In Steuerungssystemen , die jeweils einen CNC-Codeblock, also jeweils eine Koordinate, verarbeiten, ist es nicht möglich, die Bewegung entlang eines bestimmten Vektors mit einer anderen Geschwindigkeit als Null zu beenden. Dies liegt daran, dass der Treiber keine Daten auf aufeinanderfolgenden Vektoren analysiert, die auf den gerade ausgeführten Vektor folgen. Da er nicht weiß, wie der nächste Zug aussehen wird, muss er anhalten, um den nächsten Zug zu beginnen, nachdem er den nächsten Block genommen hat.
Dies führt dazu, dass die Bewegung entlang der Werkzeugbahn unterbrochen wird, obwohl aufeinanderfolgende Vektoren beispielsweise tangential zueinander sind. Bei Werkzeugwegen, die von langen Vektoren dominiert werden, ist dies nicht von großer Bedeutung, da der Maschine bei der Bewegung entlang eines solchen Vektors ein ausreichend langer Weg zur Verfügung steht, um die eingestellte Bewegungsgeschwindigkeit zu erreichen. Die Zeit, nach der die Maschine diese Geschwindigkeit erreicht und ob diese Geschwindigkeit auf einem Vektor gegebener Länge überhaupt erreicht werden kann, hängt von seinem Wert und der gegebenen Beschleunigung ab.
Das Problem tritt auf, wenn Vektoren ausgeführt werden, die so kurz sind, dass Sie auf ihnen nicht die angegebene Geschwindigkeit erreichen können. In dieser Situation ist die durchschnittliche Vorschubgeschwindigkeit viel niedriger als die befohlene Geschwindigkeit. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung der Bearbeitungseffizienz und darüber hinaus aufgrund häufiger Stopps zu einem beschleunigten Werkzeugverschleiß, der durch häufige Änderungen der Schnittparameter verursacht wird.
Besonders deutlich wird dieses Problem beim Arbeiten im HSM-Modus ( High Speed Machining ), bei dem mit deutlich erhöhten Schnittgeschwindigkeiten gearbeitet wird. Bei dieser Technologie ist die Vorschubgeschwindigkeit höher als die Geschwindigkeit der Temperaturausbreitung im Werkstück, was dazu führt, dass nahezu die gesamte bei der Spanabfuhr anfallende Energie mit herausgeschleudert wird. Dadurch erwärmen sich Werkzeug und Material beim Schneiden weniger als bei der konventionellen Bearbeitung.
Um der Temperaturausbreitung im Material zuvorzukommen und gleichzeitig die Spandicke auf einem sicheren Niveau zu halten, muss die Drehzahl der Spindel entsprechend erhöht werden. So sehr, dass es bei harten Materialien bei niedrigen Vorschubgeschwindigkeiten (unter HSM) zu einer Überhitzung und Beschädigung des Werkzeugs kommen würde.
Der Einsatz der HSM-Technologie auf Maschinen mit einer solchen Steuerung ist nicht möglich, da häufige Stopps des Werkzeugs im Material zu dessen häufiger Überhitzung führen, was zu einem sehr schnellen Verschleiß führt.
Um diese Probleme zu beseitigen, sollte die Maschine die Vorschubgeschwindigkeit möglichst auf dem vom Bediener eingestellten Niveau halten. Die maximale Geschwindigkeit im Knoten zwischen Vektoren sollte vom Winkel zwischen ihnen und der Form des Werkzeugwegs abhängen, den diese Vektoren darstellen.
Eine Lösung könnte darin bestehen, mehr als einen Vektor gleichzeitig zu analysieren, wodurch Sie an den Werkzeugwegknoten einen Geschwindigkeitswert ungleich Null erhalten können. Leider können wir nicht nur einen Vorwärtsvektor analysieren, da dieser (sie) möglicherweise so kurz ist, dass es nicht möglich ist, die Geschwindigkeit entlang seiner Länge auf den Grenzwert am Ende des gegebenen Vektors zu reduzieren.
Es ist daher notwendig, aufeinanderfolgende Vektoren iterativ zu analysieren und die anfänglich Nullgeschwindigkeiten in den Knoten zwischen den Vektoren so zu modifizieren (zu erhöhen), dass die angenommenen Einschränkungen hinsichtlich der Geschwindigkeiten in den Werkzeugwegknoten erfüllt werden und gleichzeitig die Zeit begrenzt wird die Zeit, in der sich das Werkzeug mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als der eingestellten bewegt.
Die entwickelte Methode hieß Dynamic Vector Analysis™ und ihre Umsetzung war ein voller Erfolg. Bei einem komplizierten Werkzeugweg, der aus Zehntausenden von Vektoren mit einer Gesamtlänge von ca. 20 m besteht, bei einer vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit von 100 mm/s und mit aktivierter dynamischer Vektoranalyse betrug die Arbeitszeit weniger als 4 Minuten, während mit dem Bei ausgeschalteter Analyse dauerte es etwa 20 Minuten.
Dieser enorme Unterschied in der Arbeitszeit der Maschine ermöglicht erhebliche Vorteile bei der Durchführung von Arbeiten, die komplexe Werkzeugwege erfordern, wie z. B. die Bearbeitung von Spritzgussformen, Stanzformen, Stanzformen, Gussmodellen, Matrizen und anderen Werkzeugen.
