erhältlich sein, optional mit vollständiger B-Achsen-Konturbearbeitung.

Die sich ändernden Anforderungen an die Schweizer Funktionalität haben dazu beigetragen, Mazaks Syncrex voranzutreiben, sagte Bates.

„Früher machte der Schweizer Drehmaschinenabsatz etwa 10 Prozent des gesamten Drehmaschinenmarktes aus; Diese Zahl ist auf etwa 20 Prozent gestiegen, was zum großen Teil auf Technologien zurückzuführen ist, die die Umstellung reduzieren. Auch der Durchmesser der Schweizer Maschinen ist gewachsen; Früher waren es 1 Zoll (25,4 mm) und weniger für Teile mit kleinem Durchmesser, jetzt sind es 38 mm und in manchen Fällen sogar noch mehr. Wir werden 20, 25, 32 und 38 haben „Millimeter-Maschine in unserem Portfolio im Jahr 2022.“

Im Mittelpunkt der Syncrex-Genauigkeit steht die vibrationsdämpfende HDCC-Maschinenbasis mit einem Gewicht von 3.200 Pfund, die mehrere Vorteile bietet, darunter:

10 Prozent steifer als Gusseisen

80 Prozent weniger Vibrationen an der Trennstelle

30 Prozent längere Standzeit

Aufgrund der Konstruktion der synchronisierten Hauptspindel und der Führungsbuchse bei den 20- und 25-mm-Modellen werden die Materialeinsparungen auch erheblich sein, fügte Bates hinzu, da der Syncrex Reststücke, die typischerweise 10 oder 11 Zoll (25,4 oder 28 cm) groß sind, auf reduziert sieben oder acht (17,8 oder 20,3 cm)

„Da Schweizer Teile immer komplizierter werden, kommt CAM immer häufiger zum Einsatz – und die Bearbeitungsstrategien ändern sich“, riet der Schweizer Produktspezialist Christopher Leclerc von CNC Software, Tolland, Connecticut. Und mit der Einführung von „B“ werden die Maschinenfunktionen beim Fräsen immer fortschrittlicher. Achsen-(Fünf-Achsen-)Konturierung.

„Bei der vollständigen Fünf-Achsen-Arbeit ist ein CAM-System unerlässlich“, betonte Leclerc. „Der Einsatz eines CAM-Systems sorgt auch dann für Einheitlichkeit, wenn mehrere CNC-Programmierer am gleichen Arbeitsplatz arbeiten.“

Während Programmierer das dynamische Fräsen von Mastercam auf Schweizer Maschinen nutzen können, fügte er hinzu, kann es an Effektivität verlieren, wenn kleinere Teile und schnelle Bewegungen auf einen kleinen Bereich begrenzt werden. Der Vorteil von CAM liegt in der Anzahl der Codezeilen, die für das komplexe Fünf-Achsen-Fräsen erstellt werden müssen.

„Ich habe Programme für Fünf-Achsen-Geometrien erstellt, die Hunderttausende Codezeilen enthielten“, sagte er. „Wenn es um die Oberflächenbearbeitung geht, hängen die Oberflächenbeschaffenheiten eines Teils direkt davon ab, wie Ihr CAM-System Bahnübergänge und Bearbeitungsmuster integriert. Bei der Verwendung kleiner Kugelschaftfräser (z. B. 0,032 Zoll und darunter) ist die Zustellung von entscheidender Bedeutung, um die Oberflächengüte und die Werkzeuglebensdauer aufrechtzuerhalten.“

Medizinische Implantate und Instrumente können auf einer Maschine mit fünfachsiger Bearbeitung hergestellt werden, wobei mehrere Werkzeuge das Schruppen, Vorschlichten und Schlichten ermöglichen. „Die Möglichkeit, ein Volumenmodell zu programmieren und präzise und schnell NC-Code zu erhalten, ist ein Pluspunkt. Viele große Schweizer Geschäfte haben viele verschiedene Schweizer Maschinen vom gleichen Hersteller oder von verschiedenen Herstellern. Sobald ein Teil in einem CAM-System programmiert ist, kann der Code einfach auf verschiedene Maschinen übertragen werden, indem eine neue Maschine und ein Postprozessor geladen werden.“

Da sich immer mehr Unternehmen dafür entscheiden, Teilenummern oder Logos einzugravieren, anstatt sie durch Rollen zu stanzen, um die Sichtbarkeit zu verbessern, ist die Programmierung von entscheidender Bedeutung, um ein saubereres Erscheinungsbild zu erzielen.

„Wenn sich beim Rollprägen ein Chip im Prozess verfängt, spiegelt das Merkmal dies wider“, bemerkte Leclerc. „Mit der Gravur können Sie benutzerdefinierte Makros einrichten, mit denen Teilenummern ausgeschnitten werden können, die in eine Variable eingegeben werden. Dies reduziert die Anzahl der Rollstempel und die Rüstzeit. Angenommen, Sie führen ein Teil aus, das 25 verschiedene Konfigurationen hat, die als -001 bis -025 bezeichnet sind. Sie könnten ein Programm schreiben, in dem #550 = -015 oder -008 usw. ist, also die Teilenummer, und diese beim Teilewechsel ändern. Dies dauert nur wenige Sekunden, statt dass ein neuer Rollstempel eingerichtet werden muss. Ich habe viele Geschäfte gesehen, die ihre eigenen Produkte herstellen und das Firmenlogo eingravieren.“

Weitere Mastercam-Zeitsparer, auf die Leclerc schwört, sind:

Threading-Tabellen, mit denen Benutzer bestimmte Typen und Größen auswählen und diese Daten automatisch in das Programm einfügen können.

Funktionen, die dabei helfen, Änderungen am Teiledesign zu verfolgen und zu verfolgen. Ebenen, Ansichtsblätter und mehr behalten das Originalmodell und modifizierte Volumenmodelle bei.

Standardeinstellungen für eine Einzelperson oder eine Gruppe von Programmierern ermöglichen es ihnen, das CAM-System basierend auf ihrem Programmierstil einzurichten.

Bei Marubeni Citizen-Cincom wird CAM mit dem On Machine Program Check (OMPC) des Unternehmens kombiniert, um die Kollisionsvermeidung von Werkzeugen zu bestätigen, sagte Präsident/COO Brian Such.

„Viele Anwender probieren ihre Ersteinrichtung sehr langsam aus und nehmen Änderungen an der Maschine vor“, erklärte er. Dies ermögliche zwar ein sicheres Setup, „verbraucht aber wertvolle Maschinenzeit, die die Schweizer nutzen sollten.“

Um Werkzeugkollisionen auf einer Schweizer Maschine zu vermeiden – die viele Werkzeuge auf kleinem Raum montiert – müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden, wie erläutert, von der Anordnung auf der Gegenspindelseite, abhängig davon, wie weit das Teil von der Gegenspindelfläche entfernt ist, bis hin zu wie vielen welche Werkzeuge verwendet werden und wie tief jedes Werkzeug ist.

„Benachbarte Werkzeuge, die nicht im aktuellen Schnitt sind, können andere Maschinenteile beeinträchtigen“, bemerkte Such. „Viele Setup-Leute schauen sich das erst bei der Einrichtung an und haben dann Schwierigkeiten, Änderungen vorzunehmen, die ihren Bedürfnissen entsprechen.“ Er glaubt, dass der Einsatz von CAM-Software diese potenziellen Werkzeugeinstellungskollisionen aufzeigen und den Einrichter auch über andere Werkzeugversätze informieren kann, die für einen kollisionsfreien Betrieb verwendet werden.

„Manche Prozesse erfordern längere Zykluszeiten und nutzen viele Werkzeuge auf vielfältige Weise. Der Programmierer kennt den Prozess, aber der Einrichter fängt blind an. Bei einer komplexen Aufgabe, die der Einrichter noch nie zuvor gesehen hat, kann die Darstellung eines CAM-Prozesses vor der Einrichtung dazu führen, dass der Einrichter den Prozess vollständig überblickt und weiß, was ihn vor dem ersten Durchlauf erwartet.“

Programmierer, so fügte er hinzu, scheinen auf der sicheren Seite zu sein. „Beim Einfahren eines Werkzeugs in einen Schnitt erfolgt immer ein Luftschnitt, bevor der eigentliche Prozess beginnt. Mit CAM können Sie den Luftschnittabstand für alle Werkzeuge wie gewünscht einstellen – beispielsweise 0,762 mm (0,03 Zoll); viele Nicht-CAM-Benutzer verwenden möglicherweise 2,54 mm (0,1 Zoll). Das ist eine Zeitersparnis von 0,07 Zoll (1,78 mm), was zwar gering ist, sich aber summieren kann.“

Wie passt OMPC dazu? Diese Funktion, die seit den 1980er Jahren auf Citizen Cincom Swiss-Geräten zum Einsatz kommt, hat sich zu einem unverzichtbaren Prozess entwickelt, sagte Such.

„Der Bediener aktiviert OMPC, wodurch das Handimpulsrad verwendet werden kann, um den Prozess mit der vom Bediener bevorzugten Geschwindigkeit zu steuern. Das ist nicht nur Start-Stopp; OMPC kann je nach Wunsch des Benutzers vorwärts und rückwärts, schneller oder langsamer verwendet werden. Wenn ein Fehler auftritt, kann dieser direkt im Prozess behoben werden – einfach den Programmcode bearbeiten und dann mit der Ausführung fortfahren.

„OMPC ist nicht wie die Funktion anderer Builder; Citizen verfügt nur über ein Einstellrad für die Vorschubsteuerung. Ein Citizen verfügt nicht über eine schnelle Überbrückung. Bei allen anderen Werkzeugmaschinen mit zwei Steuerungen, einer für den Vorschub und einer für den Eilgang, können Sie, wenn Sie den Prozess ohne Kollisionen bei einer Eilgangeinstellung von 25 Prozent testen, anschließend mit 100 Prozent laufen und es kommt zu Abstürzen, da das Timing völlig unterschiedlich ist . Wenn Sie beim Citizen OMPC die eine Vorschubsteuerung anpassen, wird diese zu 100 Prozent bestätigt und ermöglicht das Testen und Anpassen jeder Geschwindigkeit nach Wunsch – dann wird bei 100 Prozent Vorschub zu 100 Prozent die gleiche Bewegung ausgeführt, wodurch Timing-Abstürze vermieden werden.“

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