Fixtureringen är mycket viktig vid 5-axlig bearbetning. Och att använda maskinen fullt ut är viktigt för vi arbetar med en ”dyra” processer där varje detalj har ett stort förädlingsvärde. Därför behöver vi simuleringsprogram som man kan lita på, och det kan väl Mikael Mårtensson på OPEN MIND berätta mer om, säger Tobias Mossberg.
Jag befinner mig i Södra Sandby, strax öster om Lund och hälsar på hos Mossbergs Mekaniska. Ägare Tobias Mossberg och hans 8 anställda arbetar huvudsakligen med att tillverka komplexa komponenter i aluminium till krävande fordonsindustri.
– Vi lever på hög teknologi och avancerad bearbetning, där det inte är ovanligt med flera hundra timmars programmeringstider på en detalj. Vi behöver en CAM-lösning som fungerar optimalt. Därför har vi ett tätt samarbete med Open Mind Technologies sedan många år tillbaka och nu när applikationstekniker Mikael Mårtensson arbetar på svensk mark hos den tyska mjukvaruutvecklaren så ser vi en stor uppsida för oss som kommer att underlätta och effektivisera programmeringen, säger Tobias Mossberg.
Mer om CAM men först skall vi titta på maskinparken och se vilka val man gjort när det handlar om verktygsmaskiner med 5-axlig teknik.
Mossbergs Mekaniska AB startades av Tobias Mossberg 1998. Direkt från start var det korta serier och enstyckstillverkning i aluminium, plast och rostfritt. Förutom tillverkning utför man rituppdrag och CAM beredning i 3D.
Från starten var det 3-axliga och 4-axliga maskiner men Tobias ville mer när det gäller maskintekniken och 2007 investerade han i den första 5-axliga fleroperationsmaskinen från KOVOSVIT MAS modell MCV 1000.
– Jag var på ett öppet hus hos Maskingården och föll direkt för maskinen och den 5-axliga teknikens möjligheter, samt fick förtroende för Pontus Sandberg som vet vad han pratar om, säger Tobias.
– Just vår utställningsmaskin var redan såld, så vi fick snabbt beställa en ny från fabriken i Tjeckien, säger Pontus Sandberg.
– Maskinen installerades 2008 och detta blev starten till det vi är och har idag, tre 5-axliga maskiner från MAS, säger Tobias.
– Nästa order på en 5-axlig maskin från JG Verktygsmaskiner AB kom och det blev en MAS modell MCU 700 som installerades 2017 och kort därefter, 2019 installerades en MAS MCU 450, så man kan säga att MAS dominerar maskinparken här hos Mossbergs, vilket vi är stolta över, säger Pontus, maskinsäljare på JGV Verktygsmaskiner AB, som under många år delade flera agenturer från tjeckiska maskinbyggare med Maskingården AB. Maskingården är nedlagt sedan några år tillbaka.
Så vi ger maskinsäljare Pontus Sandberg chansen att berätta lite om den tjeckiska maskinbyggaren MAS och i samma stycke beskriva de 5-axliga modeller som gör spån på verkstadsgolvet hos Mossbergs i Södra Sandby.
– MAS tillverkar CNC-svarvar ” Teach-In”, stabila och noggranna svarvar. Styrning från Heidenhain eller från Siemens. Kan utrustas med drivna verktyg. Flerfunktionssvarvar från Multicut-serien finns i utföranden med eller utan motspindel, 2 storlekar för diametern och ett antal olika längdalternativ. CNC svarvar med KL modellerna, finns i flera utföranden per storlek från enkelt 2-axligt utförande till maskin med dubbla spindlar, dubbla revolvrar och Y-axel. Och 3- axliga fleroperationsmaskiner upp till 2 200 mm X axel.
– Tittar vi på de 5-axliga vertikala fleroperationsmaskiner så handlar det om stabilitet för noggrann bearbetning av komplexa detaljer simultant i 5 axlar, eller för 5-sidig fräsning i en uppspänning. Och här har Tobias Mossberg ett smörgåsbord av olika maskinmodeller.
MCU 450 är en maskin med bordsstorlek 450 mm där man kan bearbeta ett arbetsstycke i storlek diameter 600 mm och en höjd 350 mm, vikt 500 kg. Bordets båda axlar är utrustade med direkt drivna så kallade torque motorer. Detta innebär en snabb och precis förflyttning av C-och A-axeln. Spindel kan fås i olika varianter 12 000 rpm 18 000 rpm eller 24 000 rpm. Maskinkonstruktionen bygger på ett gjutjärnsstativ som totalt väger ca 14 ton.
MCU 700 är en maskin med bordsstorlek 630 mm eller 800 mm där man kan bearbeta ett arbetsstycke i storlek diameter 1000 mm och en höjd 600 mm vikt 850 kg. Bordets båda axlar är utrustade med direkt drivna så kallade torque motorer. Detta innebär en snabb och precis förflyttning av C-och A-axeln.
Spindel kan fås i olika varianter 10 000 rpm 12 000 rpm 18 000 rpm eller 24 000 rpm. Maskinkonstruktionen bygger på ett gjutjärnsstativ som totalt väger ca 18,5 ton.
Både MCU 450 och MCU 700 kan fås med svarvfunktion för ytterligare flexibilitet samt olika typer av automations lösningar.
Maskinköparen
– Jag har givetvis utmanat MAS före varje maskininköp genom att titta på flera fabrikat men funnit att MAS ger mig vad jag behöver i form av stabilitet, snabbhet och åtkomst. Med bra åtkomst kan vi ha korta hållande verktyg och korta verktygsutstick vilket är viktigt för stabiliteten och finish.
– Vårt mål är att ”slippa tempon” sätta upp en detalj en gång och köra den komplett färdig men det är sällan möjligt med komplexa detaljer, andra gånger blir fungerar det bra. Mer än två uppspänningar vill vi inte ha i vår 5-axliga bearbetningsprocesser, säger Tobias men han betonar att det alltid är detaljen som styr processen.
När vi pratar skärande bearbetning så är verktygen en viktig parameter.
– Här har vi standardiserat våra verktygsprocesser och använder oss idag av tre leverantörer.
– Ett intressant verktyg är koniska fräsar som vi använder, så kallade conical barrel och tangent barrel verktyg. Dessa verktyg tillsammans med rätt moduler i CAM-programmet ger bra ytor och kortare körtider, både på dubbelkrökta ytor och plana ytor som är svåra att komma åt.
– Dynamisk bearbetning är intressant. I många fall, men inte alla, sparar vi både tid och verktyg. I kombination med ”rätt” programvara så hittar vi bra och ”snygga” verktygsbanor, säger Tobias Mossberg.
Inspirerande bearbetning
Adressen som företaget huserar på är Vinkelhaken nr 1, något som verkligen inte symboliserar den verksamhet som bedrivs på adressen och vad man tillverkar. Här bedrivs avancerad skärande bearbetning ofta med 5-axlig maskinteknik där tillverkningen styrs av maskinoperatörernas skicklighet och noggrannhet vilket är avgörande för resultaten.
– Vi tillverkar detaljer som i stort sett, ingen annan vill eller kan tillverka. Det triggar mig varje dag och ger inspiration till att alltid ge oss på den ”omöjliga biten”. En modern maskinpark med 5-axlig simultan teknik och olika CAM-lösningar är receptet. Vår nisch är främst kunder inom högteknologisk fordonsindustri, säger Tobias Mossberg.
Det känns som vi rör oss i fotbollens Champions League om vi kan göra den jämförelsen.
– Ja, det är där jag vill vara, i toppen, säger Tobias Mossberg och tillägger;
– Det var väl inte målet från starten 1997 men jag har alltid varit intresserad av teknik och efter några år när jag förstod vad man kan tillverka med 5-axlig teknik och programmeringskod CAM, så blev visionen och målet att tänja gränserna på vad man kan tillverka och hur man kan tillverka.
– Idag kör vi en detalj ute i verkstaden där bearbetningstiden är strax över 23 timmar och av de timmarna, så är 18 timmar simultant 5-axligt.
– Material är för det mesta aluminium och det är mycket bearbetning och det är besvärlig bearbetning när det handlar om form och läge. Mycket av förberedelserna kring våra produkter handlar om programmering och åter programmering. Det finns ett exempel här ute i verkstan där jag lagt 300 timmar på programmering av en vital komponent som tog 40 timmar att tillverka.
– Programmeringen gjordes i HyperMill och här hade jag ”frågor” till OPEN MIND och deras experter häpnade över vad och hur jag behövde programmera för att tillverka detaljen.
– Här fick experterna nere på huvudkontoret i Tyskland något att fundera på och man löste problemen tillsammans med Tobias. Detta var för ett år sedan och detta arbete är fortfarande omtalat nere hos programmeringsexperterna i Tyskland.
– Detaljen innehåller mycket underskär som försvårar tillverkningen ytterligare och geometrierna är mycket avancerade, förklarar Mikael Mårtensson applikation OPEN MIND.
– Mina kollegor på OPEN MIND sa att det kanske finns ett tiotal företag i världen bland deras kunder som kan tillverka en sådan detalj, menar Mikael Mårtensson.(motordelen får ej fotograferas tyvärr, så här får läsarens fantasi råda).
Så då kommer vi in på OPEN MIND och HyperMill…
Tobias Mossberg verkstadsägare, Pontus Sandberg maskinsäljare JG Verktygsmaskiner och Mikael Mårtensson applikation och support OPEN MIND Technologies.
I bakgrunden ser vi den senaste 5-axliga maskinen från MAS MCU 450.
– Vi är fortsatt mycket nöjda med vad maskinbyggarna på MAS konstruerar och tillverkar. – Maskinen är helt fantastisk, recenserar Tobias Mossberg.
CAM-lösningen
Det tyska företaget OPEN MIND Technologies utvecklar och säljer innovativa CAD/CAM-lösningar som genererar optimerade NC-fräsnings- och svarvningsprogram för bearbetningsmaskiner utifrån digitala modeller.
Tillverkare från ett brett spektrum av industrier runt om i världen har valt att använda OPEN MIND som leverantör eftersom de möjliggör en kostnadseffektiv och optimal produktion. Detta leder till modeller, prototyper, verktyg, formar, prismatiska ämnen, integrerade komponenter och mycket mer, alltsammans i imponerande kvalitet.
Inför vårt besök har Tobias förberett ett program och en körning av en ”påhittad” detalj (se fotos) men som innehåller mycket av det svåra med programmering, en programmering i HyperMill 5-axligt simultant, som givetvis skall anpassas till varje detalj optimalt.
Initiativet var mycket uppskattat och vi på tidningen tackar för hjälpen med att förstå hur arbetet går till ”live”.
Vad är viktigast att tänka på när man investerar i CAM program, frågar vi Mikael Mårtensson?
– Vid en investering i ett CAM-system är det många parametrar att ta hänsyn till, först bör man titta på behovet i det dagliga arbetet och önskemålen som ska uppfyllas. Stegen mot en investering bör se ut såhär. Att titta på vad olika system klarar av. Flexibilitet, kvalitet på postprocessorer och möjligheten till support. Vid avancerad 5axlig bearbetning är det också viktigt att det finns strategier som är lämpliga och enkla att använda sig av.
– Man bör även titta på utvecklingsplanen för de olika CAM-leverantörerna. Vilka val har man av olika CAD-system och hur är tillämpningen av CAD-systemet som leverantörerna erbjuder.
Förberedelser CAM, inför den detalj som demonstrerades.
– Detaljen som bearbetades vid intervjun så använde Tobias sig av ett flertal avancerade cykler
Bla. 5x Tangent Machining för finkörning och med hjälp av vår kraftfulla cykel 5x Rework, så hade han möjlighet att omvandla 5x Tangent Machining till att köra denna även som en grovfräsningscykel.
– 5x Helical drilling användes för att öppna upp kaviteter och här användes denna även i kombination med 5x Rework för att projicera verktygsbanan mot den invändiga sfäriska ytan. Innan NC- koden postades till maskin så simulerades detta program i Internal Machine Simulation. Förberedande arbete med ytor gjordes i HyperCAD-s.
– All simulering hos Tobias sker i vår Internal Machine Simulation, med maskinmodell, verktygsmodeller, hållare och uppspänningsenheter för att säkerställa att kollision inte uppstår. Simuleringen i hyperMILL har även förbättrats i version 2021.1 för att simulera på den kod vi skickar till postprocessorn innan den omvandlas till NC-kod, berättar Mikael Mårtensson.
Så alla enskilda steg för dataförberedelse och programmering, ända fram till simulering och NC programgenerering definieras. När du har definierat en tillverkningsprocess kan du tillämpa den på en ny modell och få den automatiskt utförd. Om det finns några beslut som inte kan fattas med förtroende inom den automatiserade processen, kan användaren uppmanas att göra de relevanta valen under automatiseringssekvensen. Användaren guidas interaktivt genom de enskilda processtegen, vilket gör det möjligt att programmera komponenten på en bråkdel av den tid det normalt skulle ta.
– Eftersom det tillverkas mycket avancerade detaljer och att Tobias är lite av en innovatör och tycker om att testa sig fram med olika verktygsbanor så är det av högt värde för hyperMILL’s utveckling då vi får mycket önskemål och åsikter.
– Vår kund Mossbergs Mekaniska verkar inom främst högteknologisk fordonsindustri där parametrar som tunnväggigt, snäva radier, nästan omöjliga hål och toleranser ibland ner mot my. Då behöver Tobias och hans medarbetare det bästa som CAM-branschen kan erbjuda och ibland lite till, säger Mikael Mårtensson OPEN MIND
Många företag utvecklar sina produkter genom samarbeten med sina kunder. Det finns många exempel på det, där jag som redaktör får exempel på att man gemensamt kommer fram till en bra lösning på ett problem. Så är även fallet mellan Mossbergs och OPEN MIND.
– Våra experter i Tyskland och Tobias slår ofta ihop sina tankar och idéer för att nå en bra lösning, säger Mikael och Tobias replikerar; – Vi jobbar dagligen med problemlösningar inom programmering och problemen i sig, är inte problemet utan absolut tiden.
