Optitool – optymalizacja i automatyzacja produkcji z NCSIMUL.

Od ponad 10 lat Tonasco jest producentem komponentów precyzyjnych. Doświadczenie Tonasco w produkcji dało im wyjątkową przewagę konkurencyjną, dodatkowo NCSIMUL z modułem Optitool wsparł ich działania, dzięki czemu możliwa jest optymalizacja i automatyzacja produkcji na najwyższym poziomie.

Założona w 2006 r. firma Tonasco rozpoczęła działalność od eksportu wysoce precyzyjnych elementów obrabianych z Malezji do Holandii. Założyciele firmy, Moors & Lin, zainspirowani potencjałem eksportowym wysokiej jakości komponentów, znaleźli niszę w precyzyjnych komponentach mechatronicznych. Aby utrzymać się na szczycie jako preferowany partner produkcyjny dla swoich klientów, stale inicjują ulepszenia procesów i automatyzują procesy produkcyjne. Moduł NCSIMUL – Optitool, pomógł im w optymalizacji istniejących programów NC, skróceniu czasu cykli i poprawie trwałości narzędzi przy zachowaniu tej samej jakości powierzchni.

Dzięki Optitool mogliśmy szybko i pewnie zoptymalizować wszystkie programy NC, które od jakiegoś czasu pracowały na naszych maszynach i automatycznie zredukować czas cyklu bez zmiany naszych procesów programowania lub czasu programowania przeznaczonego na nową produkcję.”

Toon Moors, Dyrektor Techniczny

Do dnia dzisiejszego Tonasco zdobyło silną grupę ponad 120 klientów w Holandii, Niemczech, Belgii, Włoszech, Francji i Szwajcarii. Wielu z nich to liderzy rynku w specjalistycznych dziedzinach technologii automatyzacji produkcji w sektorach: motoryzacyjnym, medycznym.

Silny nacisk na kontrolę jakości pomaga Tonasco osiągnąć wysoką wydajność przy zachowaniu stałej jakości. Firma poddaje kontroli wszystkie swoje części, czyli około 400 do 600 części tygodniowo.

Firma posiada duży dział kontroli jakości wyposażony w urządzenia do pomiaru tolerancji do +/-0,002mm. Szeroka lista urządzeń pomiarowych obejmuje współrzędnościowe maszyny pomiarowe 3D (CMM), systemy pomiaru wideo, cyfrowe wysokościomierze i inne. Każda zmierzona część jest dostarczana do klienta wraz z raportem kontroli jakości.

Ciągłe inwestycje i doskonalenie metod i zasad kontroli jakości Tonasco zapewniają, że mogą dostarczać wysokiej jakości części i moduły, które spełniają coraz bardziej wymagające standardy swoich klientów, dlatego tak ważna jest dla nich optymalizacja produkcji.

Weryfikacja, symulacja kodu NC

Aby nadal pozostać konkurencyjnym, w 2019 roku Tonasco zaczęło szukać nowych sposobów na zwiększenie wydajności w swoich warsztatach. Konkretnie, szukali możliwości:

• Weryfikacji i symulacji programów CNC w trybie offline,

• Optymalizacji istniejących programów NC, w celu skrócenia czasu cyklu i poprawy trwałości narzędzi przy zachowaniu tej samej jakości powierzchni.

„Od obsługi setek rysunków jednoelementowych dziennie do produkcji setek różnych części obrabianych, kluczem do naszego sukcesu w produkcji jednoelementowej są dobrze zaprojektowane procesy wykonywane ze starannością i konsekwencją.” – Powiedział dyrektor techniczny Toon Moors z Tonasco.

„W naszych procesach operacyjnych istnieje wysoki stopień standaryzacji, od planowania produkcji po programowanie i obsługę maszyn. W rezultacie, złożone procesy produkcyjne obejmujące wiele ustawień przedmiotów obrabianych i narzędzi skrawających mogą być wykonywane sprawnie z minimalną ilością błędów, optymalizując czas produkcji.”

Dodatkowo studenci, którzy ostatecznie będą pracować w branży produkcyjnej znają NCSIMUL. Z tego powodu wdrożenie oprogramowania przez Tonasco pomogło im zabezpieczyć najlepsze talenty z branży. Pomogło im to również w przyjęciu nowych technologii, przekroczeniu standardów branżowych i ustanowieniu najlepszych praktyk, które wspierają Przemysł 4.0 i zrównoważoną produkcję.

Automatyzacja produkcji z NCSIMUL

Aby realizować produkcję dla swoich klientów OEM, Tonasco zainwestowało w technologie trzy-, cztero-, a ostatnio pięcioosiowe. Wszystko po to, aby sprostać wzrostowi produkcji i stale rosnącej złożoności części klientów.

Części produkowane przez Tonasco są w 80 procentach frezowane z tolerancją do 5 mikronów na wydajnych i zaawansowanych obrabiarkach CNC, takich jak te wyprodukowane przez Okumę, DMG, Makino i TAKISAWA, itd.

W Tonasco, wszystkie czynności związane z programowaniem są wykonywane przez zespół składający się z pięciu programistów. Używają oni systemu CAD/CAM do tworzenia części 3D, rysunków 3D mocowań i zacisków, półfabrykatu, końcowych części CAD i programów CNC.

Zobacz moduł CAM zintegrowany z NCSIMUL:

„W przeszłości testowaliśmy kod NC bezpośrednio na maszynach metodą 'blok po bloku’, lub poprzez bezpośrednią obróbką przy zmniejszonych prędkościach.” – Powiedział Moors.

Oczywiste było, że w przypadku wystąpienia problemu, należało podjąć natychmiastowe działania w celu zmodyfikowania programu. Niestety powodowało to, że maszyna i operator pozostawali bezczynni w tym czasie. Podczas tych testów programiści i operatorzy obawiali się uszkodzenia narzędzi i maszyn.

„Zepsucie sprzętu lub maszyn oczywiście generuje koszty niekiedy rozległych napraw, ale może być również źródłem zagrożenia dla personelu. Należy zatem zrobić wszystko, aby je wyeliminować.” – Powiedział Moors.

„Po przeprowadzeniu analizy porównawczej rozwiązań dostępnych na rynku, zdecydowaliśmy się na nabycie NCSIMUL Machine. Byliśmy pod wrażeniem szybkości i łatwości obsługi. Przede wszystkim przekonał nas trzyetapowego proces, jaki NCSIMUL Machine zapewnia naszym programistom. Upewniamy się w ten sposób, że ścieżki narzędzia przebiegają bezkolizyjnie, a całe środowisko i zachowanie maszyny-narzędzia może być symulowane tuż po zakończeniu procesu programowania. Dla nas możliwość uniknięcia wszelkich problemów uzasadnia przyjęcie NCSIMUL,” podsumował Moors.

„Cyfrowy bliźniak” w środowisku NCSIMUL Machine

Kluczowym elementem Przemysłu 4.0 jest tworzenie elektronicznych modeli „cyfrowego bliźniaka” danych produktów i procesów produkcyjnych. Te wirtualne modele odpowiadają fizycznym procesom w hali produkcyjnej. Umożliwiają symulację, testowanie i zmianę operacji produkcyjnych, aby zapobiegać ewentualnym problemom i przestojom, ułatwiając jednocześnie optymalizację procesu.

Oprogramowanie NCSIMUL Machine współpracuje bezpośrednio z kodami obróbkowymi ISO NC. Symuluje, weryfikuje i optymalizuje programy obróbkowe w oparciu o konkretne części, oprzyrządowanie i rzeczywistą charakterystykę maszyny i narzędzia.

Pierwszym zadaniem dla zespołu NCSIMUL było zebranie danych dla każdej z pięciu maszyn CNC Tonasco. NCSIMUL Machine-Tool builder 3D generuje modele w celu dostosowania kinematyki i rozwoju cyfrowych bliźniaków wykorzystując informacje z prawdziwych sterowników CNC (.arc dla Siemensa, .xxx dla Fanuc, itp.), które odpowiadają możliwościom każdego sterownika, makra, podprogramy i pętle specyficzne dla konstruktora lub klienta do symulacji offline.

Dzięki cyfrowym bliźniakom, które idealnie pasują do zachowania i rzeczywistych wyników maszyn CNC, Tonasco może ufać temu, co widzi na ekranie. Zaczęło nawet używać akronimu WYSIWYC, czyli „What You See Is What You Cut”. Obecnie zasadą firmy jest, że wszystkie programy przechodzą przez trzystopniowy proces NCSIMUL w celu weryfikacji i symulacji przed wysłaniem ich do warsztatu. Dzięki modułowi CAM do NCSIMUL, wszystkie dane dotyczące programowania są automatycznie i sprawnie przesyłane, bez konieczności wykonywania ręcznych operacji i utraty danych.

W rezultacie Tonasco zredukowało czas ręcznego sprawdzania programów o 80 procent. Radykalnie skróciło też czas ustawiania online, usuwania błędów i sprawdzania części FA (First Articles). NCSIMUL Machine weryfikuje programy NC w trzech krokach: po pierwsze, bada i koryguje błędy kodowania; po drugie, symuluje w celu zlokalizowania kolizji i skorygowania błędów ruchu; i wreszcie, zatwierdza programy NC. „Używamy również NCSIMUL jako narzędzia szkoleniowego dla nowych pracowników. Jego wirtualne sesje są krótkie, łatwe do zrozumienia i eliminują błędy.” – Podsumował Moors.

Trójetapowy proces dla maszyny NCSIMUL

Analiza programu NC

• Dekodowanie ISO obsługujące programy strukturalne, zmienne, cykle i makropolecenia z nieograniczonym wyborem dostępnych na rynku sterowań,
• Podgląd ścieżki narzędzia przed symulacją, szybka analiza pierwszego poziomu (nieprawidłowe pochodzenie programu itp.),
• Automatyczne wykrywanie błędów programowania (składnia ISO, ruch poza zakresem, błędy kompensacji itp.),
• Zintegrowany edytor programów ISO do modyfikacji on-line,
• Precyzyjne i wiarygodne szacowanie czasów cyklu.

Usuwanie materiału i symulacja maszyny

• Usuwanie materiału na modelu bryłowym dla wszystkich rodzajów obróbki,
• Pełna symulacja „maszyna-część” z wykrywaniem wszystkich typów kolizji w jednym procesie,
• Wykrywanie błędów obróbki (gwałtowny ruch, zatrzymanie wrzeciona, oznaczenie części itp.),
• Operacje podglądu 3D (obrót, zoom, przesuwanie) niezależnie od wielkości programu, złożoności części.

Analiza wymiarowa

• Analiza wymiarowa części (grubość, współrzędne punktów, krzywizna, wiercenie, średnica wewnętrzna toczenia, lista punktów itp.),
• Szybkie, precyzyjne porównanie obrabianej części z oryginalnym modelem CAD,
• Dynamiczny przekrój 3D i wyeksportowany przekrój 2D.

Moors wyjaśnił dalej: „Aby przetestować i wypróbować możliwości naszych nowo nabytych maszyn CNC i procesora G-code i upewnić się, że może on pokryć wszystkie funkcje maszyny i programowania, NCSIMUL opracował część testową zwaną GP2R, która pokrywała 99 procent naszych możliwości 5-osiowych i którą obrobiliśmy, aby dostroić wyjście G-code dokładnie na poziomie naszych wymagań.”

Automatyzacja produkcji, optymalizacja ścieżki narzędzia za pomocą modułu Optitool

„Po tym, cały kod NC został bezpiecznie wysłany do warsztatu i uruchomiony w 100 procentach bez kolizji. Współpracowaliśmy z zespołem NCSIMUL, aby pójść o krok dalej i zmniejszyć czas cyklu i poprawić trwałość narzędzia. Rozwiązanie to znaleźliśmy w module NCSIMUL Machine o nazwie Optitool,” powiedział Moors.

Optitool analizuje warunki skrawania, radykalnie redukuje „cięcie powietrzem”, optymalizuje posuw i pozwala użytkownikom tworzyć lepsze strategie skrawania. Korzyści obejmują skrócenie czasu cyklu produkcyjnego, poprawę operacji cięcia i szybkie generowanie nowych plików G-code dla przyszłych zastosowań.

Optitool w skrócie

• Analiza parametrów cięcia dla każdej sekcji w bloku

• Generowanie dzienników alarmowych na podstawie zdefiniowanych przez użytkownika kryteriów (np. maksymalna głębokość cięcia itp.)

• Optymalizacja ruchu zbliżania i wycofywania (redukcja cięcia powietrzem)

• Optymalizacja parametrów cięcia w zależności od pary narzędzie-materiał

• Wyświetlanie ścieżki narzędzia na podstawie posuwów

• Graficzne porównanie programu początkowego z programem zoptymalizowanym

• Przepisanie programu ISO w oparciu o optymalne posuwy i obroty wrzeciona do wykorzystania podczas obróbki

„Dzięki Optitool mogliśmy szybko i pewnie zoptymalizować wszystkie programy NC, które działały od jakiegoś czasu na naszych maszynach i automatycznie zmniejszyć czas cyklu bez zmiany naszych procesów programowania lub czasu programowania przeznaczonego na nową produkcję. Byliśmy w stanie zaoszczędzić setki godzin czasu obróbki i zabezpieczyć ROI poniżej sześciu miesięcy dla NCSIMUL Machine.”

Nowe moduły do optymalizacji produkcji w NCSIMUL

Co z przyszłymi funkcjami i modułami z NCSIMUL, aby wspierać wzrost Tonasco?

„Po pierwsze i od początku, NCSIMUL wyznaczył strategicznego partnera do współpracy z nami w Malezji. WCS Solution to lokalny dostawca rozwiązań cyfrowych, który wniósł wiedzę, wsparcie i szkolenia do lokalnego zespołu. Nasz młody zespół inżynierów może korzystać z tego lokalnego wsparcia zawsze, gdy jest to konieczne. Dzięki temu, żadne pytanie nie pozostaje bez odpowiedzi. Za każdym razem, gdy mamy nowe CNC lub nową potrzebę, otrzymujemy od WCS wsparcie w zakresie wdrożenia.” – Powiedział Moors.

„Jeśli chodzi o naszą przyszłość, mamy nadzieję, że będziemy otwierać nowe budynki. Planujemy wdrażać tam nowe moduły i rozwiązania z NCSIMUL, tak jak odbyło się to w przypadku Optitool. Będziemy mieli okazję przyjrzeć się automatycznej dokumentacji technicznej z NCDOC oraz modułowi automatyzacji symulacji i optymalizacji. Mają one być automatycznie uruchamiane w nocy, czy też przy precyzyjnemu obliczaniu stanów rzeczywistych naszych obrabiarek i OEE warsztatu z ostatnim modułem NCSIMUL DNC.”

Poznaj wszystkie moduły NCSIMUL:

O firmie

Nazwa: Tonasco

Strona internetowa: www.tonasco.com

Działalność: Obróbka precyzyjna

Kluczowe korzyści

• Poprawa czasu cykli i trwałości narzędzia,
• Skrócenie czasu spędzonego na ręcznym sprawdzaniu kodu NC nawet o 80 procent,
• Pewność, że obróbka będzie bezkolizyjna.

Podsumowując: Doświadczenie Tonasco w produkcji dało im wyjątkową przewagę konkurencyjną, dodatkowo NCSIMUL z modułem Optitool wsparł ich działania, dzięki czemu możliwa jest optymalizacja i automatyzacja produkcji na najwyższym poziomie.