De perfecte digital twin van uw gereedschappen

Om de efficiëntie tijdens het verspanen op te voeren kunnen metaalbewerkers. gebruikmaken van geavanceerde gereedschapstechnologieën en -strategieën. Maar ook de digitalisering van klassieke manuele processen zoals de selectie en assemblage van gereedschappen kan aanzienlijk bijdragen tot meer efficiëntie en betrouwbaarheid. Op basis van snijdata kan men bijvoorbeeld een exacte digital twin maken, en zo fouten vermijden tijdens het verspanen. Zulke processen kunnen volledig geïntegreerd worden in de CAM-software van de gebruiker. Dat is met een aantal eenvoudige clicks zo gebeurd. 

In verspaning draait het niet altijd om individuele gereedschapselementen, zoals gereedschapshouders, snijgereedschappen en wisselplaatjes. Op werktuigmachines gaat het vaak om volledige gereedschapsassemblages. Dit zorgt dan voor een flink karweitje voor de CAM-programmeur, waarbij er enerzijds verschillende kansen op fouten bestaan en anderzijds het niet evident is om tot de juiste selectie te komen die de beste resultaten zal neerzetten. Typisch nemen dergelijke assemblages een uur in beslag. Als er bepaalde stukken om het gebruik van 25 of meer van die gereedschapsassemblages vragen, dan betekent dit een enorme kost in tijd en geld. 

Op zich is de assemblage nochtans eenvoudig te creëren. In enkele seconden zelfs, door de juiste beschrijving en de relevante parameters (diameter, lengte…) toe te voegen in het CAM-systeem. De complexiteit zit hem in een exacte digitale voorstelling van een gereedschapsassemblage te maken in een CAM-programma, een digital twin dus. Om tot de meest nauwkeurige weergave te komen moet de ontwikkelaar eerst de catalogen van de verschillende leveranciers doorzoeken, de 3D-bestanden downloaden en vervolgens samenbrengen in een CAD-programma. Pas dan kunnen ze de gereedschapsassemblage creëren in het CAM-systeem, technische parameters incluis.

Er zijn dus duidelijk opportuniteiten om dit proces voorafgaand aan de eigenlijke verspaning te stroomlijnen. Opportuniteiten die kunnen benut worden door een geïntegreerde aanbeveling van gereedschappen en de creatie van gereedschapsassemblages binnenin het CAM-softwareplatform. Op die manier zal het minder tijd kosten en de betrouwbaarheid verhogen in het ontwerp en de planning. 

Om de aanbevelingen voor de verschillende elementen op te volgen en tot de selectie van de gereedschappen over te gaan is er nood aan een geoptimaliseerde en geïntegreerde oplossing. CAM-programmeurs hoeven dan enkel nog de houders, gereedschappen en wisselplaatjes te selecteren, bijvoorbeeld voor frezen. Gebruikers duiden dan hun favoriete bron aan, bijvoorbeeld een digitale gereedschapscataloog die op de server is opgeslagen of in de cloud te vinden is. Het voordeel van dit laatste is dat de gegevens voortdurend en automatisch up-to-date gehouden worden door de fabrikant. Eenmaal alle inputdata er zijn (component, welke verspaningsbewerking, welk materiaal…), kan men met een simpele druk op de knop de juiste resultaten     
krijgen, net als de snij-eigenschappen van het gereedschap in kwestie. 

Aan dit soort digitaliseringsoplossingen werken gereedschapsfabrikanten vandaag. Ze maken gebruik van speciale algoritmes, die de taak en de snijomstandigheden koppelen aan de juiste gereedschappen. Het algoritme omvat data over verspaningsprocessen, terwijl de productdata van de gereedschappen informatie hebben over voor welke verspaningsprocessen het zich het beste leent. 1 + 1 wordt dan 3. Vanuit de uitgebreide gereedschapsbibliotheken kan de gereedschapsassemblage dan rechtstreeks geëxporteerd worden in de CAM- of simulatiesoftware.

Voor een productieve werking van CAM-processen heeft de programmeur nood aan toegang tot gereedschapsdata. Die worden bijgehouden in gereedschapsbibliotheken. De meeste zijn echter nog leeg, onder meer omdat het misschien wel mogelijk is om de gevraagde data te vinden, maar oh zo moeilijk om ze up-to-date te houden. 

Bovendien waren er tot voor korte grote verschillen tussen fabrikanten in hoe die gegevens precies gestructureerd stonden. Daar heeft de komst van de internationale standaard ISO 13399 verandering in gebracht. Heel wat grote namen uit de verspaningssector hebben hun schouders gezet onder dit initiatief om data van gereedschappen op een globaal erkende manier te omschrijven. De standaard spreekt onder meer over de attributen van de gereedschappen (lengte, breedte, radius). Als de diameter DCX is, zal dat bij elke leverancier van gereedschappen om dezelfde diameter gaan. ISO 13399 helpt ook om de uitwisseling van data van snijgereedschappen te vereenvoudigen. 

Als alle gereedschappen in de sector dezelfde parameters en definities hanteren, wordt het kinderspel om de informatie te communiceren naar andere softwaresystemen. Zo komen er ook steeds meer geïntegreerde gereedschapsbibliotheken op de markt, waarin de gegevens van de gereedschappen van verschillende leveranciers vervat zijn.

Slimme softwareoplossingen van gereedschapsfabrikanten stellen gebruikers dus in staat om volgens de ISO 13399 standaard tot assemblages te komen waarvan men weet dat ze perfect samen zullen passen. De resultaten kunnen dan vervolgens in 2D en 3D bekeken worden en uiteraard worden alle gegevens over de gereedschappen digitaal bijgehouden. Eenmaal opgeslagen, kunnen de programmeurs een assemblage dus makkelijk weer oproepen in hun CAM- of simulatiesoftware. Een eenvoudig en efficiënt proces dus. 

Gebruikers die deze manier van werken al geadopteerd hebben, spreken over tijdswinst van ongeveer 50% om van de losse elementen tot een juiste assemblage en simulatie te komen. Er is bovendien een veel grotere kans dat de keuze meteen de meest optimale zal zijn. Nauwkeurige gereedschapsdata betekent dat het mogelijk is om botsingen op voorhand te detecteren, tijdens de simulatie, en dus te vermijden tijdens de productie. De belangrijkste voorwaarde daarvoor is dat het gereedschap heel precies wordt voorgesteld. Zijn digital twin moet met andere woorden nauwkeurig zijn.