CAD/CAM, řešení pro nástrojárny (6)

V nástrojárnách, při návrhu a při etapách vývoje a výroby nástrojů, jak pro oblast vstřikovacích forem, tak oblast lisování plechů, je od zákazníků znovu kladen velký důraz na zkrácení časů vývoje a výroby formy (postupového nástroje). Je téměř existenční záležitostí dokázat rychle reagovat na požadované změny od zákazníka, ale především vždy rychle a co nejpřesněji stanovit cenu nástroje již ve fázi zpracování nabídky.

V dnešní době jsou výrobní parametry v nástrojárnách nastaveny na velmi vysokou úroveň, a tak lze dosáhnout větších úspor pouze v návaznostech na jednotlivé výrobní a předvýrobní úseky. Jejich flexibilita při změnách, ať už od zákazníka nebo během samotné výroby, mnohdy rozhoduje o dodání zakázky v požadovaném termínu. Proto je možné v rámci jednotné integrace CAD/CAM řešení dosáhnout časových úspor až kolem 20%.

V praxi lze těchto úspor dosáhnout:
-minimalizací převodu CAD dat s možnou opravou geometrie převodů
-volbou specializovaných modulů pro práci v nástrojárnách
-vzájemnou návazností těchto modulů v případě změnových řízení
-napojením CAD/CAM modulů na výrobní systém

Výrobní cyklus od nabídky k vstřikovací formě

Výrobní cyklus od nabídky k postupovému lisovacímu nástroji

Výrobní cyklus od nabídky k vstřikovací formě
Výrobní cyklus vstřikovací formy začíná zpravidla importem dat z jiných CAD systémů a to především formátů CATIA, STEP, IGES, SLDPRT, Pro/E, ACIS/SAT. Po úspěšném načtení dat a případných úpravách modelu je třeba výkonného, nejlépe hybridního CAD modeláře k předběžnému návrhu vstřikovací formy. V této fázi je možno urychlit práci použitím standardních normalizovaných dílů např. z knihoven normálií DME, HASCO, MEUSBURGER, MISUMI, STRACK aj. Objemový nebo otevřený plošný model výlisku je použit k vygenerování dutiny formy. Pro její detailní konstrukci je využíváno množství funkcí k analýze úkosů, otevírání částí formy, vkládání vyhazovačů, chladicích kanálů, vtokové soustavy. Většina komponent a částí forem je vyráběna třískovým obráběním – frézováním, malá část elektroerozivním hloubením nebo elektoerozivním drátořezáním. 3D data, předaná z konstrukce do technologie, slouží jako podklad pro vygenerování drah nástrojů a technologií obráběcího procesu. Stále se zvyšující výkonnost hardware nabízí konstruktérům a technologům současnou práci několika uživatelů na jednom projektu, kdy se např. paralelně zpracovávají oddělené technologické celky, jako jsou spodní a horní díly formy. Takto mohou různí lidé pracovat simultánně na stejném projektu, čímž urychlují proces konstrukce a následně i předání podkladů do technologie a výroby.

Výrobní cyklus od nabídky k postupovému lisovacímu nástroji
S přihlédnutím k potřebám výrobců, zabývajících se lisováním plechových výlisků – tj. přesným stříháním a ohýbáním je potřeba volit CAD/CAM řešení, odstraňující zásadní nepřesnosti při rozvinu dílů a usnadňující jak samotnou úvodní rozvahu nad rozvinem a rychlou tvorbu nabídky nástroje, tak i jeho detailní konstrukci a následně výrobu. Řešení musí obsahovat všechny nutné nástroje pro zvýšení flexibility při návrhu technologičnosti konstrukce s ohledem na využití praktických zkušeností uživatelů a umožnit efektivní konstrukci střižných, ohýbacích a postupových nástrojů. Pro rozvin plechového dílu jsou důležité funkce založené na využití znalostí fyzikálních charakteristik materiálu a analýzy konečných prvků. CAD funkce musí umožnit rychlou tvorbu zástupné matematické geometrie z importovaných či odvozených dat. Už při předběžném návrhu je potřeba zohlednit tvar výlisku včetně postupných kroků rozvíjení (s akceptací polohy neutrálních vláken). Předběžný návrh slouží také k rychlé kalkulaci ceny, a tím i vytvoření kompetentní nabídky. Řešení pro návrh lisovacích postupových nástrojů musí umožnit rychlý návrh střižného plánu, realistickou vizualizaci a následně i zefektivnit jednotlivé kroky odstřihu. Měl by navrhnout umístění rozvinutého dílu s optimálním využitím materiálu na plechový pás, uživatel určit počet kroků a na základě rozměrů součásti, pevnostních charakteristik materiálu a dalších parametrů pak vložit0 pro každý krok patřičný tvar rozvinu. Celá konstrukce postupového nástroje, a to sekce střižné, ohybové nebo tažné, je komplexem dat, odvozených z jednotlivých fází rozvinu, normalizovaných a katalogových dílů a dalších technologických součástí. Klíčem k ekonomickému a produktivnímu lisování jsou využívány analýzy, umožňující svými algoritmy lépe predikovat možná úskalí a problémové prvky v procesu tváření, a tím se vyvarovat zmetkovitosti při výrobě. FEA (Finite Element Analysis) přesně identifikuje zúžení a pěchování materiálu a umožní uživateli navrhnout jiné řešení či změny v konstrukci. Tak se předcházís odhalení trhlin ve výlisku až po vyrobení lisovacího nářadí nebo při výrobě prvních výlisků.

Nabídková řízení v nástrojárnách
Světový trend v možnostech integrace nemíří jenom směrem k výrobě, ale i k podchycení samotného obchodně–nabídkového procesu. Jako příklad uveďme nabídková řízení v nástrojárnách na výrobu lisovacích nástrojů, kde je úspěšnost v nabídkovém řízení mezi 3 – 5%. Jednoznačně jde o číslo, které ukazuje potřebu velkého množství nabídek na případný vyhraný případ. Kdo má tyto nabídky ve firmě zpracovávat? Obchodník musí shánět další potencionální zakázky. Konstruktér musí zase navrhovat a konstruovat nástroje, tedy časový prostor na tvorbu nabídek se nedostává. Navíc nabídka musí už i v této fázi vypadat profesionálně a být nejlépe i v návrhu nástřihového plánu zpracovaná ve 3D formátu. Proto výrobci CAD/CAM pro nástrojárny nabízí různá řešení, např. CimatronE přišel s modulem pro tvorbu nabídek, kde je možno profesionální nabídku, například u postupového nástroje běžné velikosti, vytvořit cca za 2,5 hodiny. Po vyhrané zakázce je možno plynule navázat z návrhu nástřihového plánu na samotnou konstrukci nástroje. Samozřejmostí je 3D nástřihový plán a případná kalkulace jak na nástroj tak na samotný výrobek.

Tento seriál si neklade za cíl poučovat, ale otevírat oči. Jedná se o subjektivní vyjádření autora, aktivně působícího v oboru CNC obráběcích strojů od roku 1997, v oblastech CAD/CAM software, obsluhy CNC řídicích systémů, NC programování a seřízení výroby.

Vlastimil Staněk

Doplněk k dílu 6, CAD/CAM, řešení pro nástrojárny
Reakcí na minulý díl, „CAD/CAM, řešení pro nástrojárny“ bylo několik. Jedním emailem jsme byli upozornění na opomenutí problematity pružení při výrobě postupových nástrojů pro lisování plechů.
„Ráda bych reagovala na poslední díl, CAD/CAM řešení pro nástrojárny. Souhlasím s Vámi, že neexistuje univerzální CAD/CAM řešení pro veškerou výrobu“, píše Ing. Alžběta Plachá Králová, ze společnosti VISI s.r.o. „Potěšilo mě, kolik prostoru jste věnoval problematice výrobního cyklu od nabídky k postupovému lisovacími nástroji, protože tato oblast je často opomíjena. Vedle software CimatronE, je zde i náš program, který je modulární a někteří naši zákazníci kupují právě jen určitý modul.“ dodala a přidala další podrobnosti k problematice pružení při výrobě postupových nástrojů pro lisování plechů. „Náš software splňuje vše, co popisujete, každý jednotlivý krok. Dokonce jsme dnes ještě o krok dále, umíme z měřicích strojů nebo simulačních softwarů zpětně načítat jejich výstupy a specializovanými funkcemi rychle díl přemodelovat. Využívá se to zejména pro řešení předpružení a to i pro velmi tvarově náročné modely. Časová úspora je velmi významná.“ A já znovu dodávam, při volbě dodavatele CAD i CAM systému je vhodné si nechat vše do detailu ukázat. Nepodlehejte vzdušným nabídkám, zůstaňte realisté. Neexistuje universální řešení.

homepage | services | contacts |

sitemap