Sirris lanceert op platform modelgebaseerd bewerken nieuwe modellen voor CNC frezen

Kleine series met kortere doorlooptijden die geen ruimte meer bieden voor veel teststukken. En een afnemende inhoudelijke kennis van de verspaning. Dat zijn twee uitdagingen waar bedrijven een oplossing voor zoeken. In de toekomst zullen CNC-machines veel meer autonoom hun bewerkingen uitvoeren, zichzelf corrigerend. Als tussenstap lanceert Sirris modellen voor modelgebaseerd bewerken. Aan de hand van een handvol parameters worden de optimale instellingen berekend.

Adaptief bewerken is de heilige graal voor veel ontwikkelaars in de verspaning. De machine bepaalt zelf wat goed is, wat beter kan en past zichzelf op basis van de informatie uit onder andere sensoren aan, zodat de werkstukken direct correct gefreesd of gedraaid van de machine komen. Dat het die kant opgaat, staat voor Peter ten Haaf, manager Precisiebewerken bij Sirris, buiten kijf. De intelligente machine die autonoom beslissingen neemt over het proces komt er. “We zien aan de evolutie van sensoren en IT dat er machines op de markt komen die toelaten dit te realiseren”, zegt de Belgische verspaningsexpert.

Tussenstap

Zover is het echter nog niet. Als tussenstap ontwikkelt Sirris daarom het platform modelgebaseerd bewerken. Door een Vlaio subsidie zijn de modellen op dit platform gratis toegankelijk voor verspaners. Naast de noodzaak voor first time right en de afnemende kennis ziet Peter ten Haaf nog een derde reden die modellen interessant maken: de hoge energiekosten. “Het zou goed zijn als de machine je begeleidt in de vraag of je qua energie efficiëntie goed zit.” Nadat al eerder modellen voor CNC-draaien zijn vrij gegeven, was het onlangs de beurt aan de modellen voor het CNC-frezen. Hiervoor zijn nu drie modellen beschikbaar: het snijkrachtenmodel, het economisch model en het model dat proceskaarten genereert. Alle drie de modellen baseren zich op de laatste academische inzichten, waar veel formules worden ontwikkeld. Het Sirris-team heeft de kennis die achter deze formules steekt in databases opgeslagen en verfijnd voor de praktische toepasbaarheid. “We zoeken eerst de relevante kennis, zoeken de relatie tussen parameters en formules, steken die in databases en maken ze dan toepasbaar”, schetst Ten Haaf de stappen die hiervoor doorlopen worden.

80% van de oplossing

Het resultaat zijn drie modellen, aan de hand waarvan gebruikers relatief eenvoudig en snel hun eigen proces kunnen benchmarken of de optimale verspaningscondities in een bepaalde context vinden. De input die gevraagd wordt, zijn gegevens die op de werkvloer bekend zijn, zoals het type materiaal dat men gaat bewerken, de gegevens van het gereedschap en machine-eigenschappen. Peter ten Haaf is zich bewust van het feit dat de modellen geen 100% oplossing bieden. “In de verspaning kun je aan verschillende knoppen draaien, het hangt er maar net vanaf vanuit welk perspectief je kijkt.” Vaak kun je de knoppen terug herleiden tot drie gegevens: snel, goedkoop en kwalitatief. “Meestal kun je maar twee van deze drie factoren combineren.” De modellen die Sirris gebouwd heeft, voorspellen met 80% nauwkeurigheid met slechts 20% van de inspanning. Dat moet ze praktisch hanteerbaar maken voor de gemiddelde verspaner. Peter ten Haaf: “Je komt misschien niet tot de optimale situatie. Daarvoor heb je high end software, kennis en veel metingen nodig. Wij willen praktisch tot een goede oplossing komen, zonder dat daar trial and error voor nodig is.”

Snijkrachten en economisch model

Het eerste model, snijkrachten, zoekt wat Sirris de sweet spot noemt, het gebied waarin de toenemende belasting op de tand die in het materiaal gaat gecompenseerd wordt door de afnemende belasting op de tand die eruit gaat. “Als je deze twee even groot maakt, heb je een constante belasting van het snijgereedschap”, legt Ten Haaf uit. “Je werkt dan zelf inducerende trillingen tegen.” Zo zorg je voor een stabiel proces. Als gebruiker kun je zelf aangeven welke belastingen je maximaal wilt. Dit model maakt gebruik van zo’n 50 formules die in de achtergrond draaien, zonder dat de gebruiker er inzicht in nodig heeft. De gebruiker krijgt direct een scherm te zien met daarop een getal van 0 tot 100, dat aangeeft hoe goed zijn proces is. In het economisch model gaat het vooral om de balans tussen voeding, snedebreedte en -diepte. Men zoekt het optimum tussen snijsnelheid en standtijd van het gereedschap. Snijsnelheid wordt gezien als de productiviteitsfactor, waarbij je wel de standtijd van het gereedschap als kostenfactor in de gaten moet houden. De software die op de achtergrond draait, berekent de optimale verhoudingen. Door in beide modellen met parameters te spelen, kan men zien welk effect er optreedt.

Heatmap van mogelijke opties

Het derde model is misschien wel meest interessante: de proceskaarten. Aan de hand van een serie parameters en instellingen, die je zelf ingeeft of selecteert, rekent het model verschillende scenario’s door. Het is zelfs mogelijk om via een zelf aan te maken XML-bestand een karakteristiek van je eigen CNC-machines te uploaden zodat het systeem daarmee rekent. Uiteindelijk levert dit een dashboard op met allemaal vlakken, in kleur uiteenlopend van donkerrood tot donkergroen. Hoe groener, hoe optimaler en stabieler het proces is. Peter Ten Haaf: “Je ziet welke voeding je kunt gebruiken zonder dat er problemen ontstaan met de mechanische belasting. Ook verschillende snedebreedtes en -diepte worden berekend en met elkaar vergeleken. Zo’n proceskaartenmodel is een snelle check van je proces en zoekt naar een beter alternatief.” Bijvoorbeeld of het zin heeft te frezen met een andere helix ten opzichte van het aantal tanden. Of een andere snedebreedte en -diepte. Of voeding. In feite zijn de proceskaarten een heatmap waarin je snel ziet welke parameters wel zin hebben en welke niet. “Het helpt naast de andere modellen ook de meest economische combinatie van standtijd en snijsnelheid te vinden.” Een uitgangspunt in alle drie de modellen is wel dat de opspanning stabiel is.

Sirris heeft op de website eveneens een uitgebreide documentatie beschikbaar gemaakt over hoe de modellen zijn opgebouwd en hoe je ze kunt gebruiken. De invulschermen zijn evenwel intuïtief. Door de steun vanuit Vlaio (Vlaams innovatiefonds) zijn de modellen gratis te gebruiken. In de loop van 2023 worden nieuwe modellen toegevoegd.

Pin It on Pinterest