IMTS 2016

High Speed Machining&           

Dynamic Accuracy

Presented By: Rich ParentiFagor Automation

Presentation Topics:

• What is High Speed Machining explained simply

• How to control High Speed

• How does Dynamic Accuracy work with High Speed

High Speed explained simply:

• A CNC control wants to stop at every intersection

High Speed explained simply:

• Stop mode in a CNC is very common as a default tool path and used in many canned routines

• Most often activated or deactivated with G‐code command and is modal

• Deceleration of CNC is required to complete stop

High Speed explained simply:

• After complete stop, then acceleration is required to the next intersection

High Speed explained simply:

• It is the constant starting, then stopping that slows production on non critical tool paths intersections

• If higher speeds with quicker stops and starts are employed on the CNC, then axis jerk can often be observed

High Speed explained simply:

• In the early days of CNC tool paths, allowances for High Speed were limited to corner rounding or continuous pathing

• The tool path intersection was altered via short corner, or rounding of intersection

• This eliminated the stop at every intersection and gave a smoother transition as the CNC motion continued without stopping

Rolling Stop

High Speed explained simply:

• The Corner rounding or continuous pathing is generally G‐code activated and can be defined with limits manually or automatically dependent on feedrate of tool

Tool

High Speed explained simply:

• Even though this technique does assist with higher speeds it still has inefficiencies due to slow downs on corners and loss of intersection accuracy due to rounding

High Speed explained simply:

• Further adjustments to the tool path for higher speeds are possible but with sacrifice to accuracy

• The greater the curve, the higher the speed

High Speed explained simply:

• The main objective of High Speed Machining is to maintain target speed

High Speed explained simply:

• Just like an automobile traveling on a highway within its target speed range, and staying within its lane of accuracy, this vehicle has achieved high speed operation

High Speed explained simply:

• A machine tool can similarly also reach high speeds on longer linear tool paths where feedrate is reached and maintained without slow downs

High Speed explained simply:

• It is through point intersections with change of directions that High Speed is sacrificed

High Speed explained simply:

• With superior modern CNC block look ahead and block processing times due to advancements in computing power, it is possible to analyze the tool path through several intersections and recalculate the tool path trajectory for faster and smoother

• Better modern High Speed Algorithms can maintain tool path accuracy to more precision than ever before

• Activation of High Speed Algorithm is a CNC is generally done so via program activation code

High Speed explained simply:

• High Speed is also set with some accuracy range limits for path tolerance not to exceed in program or parameters

High Speed explained simply:

• The magic of High Speed Algorithm is the ability analyze a point cloud, and create curves or spline a new tool path through those points to create a quicker tool path trajectory, while maintaining accuracy tolerances defined.

High Speed explained simply:

• A CAD CAM generated CNC program will have points at intervals, and through CNC High Speed it can be optimized for efficiency

High Speed explained simply:

• Example of Splined tool path for Higher Speeds while maintaining accuracy requirements

High Speed explained simply:

• Point Filtering is also used to disregard points that are outside the most efficient tool path trajectory but still within accuracy limits

High Speed explained simply:

• Defining max error is a very important part of High Speed Machining consideration

• If accuracy requirement is low for roughing portion of machining, then higher speeds can be achieved due to more open curves or splines

• If accuracy requirements are high for finishing portion of machining, then speeds will be limited due to tighter curves or splines within error tolerance

Dynamic Accuracy Explained:

• Dynamic accuracy is the ability to adjust the accuracy requirement during High Speed Machining to varied machining condition by the operator without stopping of the program (On‐The‐Fly)

• This adjustment can be done via override dial or GUI (Graphical User Interface) 

• In general the adjustments are percentage based off of defined error limits preset to CNC program or parameter

Dynamic Accuracy Example:

200%100%50% 150%

Higher Accuracy Lower Accuracy

200%100%50% 150%

Lower Speed Higher Speed

Dynamic Accuracy Concepts:

• During heavy stock removal and where accuracy requirements are lower, a higher speed  setting can be used to reduce cycle times and achieve greater efficiency of the machine tool utilization

• During finishing where the accuracy requirements are very tight, slower speeds will be achieved as the CNC system must work within the tolerances

Dynamic Accuracy Concepts:

• Dynamic adjustment on‐the‐fly of accuracy requirements while High Speed Machining can lead to greater productivity and greater satisfaction with machine tool performance

• Each job may present infinite variables that require special considerations such as part size, weight, material no name just a few.

Questions &

Answers

Thank You