powermill vortex 및 machine dna · 2014-04-16 · the machinedna process: machine setup new...

PowerMILL Vortex 및 Machine DNA를 활용한 고효율 가공

한국델켐㈜｜도영돈 수석컨설턴트

Delcam의 특허기술 -Vortex And Machine DNA

Solid Carbide 공구 적용

전체 툴패스에 대해 공구 접촉각을 제어

Delcam의 모든 CAM S/W 적용

What is ?

란 Delcam의 신개념 고속 황삭 가공 기술을 의미

Fea tu reC

AM

46°

Tool Engagement

직선 구간에서는 최적화된 가공 조건이 적용 됨

Conventional Area

Clearance toolpath

91°

내부 코너에서는 가공 중 소재와 닫는

공구의 면적이 급격하게 증가 됨

Conventional Area

Clearance toolpath

Tool Engagement

Tool Engagement Colour Map

• 10%의 툴 패스가 가공 조건을

악화시킴

그로 인해 90%이상의 툴 패스가

비효율적으로 가공을 함

Conventional Area

Clearance toolpath

46°

46°

Vortex toolpath

Vortex machining은 전체 툴 패스에 대해

공구와 소재가 닫는 면적이 일정하도록 컨트롤

Tool Engagement

Vortex machining은 전체 툴 패스에

최적화된 가공 조건을 유지 시켜 줌

46° Vortex toolpath

Tool Engagement

Tool Engagement Colour Map

• There is no red

• 프로그램 된 툴 패스는 소재와 공구의

접촉면적이 설정 값을 초과하지

않도록 함

• 전체 툴 패스에 대해 직선화된 툴

패스 와 동일한 조건이 적용 됨

Vortex toolpath

Hear the Difference

전형적인 황삭 가공 음은

절삭량의 변화에 따른 공구

떨림과 부하에 따라 변화가 심함

Vortex 황삭은 절삭량을

일정하게 유지 시켜주기 때문에

가공 음이 일정하게 유지 됨

Vortex

Conventional

See the Difference

• 가공 시간이 오래 걸림

• 일정한 feed로 프로그램 됨 실제 가공은 프로그램 된 Feed 데로 진행

되지 않음

Vortex (step up)

Conventional (step down)

• 가공 시간이 짧음

• 일정한 절삭량으로 가공 됨 가공 시 프로그램 된 Feed를 유지

* Simulations not in real time

Vortex 기능 이용 시 가공 시간 : 23분 39초

일반 기능 이용 시 가공 시간 : 59분 36초

전체 가공 시간의 60%단축

Note: Oil mist was used instead of coolant to

improve video clarity

기존 황삭가공은 프로그래밍 한 이송속도를 유지할 수

없지만, 보텍스 가공은 가능합니다.

60% 가공 시간 단축

Vortex

Vortex Area Clearance

공구 수명

극대화

비용 절감

과부하에

의한 공구

충격 방지

가공 열이

칩으로

배출

일정한

가공부하

길이 = 3.94m

반경 = 12.84mm

이론적 시간 = 22s

길이 = 4.27m

반경 = 16mm


최상의 트로코이드는?

길이 = 3.51m

반경 = 8mm

이론적 시간 = 21초

길이 = 2.80m

반경 = 4mm

이론적 시간 = 16초 실제시간 = 28초

실제시간 = 25초

실제시간 = 25초

실제시간 = 22초 길이 = 3.94m

반경 = 12.84mm


가공기= DMG DMU160P 피드레이트(이송속도) = 10000mm/min 컨트롤러 = Siemens 840D

최상의 포인트 배열 방법은?

톨러런스, 원호 기본값


Tolerance and Keep Arcs (default) 톨러런스 유지/ 원호값 변경



Tolerance and Replace Arcs 포인트 재배열!

그렇다면, 포인트 간격은?



포인트 재배열 톨러런스 유지/ 원호값 변경

톨러런스, 원호 기본값



톨러런스 유지/곡률 연속성을 가진 원호값으로 변경

* Vortex 가공기술에 곡률 연속성 반영

MachineDNA 계산결과

DMG DMU160P 가공 테스트 결과


Redistribute

If so, what point spacing?

톨러런스 유지/곡률 연속성을 가진 원호값으로 변경

* Vortex 가공기술에 곡률 연속성 반영



What is MachineDNA?

MachineDNA 만의 차별화된 자동수행기능 :

• 가장 효율적인 트로이코드 사이즈 결정

• 최적의 포인트 배열 방법 결정

• 아크/ 라인 변환

기계의 동적 특성에 적합한 고효율 가공 가능

가공 시간 단축 및 가공기계 성능의 최대화

MachineDNA 실행

1. MTD 파일불러오기 및 설정 2. NC데이터 교정 파일 저장 3. NC데이터 교정파일 실행

4. 결과값 로딩 5. MTD 파일 교정 완료

Benchmarks

Engagement Angle = 46 Deg

StepOver = Tool Dia * 30%

StepDown = Tool Dia *(2~3)

Hard

- S.O : 10% ~ 20%

- Flute : 4~6

- Feedrate : 2~3배

Soft

- S.O : 40% ~ 50%

- Flute : 3

- Feedrate : 2~3배

Vortex 가공 조건

시뮬레이션 결과 및

이론적 가공 시간 비교

OFFSET TOOLPATH

가공시간 : 2시간 48분 VORTEX

가공시간 : 12분

시뮬레이션 결과 및 이론적 가공 시간 비교

Step down • 절삭 깊이당 여러 Step Over 생성

• 가공시간 증가

Step up • Vortex 설정 깊이 보다 점점 적은 깊이

가공

• 최 외각에 최소의 툴패스만 생성

• Vortex 설정 값보다 적은 량의 부하가

발생하므로 피드 향상가능

시뮬레이션 결과 및 이론적 가공 시간 비교

OFFSET TOOLPATH

가공시간 : 2시간 48분

VORTEX+STEPCUTTING


The MachineDNA process: machine setup

New machine

setup Frequency

test

Performance

test

Using the

results

C HAAS V 1 0

CIRCLE 1 10 16 15000 0 6.460

CIRCLE 1 10 8 11139 0 4.620

CIRCLE 1 10 4 7017 0 3.300

CIRCLE 1 10 2 4420 0 2.320

CIRCLE 1 10 1 2784 0 1.660

CIRCLE 2 10 16 15000 0 6.560

CIRCLE 2 10 8 11139 0 4.560

CIRCLE 2 10 4 7017 0 3.280

CIRCLE 2 10 2 4420 0 2.320

CIRCLE 2 10 1 2784 0 1.660

CIRCLE 3 10 16 15000 0 6.560

CIRCLE 3 10 8 11139 0 4.540

CIRCLE 3 10 4 7017 0 3.280

CIRCLE 3 10 2 4420 0 2.320

CIRCLE 3 10 1 2784 0 1.640

SLOWFEEDRATE 10 16 1000 0 60.32

ARCSYES 1 0 9.460

ARCSNO 0 9.460

POINTS 5028 201 3500 0 3.460

END

N55 G0 G40 X0.0 Y0.0 ;***1st

move 3ax***

N56 Z0.0

N57 G1 X-0.00002 Y0.03142 F=R2

N58 G1 X-0.00008 Y0.06283

N59 G1 X-0.00018 Y0.09425

N60 G1 X-0.00032 Y0.12566

N61 G1 X-0.00049 Y0.15708

N62 G1 X-0.00071 Y0.18849

N63 G1 X-0.00097 Y0.21991

N64 G1 X-0.00126 Y0.25132

N65 G1 X-0.0016 Y0.28274

N66 G1 X-0.00197 Y0.31415

N67 G1 X-0.00239 Y0.34556

N68 G1 X-0.00284 Y0.37698

N69 G1 X-0.00334 Y0.40839

N70 G1 X-0.00387 Y0.4398

N71 G1 X-0.00444 Y0.47121

N72 G1 X-0.00505 Y0.50262

N73 G1 X-0.0057 Y0.53403

N74 G1 X-0.0064 Y0.56544

Set up

machine tool

for data

capture

Check MDNA

template

compatibility

The MachineDNA process: frequency test

New machine

setup Frequency

test

Performance

test

Using the

results

Set up

machine tool

for data

capture

Check MDNA

template

compatibility

Generate

frequency test

Run frequency

test

The MachineDNA process: performance test

New machine

setup Frequency

test

Performance

test

Using the

results

Set up

machine tool

for data

capture

Check MDNA

template

compatibility

Generate

frequency test

Run frequency

test

Generate

performance

test

Run

performance

test

The MachineDNA process: using the results

Set up

machine tool

for data

capture

Check MDNA

template

compatibility

Generate

frequency test

Run frequency

test

Generate

performance

test

Run

performance

test

New machine

setup Frequency

test

Performance

test

Using the

results

Import into

PowerMILL

MTD file

Generate

MachineDNA-

enabled

toolpaths

이론적 가공시간 VS 실 가공시간 비교

OFFSET TOOLPATH


Vortex


Vortex+MachineDNA


OFFSET TOOLPATH


Vortex


Vortex+MachineDNA


모델 최소 코너 R = 7mm

기존 황삭 툴패스 Vortex 황삭 툴패스

D20R0.5 D12R3

스핀들속도 5500 8500

절삭피드 3000 4500

스텝오버 14 2

스텝다운 1 26

가공시간 29분 22초 16분 19초

델켐만의 획기적이고 혁신적인 MachineDNA 기술로

진정한 고효율 가공의 실현이 가능합니다.

MachineDNA’s Competitors

MachineDNA has no competitors!

특허 승인번호: 1204908.6

특허 승인번호: 1121277.6

Thank you

Iscar Tools

EdgeCAM Waveform

vs PowerMILL Vortex

Robin Smith

Delcam UK

• Asked to take part in a HSM benchmark

• Competing products

• EdgeCAM Waveform

• SolidCAM iMachining

Iscar UK, Birmingham December 2013

Benchmark Information

• Part Dimensions

• Length = 200mm

• Width = 200mm

• Depth = 60mm (maximum)

• Material

• 4340 Steel (35HRC)

• Tool

• Iscar FINISHRED

• Diameter = 12mm

• Flutes = 4

• Ae = 2.4 mm

• Ap = 20 mm

• Brand

• Mazak

• Model

• Mazak Variaxis 730-5X II

• Control

• Mazatrol Matrix Control

• Configuration

• Vertical 5 Axis

• Table-Table

The Machine

• 6 Iscar engineers

• 3 SolidCAM & 3 PowerMILL

• PowerMILL users always

being told iMachining was

great with tool life & that

PowerMILL had nothing that

could compete!

• Everyone was competing

with EdgeCAM

The Benchmark Background

• At 5m/min:

• PowerMILL Vortex

• 6mins 05secs

• EdgeCAM Waveform

• 5mins 45secs

• SolidCAM iMachining

• EdgeCAM과 유사

The Benchmark Results

• Iscar측은 플러그인을 이용해 공구 카탈로그 정보를

그대로 Vortex에서 바로 불러와 사용할 수 있는 점에

대해 매우 만족

• Dave Darlow (Iscar Senior Project Engineer)

commented at the end of the Vortex machining

that the tool looked

“As good as new!”

Observations

SECO Tools

Siemens NX (VoluMill)

vs PowerMILL Vortex

Guillaume Bansard

Delcam France

SECO France

• Asked to take part in a HSM benchmark

• Competing product

• Siemens NX 7.5 (using VoluMill)

• Part Dimensions (sub-divided into smaller pockets)

• Length = 400mm

• Width = 165mm

• Depth = 67mm (maximum)

• Material

• Steel 40CMD8 (280-320 HB)

• Tool

• Jabro JS554L

• Diameter = 10mm

• Flutes = 4

• Ae = 1 mm

• Ap = 35 mm

Benchmark Information

• Brand

• DMG Mori-Seiki

• Model

• NMV 8000

• Control

• Fanuc 31i Control

• Configuration

• Vertical 5 Axis

• Table-Table

The Machine

• The objective was to make a

comparison between the

toolpath technology

• Same cut parameters used

for both toolpaths

• No additional elements were

used, such as MDNA or the

VoluMill Milling Advisor

The Benchmark Background

• One half was machined

with Vortex & the other

half with VoluMill, with

each of the pockets

being individually timed

The Benchmark Machining Stage 1

Pocket E (E1 & E2)

• VoluMill 1min 50secs

• Vortex 1min 55secs

Pocket G (G1 & G2)

• VoluMill 3min 15secs

• Vortex 3min 34secs

You Can Compete

With VoluMill!

But Are You Happy to

Just Compete?

The Benchmark Machining Stage 1

S peed-up B ack

T rocho ids

A llow s F eedra te

inc rease fo r

non-engaged

areas

S peed-up B ack

T rocho ids

Thank you

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