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OptiPath

La Connaissance de l’Usinage

VERICUT est un système basé sur une vraie connaissance de l’usinage: à travers le processus de simulation, il connait la profondeur exacte, la largeur et l’angle de chaque coupe. Et il sait exactement la quantité de matière enlevée pour chaque déplacement. Grâce à cette connaissance, OptiPath discrétise le déplacement. Sur la base de la quantité de matière enlevée dans chaque segment, il attribue la meilleure vitesse d’avance pour chaque condition de coupe rencontrée. Il délivre alors un nouveau parcours outil, identique à l’original mais avec des vitesses de coupe améliorées. Il ne modifie pas la trajectoire..

4h30 de temps d’un programmeur consacré à l’optimisation nous a fait économiser 75,000$
Brian Carlson Programming Manager, Aerospace Dynamics, International

Installation simple et utilisation

Un assistant d’optimisation vous invite à paramétrer les conditions de coupe de la pièce que vous usinez. Vous ajoutez principalement votre savoir-faire à l’outil coupant. Tous les paramètres de coupe sont stockés dans une librairie d’optimisation. Vous ne définissez les paramètres qu’une seule fois. Chaque fois que vous utilisez cet outil, les conditions peuvent être instantanément rappelées ! OptiPath dispose également d’un « mode apprentissage » pour créer la librairie d’optimisation sans aucune configuration nécessaire de votre part. Pour chaque outil, OptiPath trouve le volume maximum d’enlèvement matière, l’épaisseur copeau adéquate et l’utilise pour déterminer les paramètres optimaux de l’outil.

Comment cela fonctionne…?

Quand l’outil de coupe rencontre un volume plus important, la vitesse d’avance diminue ; à mesure que la matière enlevée diminue, la vitesse augmente. Selon la quantité de matière enlevée à chaque déplacement et suivant la valeur technologique vue par la dent de l’outil, OptiPath calcule automatiquement une nouvelle avance et l’insère si nécessaire. Sans modifier aucunement la géométrie de la trajectoire, OptiPath actualise de nouvelles vitesses d’avance dans nouveau programme CN.

Pourriez-vous tirer parti d’OptiPath?
Est-ce qu’une des points suivants vous semble familier? Si c’est le cas, OptiPath peut vous aider!

  • Enlèvement matière important
  • Temps d’usinage élevé
  • Programmes CN longs
  • Coupes interrompues (entrées / sorties multiples)
  • Usinages à profondeurs / largeurs variables
  • Usinage à grande vitesse UGV
  • Usinage paroi fines
  • Matière exotique et délicate
  • Matériaux durs
  • Moyen de production ancien
  • Pièces multiples
  • Usure prématurée de l’outil, casse outil
  • Optimisation de programmes « à l’oreille »
  • Reprogrammation des avances / vitesses manuelles (ou pas le temps de le faire)
  • Pas de connaissance du système FAO / ou du programmeur
  • Expert métier indisponible
  • Mauvais état de surface
  • Problème de vibration outil
  • Vibration dans les coins
  • Passes dans le vide
Fonctionnement d’OptiPath®

OptiPath analyse le programme CN et décompose chaque mouvement en déplacements élémentaires. Se basant sur le volume de matière rencontré dans chaque petit déplacement, il affecte la meilleure avance adaptée aux conditions de coupe. Il génère un nouveau programme identique à l’original, mais avec les avances adéquates. Il n’y a pas de modification de trajectoire.

Le système introduit les avances idéales pour diverses conditions de travail. Optipath les combine automatiquement avec des facteurs tels que les capacités machine (puissance, type de broche, vitesse d’avance maxi, accélération /décélération, etc.) et type d’outil (matériau, forme, nombre de dents, etc.) afin de déterminer la meilleure avance de chaque déplacement élémentaire.

OptiPath prend également en compte les facteurs dépendant de la nature du programme tels que :

  • Prise de passe
  • Taux d’enlèvement
  • Engagement outil
  • Larg. de passe
  • Usure de outil
  • Angle de coupe

OPTIPATH ne modifie pas la géométrie des trajectoires outils.

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Usinage Grande Vitesse vs. Usinage Haute Efficacité

L’Usinage Grande Vitesse est un sujet d’actualité. Mais qu’en est-il réellement? Est-ce que c’est simplement le fait de faire tourner sa machine à la vitesse maximale d’avance travail tout en prenant de multiples passes avec une faible profondeur?

Cette stratégie est souvent bien moins efficace qu’en prenant moins de passes à des profondeurs et largeurs respectables! Le temps d’usinage est lié forcément à la vitesse d’avance, mais la relation n’est pas nécessairement “vitesse d’avance rapide = plus efficace”. On assiste bien souvent à des outils qui enlèvent à grande vitesse très peu de matière mais qui parcourent des kilomètres ! Et tout ceci impacte forcément le temps d’usinage, les états de surface et la durée de vie des outils !

Avec l’Usinage Haute Efficacité, usiner une pièce en un minimum de temps est le but réel. La clé pour réussir un usinage de haute efficacité est de faire varier les vitesses d’avance pour chaque nouvelle condition de coupe rencontrée.

La méthode d’usinage grande vitesse (grande vitesse d’avance et de très petite profondeur de passe) peut aller à l’encontre de l’objectif de réduction du temps d’usinage !

Couper plus profondément enlève de la matière plus efficacement. Cependant, l’outil peut passer en état de surcharge, entraînant sa rupture ou le dépassement de la puissance de la machine. Connaissant la quantité de matière enlevée, Optipath ajuste les vitesses d’avance en conséquence et maintient une épaisseur de copeaux constante. Ceci assure un usinage plus efficace tout en protégeant la machine et l’outil !

OPTIMIZATION VS. ADAPTIVE CONTROLS

En apparence, la technologie de contrôle adaptatif (CA) semble être une alternative viable à l'optimisation logicielle. Après tout, le CA détecte les conditions de coupe et ajuste les vitesses d'avance en temps réel. Il peut être connecté directement à une machine-outil CN.

Mais il y a un certain nombre de questions à prendre en considération si vous envisagez d'investir dans la technologie CA. Le premier est celui des frais d'installation et de maintenance. Chaque machine CN doit être équipée de son propre CA, ce qui peut coûter des milliers d’Euros par machine. Chacun doit ensuite être installé et configuré individuellement, et les CAs se comportent différemment sur différentes machines et commandes. Une fois que le CA est installé et qu'il fonctionne correctement, comme tout système électromécanique, il y a aussi des considérations d'ajustement, de fiabilité et d'entretien.

Ensuite, la technologie CA est un système " réactif ". Les CAs ajustent les vitesses d'avance en fonction de la réponse reçue du moteur d'entraînement de la broche, c'est-à-dire qu'ils ajustent les vitesses d'avance pour maintenir une charge constante sur l'entraînement de la broche. Ce type d'optimisation est approprié pour certains types de fraises très rigides qui peuvent supporter une charge élevée, comme les fraises à surfacer ou les fraises en bout de grandes dimensions.

Cependant, l'optimisation de la charge de la broche ne permet pas toujours d'obtenir les meilleures vitesses d'avance pour diverses conditions de coupe. Par exemple, une coupe en rampe n'augmente pas toujours significativement la charge de la broche. Il augmente la charge sur les moteurs d'axes car il devient plus difficile de pousser la fraise à travers le matériau, mais il n'est pas aussi difficile de maintenir la broche en rotation (Figure 1).

Un autre exemple est l'usinage avec les fraises à plaquettes en carbure de haute technologie d'aujourd'hui. Elles sont conçus pour couper très librement (ne nécessitent pas beaucoup de puissance pour des taux d'enlèvement de volume élevés). L'objectif de ces fraises est de couper à une épaisseur de copeaux optimale. Mais il y a un point où l'épaisseur des copeaux devient trop importante, ce qui provoque la rupture prématurée de l'arête de coupe.

Ceci conduit finalement à une dégradation précoce de l'outil. La charge de la broche est un mauvais indicateur de l'avance maximale à utiliser, car l'augmentation de la charge sur la broche est négligeable, même si l'avance est trop élevée. Le temps que le système adaptatif ajuste la vitesse d'avance, il est trop tard.

En fin de compte, la technologie de CA est limitée aux ajustements basés sur l’instant où la charge de la broche dépasse un seuil prédéfini. Celui-ci n'a aucune " connaissance " des conditions réelles de coupe pendant le processus d'usinage, si bien qu'il ne peut pas déterminer avec précision la vitesse d'avance idéale pour chaque segment de coupe (Figure 2).

OptiPath, quant à lui, ajuste automatiquement les avances en fonction des conditions de coupe spécifiques à chaque segment de la trajectoire de l'outil. C'est le seul produit disponible qui optimise les débits basés sur une technologie de vérification solide. Plutôt que de réagir aux réactions du moteur d'entraînement de la broche, OptiPath assigne la meilleure vitesse d'avance en fonction des conditions de coupe actuelles (volume de matière enlevée, épaisseur copeau, profondeur, largeur et angle de coupe).

Au lieu de s'efforcer d'obtenir une charge de broche constante, OptiPath maintient une charge de coupe constante. Dans l'exemple d’usinage d’une rampe, le maintien d'une charge de coupe constante permet d'obtenir des vitesses d'avance plus sûres. Pour les fraises de haute technologie, le maintien d'une charge constante prolonge la durée de vie de l'outil. Il est parfois souhaitable de maintenir une épaisseur de copeaux constante pendant la coupe - une tâche simple pour OptiPath, mais quelque chose que les systèmes de CA ne peuvent pas faire.

OptiPath est également une méthode plus rentable d'optimisation de la vitesse d'avance. Un petit nombre de licences logicielles peut fournir une capacité d'optimisation pour des dizaines de machines CN - de tous types, pilotées par toutes sortes de commandes. Un système de CA est limité à une seule machine.

 


Figure 1: La force tangentielle (charge de la broche) n'est pas fortement influencée par la coupe en bout. Puisque que le CA utilise la charge de la broche pour contrôler les avances, il ne détecte pas les mauvaises conditions de coupe et ralentit l'avance en conséquence.

Figure 2: La technologie de CA tente de choisir les vitesses d'avance idéales en fonction de charges prédéterminées de la broche.
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