경주 팀의 성과 향상 방법

노스캐롤라이나주 KANNAPOLIS — 대부분의 자동차 제조업체와 마찬가지로 NASCAR 레이스 팀은 자동차 부품을 더 좋고 저렴하며 빠르게 만들려는 동기가 있습니다. 수백 개의 주요 Fortune 500 브랜드가 연상되는 차량 도색 계획에 눈에 잘 띄며 스포츠에 대한 지속적인 건전한 투자를 나타냅니다.

그러나 현명한 회사라면 신중함이 우선이고 경주 팀은 비용을 절약할 수 있는 창의적인 방법을 찾고 있습니다. 여기에는 기계 공장 작업이 포함됩니다. Stewart-Haas Racing이 이를 달성하는 방법 중 하나는 Mastercam CAD/CAM 소프트웨어(CNC Software Inc., Tolland, CT)에 있는 Dynamic Motion 도구 경로를 적용하는 것입니다.

Stewart-Haas Racing은 3회 Monster Energy NASCAR 컵 시리즈 챔피언인 Tony Stewart와 북미 최대 CNC 공작 기계 제작업체인 Haas Automation의 설립자인 Gene Haas가 공동 소유한 타이틀 우승 NASCAR 팀입니다.

이 조직은 Monster Energy NASCAR 컵 시리즈에 4개의 항목을 입력합니다. Kevin Harvick의 4번 Ford Fusion, Aric Almirola의 10번 Ford Fusion, Clint Bowyer의 14번 Ford Fusion, Kurt Busch의 41번 Ford Fusion입니다. 이 팀은 또한 Cole Custer의 경우 00번 Ford Mustang과 98번의 Ford Mustang이라는 시간제 항목을 입력하여 NASCAR XFINITY 시리즈에서 경쟁합니다. 노스캐롤라이나 주 카나폴리스에 위치한 Stewart-Haas Racing은 약 370명의 직원이 있는 18,580m2 규모의 시설에서 운영됩니다.

그 공간 중 매우 활동적인 4000ft2(372m2)는 회사의 기계 공장입니다. Stewart-Haas Racing은 이전에 아웃소싱했던 부품 자체를 더 많이 만들기 위해 제조 전략을 강화해 왔습니다. 이는 팀에 더 나은 품질 관리, 개선된 배송 시간 및 독점 설계에 대한 추가 보호 기능을 제공합니다. 더 많은 작업을 수행함으로써 Stewart-Haas는 특히 새로운 Dynamic Motion 도구 경로를 통해 시설 목록(주로 Haas 공작 기계 사용), 제조 프로세스 및 절차, CNC 부품 프로그래밍을 간소화할 수 있었습니다.

설명

이러한 고급 CAM 도구 경로는 지난 몇 개의 Mastercam 버전에 있었고 약 10년 전에 처음 출시되었지만 여전히 많은 제조 분야에서 생소하며 밀링 및 선삭 모두를 위한 더 많은 제품 기능에 지속적으로 개선 및 통합되고 있습니다.

다음은 간단한 설명입니다. 일반적으로 기존 CNC 프로그램은 기하학적 경계를 기반으로 합니다. 그들은 도구가 재료를 입력한 다음 벽이나 다른 장애물을 만날 때까지 한 방향으로 출발한 다음 방향을 바꿉니다. 이 도구는 부품 모델에 따라 모든 영역을 덮고 경로에 있는 모든 것을 자릅니다. 물질적일 때도 있고 비효율적일 때도 있습니다.

이제 최신 Dynamic Motion 도구 경로에는 도구가 다소 비 전통적인 방식으로 작동합니다. 공구 동작은 금속이 제거되는 영역과 다양한 가공 단계 전반에 걸쳐 재료의 변화하는 상태를 모두 고려하는 고도로 엔지니어링된 규칙 세트에 의해 제어됩니다. 독점 알고리즘은 다음 단계를 예측하고, 대안의 무게를 측정하며, 부품이 절단될 때 변화하는 재료 조건에 따라 이송, 스텝오버 및 절단 동작을 자동으로 수정합니다.

목적은 열을 발생시키는 과잉을 피하기 위해 횡력을 제어하여 재료를 보다 효율적으로 제거하는 것입니다. 종종 "일정한 칩 부하 가공"이라고 하는 더 부드럽고 안전한 동작은 절삭 공구와 기계에 가해지는 스트레스를 줄여 수명을 연장합니다.

Stewart-Haas Racing의 CNC 기계 공장 관리자인 John Simmons는 "작년에 ​​우리 매장에서 본 가장 큰 변화는 Mastercam의 동적 공구 경로를 완전히 채택한 것입니다."라고 말했습니다.
“이 제품은 매우 강력합니다. 이제 더 작은 구성 요소를 만들고 함께 용접할 필요 없이 큰 빌릿에서 바로 완전한 부품을 만들 수 있습니다.”라고 그는 말했습니다. "동적 공구 경로는 훨씬 더 많은 공구 결합을 제공하므로 황삭 공구 경로를 최적화해야 하는 번거로움이 줄어들고 정삭 작업에 훨씬 더 빨리 도달할 수 있습니다."

속도 증가

얼마나 더 빠른지에 대한 예로서 Simmons는 Dynamic Motion 툴패스의 이점을 누리는 많은 부품 애플리케이션 중 하나로 스티어링 센터 링크 구성요소를 인용합니다. 스티어링 링크는 스티어링 박스와 휠을 연결하는 매우 중요한 부품입니다. 이 부품은 Haas 모델 VF6 TR(트러니언용) 50-테이퍼 수직 CNC 밀링 머신에서 약 4" 너비 × 5" 높이 × 23.5" 길이(102 × 127 × 597mm). 황삭 프로세스에는 12시간이 걸렸지만 이제는 "재료 인식" 공구 경로를 적용하여 7시간으로 단축되었습니다.

Simmons는 다음과 같이 말했습니다. "60~75% 더 효율적이고 절삭 시간뿐 아니라 동적 모션을 사용하여 공구 수명도 훨씬 더 길어지고 있습니다."라고 Simmons는 말했습니다.
이후의 3D 윤곽 밀링 작업은 중요한 치수를 미세 조정합니다. 공차, 마감 형상 및 부품 중량은 경쟁적인 이유로 Simmons에 의해 공개되지 않았습니다. 그러나 그는 고급 공구 경로를 사용하여 황삭 공정에서 절삭 효율성을 높이는 주요 원인을 제공했습니다.

– 열 축적 및 과도한 횡력을 피하기 위한 최소한의 스텝오버

– 도구와 기계에 가해지는 스트레스를 완화하는 부드러운 동작

– 높은 스핀들 속도;

– 가장 많은 재료를 제거하는 절단을 위한 최대 플루트 맞물림;

– 에어 컷을 최소화하기 위한 지속적인 재료 맞물림(클라임 밀링)

– 공구 부하를 일정하게 유지하기 위한 스텝오버의 동적 조정

– 가장 안전한 각도에서 재료에 도구를 제시하는 도구 진입 전략

– 형상 형상에 관계없이 공구를 일관되고 안전한 절삭 조건으로 유지하는 재료 "인식"(칩이 동일한 크기가 되도록 경로를 수정함),
커터를 기계에서 멀리 올리는 마이크로 리프트 재배치하는 동안 절단 속도를 조정할 때 열이 축적되지 않도록 부품의 바닥이나 벽에서 떨어진 위치에 있어야 합니다.

– 재배치 중에 절단 속도를 조정할 때 열이 축적되지 않도록 절단기를 부품 바닥이나 벽에서 멀리 올리는 마이크로 리프트입니다.

'복잡한 기술'

Haas 공장에는 대형 Haas VF6 TR VMC 외에도 14개의 다른 공작 기계가 있습니다. 라이브 밀링 헤드가 있는 Haas CNC 터닝 센터는 Simmons가 이전에는 아웃소싱했지만 지금은 사내에서 가져온 부품이 주로 터닝된 부품이라고 말했듯이 가장 최근에 추가되었습니다. 가공 작업 외에도 작업장에는 각 부품의 결함을 주의 깊게 검사하는 완벽한 장비를 갖춘 품질 관리 부서가 있습니다.

Simmons는 "복잡한 기술이 우리 작업장에 널리 보급됨에 따라 다양한 공급업체로부터 받는 지원이 가장 중요해졌습니다."라고 말했습니다. "단순히 기술을 보유하는 것이 아니라 궁극적으로 비용을 절감하고 효율성을 개선하며 경쟁력 있는 차량을 만들기 위해 투자를 최대한 활용하고자 합니다.

"예를 들어, 동적 툴패스 사고 방식으로의 진화는 이점에 대한 가치가 있지만 탐색하기 까다로울 수 있습니다."라고 그는 덧붙였습니다. “기억해야 합니다. 저는 거의 15년 동안 CNC 프로그래머였습니다. CNC Software의 애플리케이션 엔지니어와 해당 리셀러인 Barefoot CNC의 도움으로 조명이 훨씬 빨리 켜졌습니다."

CNC Software에서 제공한 정보에서 Motorized Vehicle Yearbook 편집자 Bill Koenig가 편집했습니다.