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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
이론적 시간 = 25s
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
이론적 시간 = 22s
가공기= DMG DMU160P 피드레이트(이송속도) = 10000mm/min 컨트롤러 = Siemens 840D
최상의 포인트 배열 방법은?
톨러런스, 원호 기본값
가공기= DMG DMU160P 피드레이트(이송속도) = 10000mm/min 컨트롤러 = Siemens 840D
Tolerance and Keep Arcs (default) 톨러런스 유지/ 원호값 변경
최상의 포인트 배열 방법은?
가공기= DMG DMU160P 피드레이트(이송속도) = 10000mm/min 컨트롤러 = Siemens 840D
Tolerance and Replace Arcs 포인트 재배열!
그렇다면, 포인트 간격은?
최상의 포인트 배열 방법은?
가공기= DMG DMU160P 피드레이트(이송속도) = 10000mm/min 컨트롤러 = Siemens 840D
포인트 재배열 톨러런스 유지/ 원호값 변경
톨러런스, 원호 기본값
최상의 포인트 배열 방법은?
가공기= DMG DMU160P 피드레이트(이송속도) = 10000mm/min 컨트롤러 = Siemens 840D
톨러런스 유지/곡률 연속성을 가진 원호값으로 변경
* Vortex 가공기술에 곡률 연속성 반영
MachineDNA 계산결과
DMG DMU160P 가공 테스트 결과
가공기= DMG DMU160P 피드레이트(이송속도) = 10000mm/min 컨트롤러 = Siemens 840D
Redistribute
If so, what point spacing?
톨러런스 유지/곡률 연속성을 가진 원호값으로 변경
* Vortex 가공기술에 곡률 연속성 반영
최상의 포인트 배열 방법은?
가공기= DMG DMU160P 피드레이트(이송속도) = 10000mm/min 컨트롤러 = Siemens 840D
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
가공시간 : 1시간 35분
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
가공시간 : 2시간 48분
Vortex
가공시간 : 1시간 35분
Vortex+MachineDNA
가공시간 : 1시간 50분
OFFSET TOOLPATH
가공시간 : 3시간 40분
Vortex
가공시간 : 2시간 20분
Vortex+MachineDNA
가공시간 : 1시간 58분
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
S peed-up B ack
T rocho ids
Thank you