항공우주 가공은 전체 CAD/CAM/CAE CNC 기능을 사용합니다.

DMG Mori(일리노이 호프만 에스테이트)는 항공 우주 기계 가공을 위한 Siemens Industry Inc.(일리노이 엘크 그로브 빌리지)의 CAD/CAM/CNC 하드웨어, 소프트웨어 및 엔지니어링 서비스 패키지로 지원되는 항공 우주 OEM 및 생산 공장에 제조 기술을 제공합니다. Siemens의 오랜 파트너인 DMG Mori는 다양한 기존 칩 절단 및 초음파 머시닝 센터를 구축합니다.

항공 우주 산업의 경우 원하는 정확도와 전반적인 생산 효율성을 달성하려면 항공 우주 가공 공정에서 세심한 주의와 계획이 필요합니다. 일반적으로 생산되는 구성 요소에는 티타늄 및 관련 합금과 같이 가벼우면서도 단단한 재료로 만들어진 부품과 상당한 양의 재료 제거가 발생하는 알루미늄 가공품이 포함됩니다. 긴 주기 시간과 기타 높은 원자재 비용으로 인해 이러한 구성 요소의 가공이 어렵습니다.

최근 두 가지 애플리케이션은 DMG Mori가 어떻게 Siemens를 활용하여 설계 간 프로토콜, 항공우주 가공 시간, 공구 수명, 표면 조도, 치수 정확도 및 전반적인 생산 효율성의 감소를 포함하여 부품 생산을 개선할 수 있었는지 보여줍니다.

먼저 제트 엔진의 역추력 부품은 탄성 강성으로 인해 항공 우주 분야에서 자주 사용되는 소재인 Ti Gal-4-V로 제작해야 했습니다. CAD 파일에서 시작하여 Siemens PLM(제품 수명 주기 관리) 팀은 최대 재료 제거율을 계산하는 VoluMill 추가 기능이 있는 NX CAM을 통해 프로그램을 실행했습니다. NX 프로그램 내의 사용자 정의 이벤트(UDE) 기능은 냉각수 압력, 진폭, 초음파 발생기 설정 등에 대한 포스트 프로세서 참조를 트리거하기 위한 확인란을 허용합니다. 이렇게 하면 수동 프로그래밍을 피할 수 있고 결과적으로 프로그램 전환 시간이 최대 2일에서 약 30분으로 단축되었습니다.

프로그램이 제어를 위해 준비되면 Sinumerik 840D sl CNC의 기능을 통해 실제 절단 경로를 보다 능률적으로 시뮬레이션할 수 있습니다. 3D 빠른 설정 압축기 기능은 모든 경로 동작에 대한 파라메트릭 항목별 데이터 파일을 제공하여 충돌을 제거하고 공작 기계의 NC 커널 및 PLC와 함께 최적의 공구 경로를 보장합니다.

Siemens의 기술 응용 프로그램 센터 관리자인 Randy Pearson은 다음과 같이 말했습니다. 언제든지. 규정된 시간 간격으로 테이블에서 실행되도록 절차를 자동화할 수도 있습니다.”

고속 가공 기능은 5축 기계가 공간에서 회전된 작업 평면을 정의할 수 있도록 하는 정적 평면 변환인 Cycle 800으로 강조됩니다. 업계에서는 일반적으로 3+2 프로그래밍으로 알려져 있습니다. 싸이클은 실제 공작물 원점과 공구 오프셋을 회전된 표면을 참조하도록 변환합니다. 여기서 주기는 특정 기계 운동학을 수용하고 작업 평면에 수직인 물리적 축을 배치합니다. 이것을 TRAORI 또는 ​​변형 방향이라고 합니다.

한편, 기계의 Sinumerik CNC Operate 사용자 인터페이스를 통해 작업자는 USB 또는 네트워크 연결을 통해 모두 전송할 수 있는 통합 도구 관리 및 정보 관리 기능을 수행할 수 있습니다.

시뮬레이션에서 공작물의 로딩 및 고정은 NX CAM에서 가상으로 수행되며, 이는 또한 이러한 대규모 재료 제거 응용 분야에서 중요한 일관된 칩 부하를 계산합니다. 시뮬레이션은 모든 절단 섹션에서 도구 길이를 추가로 확인하고 기계를 시작할 수 있도록 프로그램을 마무리합니다. 말 그대로 기계의 "디지털 트윈"으로 작업하는 것과 같습니다.

DMG Mori의 국가 제품 관리자인 Luke Ivaska에 따르면 생산 과정에서 이 공정을 통해 이 매우 단단한 재료의 공구 수명이 2.25배 향상되었습니다. “NX CAM과 Sinumerik 840D sl을 장비에 결합하고 이 장비가 할 수 있는 모든 일을 하게 되면 대부분의 소프트웨어 프로그램이 누구나 빠르고 쉽게 사용할 수 있도록 특별히 제작된 CAM 패키지이기 때문에 몇 가지 초기 문제가 발생했습니다. 그러나 소프트웨어가 공구 경로를 구동하고 작업자가 거의 제어할 수 없기 때문에 상당한 제한이 있습니다. NX CAM 및 Sinumerik을 사용하여 공구 경로 생성에 대해 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다. NX로 해결할 수 없는 문제를 아직 찾지 못했습니다.” 결과적으로 초음파 액터 덕분에 표면 마감이 62.5 Ra에서 35 Ra로 개선되어 4시간 30분 만에 완성된 부품이 작동됩니다.

두 번째 예인 기존 칩 절삭 5축 머시닝 센터에서 보급형 DMU 50을 사용하여 직경 7인치(177.8mm) × 높이 50.8mm(2인치) 6061 알루미늄 블록을 절단합니다. 90% 이상의 재료 제거를 달성한 항공 우주 산업을 위한 임펠러 팬. 동일한 NX CAM 소프트웨어가 단일 시스템에서 5축 설정과 포괄적인 G 코드 시뮬레이션 및 검증에서 상당한 시간 절약의 초기 이점과 함께 이 프로세스 체인을 시작했습니다.

이 임펠러 팬 구성 요소의 블레이드 구조로 인해 가공 중 부품과 툴 홀더 사이에 0.5 간격만 허용되었습니다. NX CAM을 사용한 시뮬레이션은 도구와 부품의 충돌을 방지했습니다. DMG Mori 엔지니어링은 이 응용 분야에 실행 가능한 솔루션을 제공하기 위해 또 다른 오랜 툴링 파트너인 Haimer와 슬림 라인 홀더를 찾았습니다. 한편 NX CAM에서 보간된 도구 축과 단면 보기를 실행하여 좁은 작업 공간에서 도구의 작동을 확인했습니다.

Sinumerik 840D sl에서는 동일한 3D 빠른 설정 압축기 기능이 적절한 공구 경로를 보장하는 반면 고속 가공 설정과 Cycle 800이 이 프로젝트에 다시 활용되었습니다. CNC의 그래픽 사용자 인터페이스인 Sinumerik Operate는 일반 텍스트의 모든 황삭 및 정삭 데이터와 중단 및 수동 재시작 후 재시작을 위해 기록된 모든 5축 변형 방향 데이터를 포함하여 최종 사용자의 작업자 및 제조 엔지니어링 직원이 생산 조건에 액세스할 수 있도록 합니다. .

공작 기계의 가변 유선형 작동은 보간된 벡터와 결합되어 단일 공구 경로에서 블레이드 표면을 가공할 때 더 부드러운 마무리를 생성합니다. 기계는 정사각형에서 원형 가공으로 전환한 다음 블레이드 내부를 정확하게 가공하는 데 필요한 극도의 각도 경로가 필요합니다. 프로그램의 단일 블레이드 핀 부분이 자동으로 캡처되어 단계별 반복 프로그램이 구축될 수 있었습니다.

각 블레이드 핀 절단 경로의 시뮬레이션은 NX CAM과 CNC 프로그램 모두에서 수행되었습니다. Siemens의 PLM 사업 개발 이사인 Randy Pearson과 Matthias Leinberger에 따르면 이 벡터화된 프로그램은 유사한 결과를 가진 모든 기계로 전송할 수 있습니다. 동일한 시설 내에서 여러 대의 기계를 제어하거나 전 세계의 상점에서 운영하는 모든 기계가 제어 장치에 의해 함께 연결됩니다. 운영, 데이터 캡처 프로토콜 및 생산 분석을 위해 받은 피드백 간에 완전한 연속성이 있습니다.”

이 두 프로젝트는 DMG Mori 기계에 탑재된 새로운 CELOS를 사용하여 수행되었습니다. CELOS는 이러한 애플리케이션에서 작업자와 기계 간의 상호 작용을 용이하게 합니다. 실제 조건을 즉시 불러올 수 있는 수많은 앱, CAD 및 CAM 제품에 대한 링크를 통한 전체 데이터 비교, 로깅 및 분석을 위한 고객 회사 ERP 시스템에 대한 전체 인터페이스, 진행 중인 원격 조정이 가능합니다. 이러한 항공우주 고객의 경우 글로벌 생산 네트워크와의 양방향 통신도 제공됩니다.