Frézování v pěti osách umožňuje výrobu komplexních tvarů s vysokou kvalitou povrchu a snižuje počet použitých nástrojů. Obrábění s vysokou kvalitou povrchu klade vysoké požadavky na výpočetní kapacitu CNC řízení. Se vzrůstajícím počtem os v záběru rostou také rušivé vlivy. CNC řízení tedy slučuje požadavky na vysokou kvalitu povrchu a řízení rychlostního profilu za pohybu pěti řízených os současně.
Zvládnutí procesu
Pro obsluhu stroje musí být proces obrábění v pěti osách transparetntní. CNC řízení musí být tudíž vybaveno funkcemi pro editaci a verifikaci NC programu nebo sekvence programu a navíc hlídáním možné kolize při současném pohybu více os. Při generaci cílových poloh pro pohony z údajů v NC blocích programu je třeba vedle dalších kritérií brát zřetel na chvění rámu, resp. stojanu stroje. K dosažení kvality povrchu a optimalizace času obrábění nabízí řízení Heidenhain iTNC 530 různé filtry, které lze vhodně modifikovat pro různé konstrukce obráběcích strojů. Pro obzvláště efektivní dráhové posuvy byl vyvinut HSC filtr. Vlastní NC program pak může využít cyklus 32 pro přesnou generaci dráhy s maximálním využitelným posuvem. Optimální povrch a produktivitu podporuje také nasazení kvalitního přímého optického odměřování. Přesnost měřidla, teplotní stabilita, vysoká hodnota posuvu, necitlivost vůči znečištění a flexibilita připojení k CNC řízení nalézají uplatnění v řadě aplikací.
Vysoká flexibilita
S narůstající komplexností současného pohybu v pěti osách jsou kladeny také zvláštní nároky na obsluhu stroje v oblasti flexibility práce s NC programy. Například tvarové kapsy a vrtací operace jsou do programu vygenerovaného v CAD vkládány dodatečně. Při zpracování řady složitějších úloh jsou nutné hotové tvarové cykly obrábění pro tvorbu konturových elementů, využitelné dále pro práci ve sklopené rovině obrábění. Jednoduchý dialog s grafickou podporou zjednodušuje zadávání parametrů obrábění v příslušných cyklech. Vedle rozšířené podpory při programování potřebuje obsluha stroje vizuální kontrolu tvaru dílce ještě před vlastním obráběním. Pro ulehčení verifikace programu je povrch dílce v iTNC 530 rekonstruovaný z původního souboru vytvořeného v PC a promítnut v čárové grafice na obrazovku CNC a pro snadnou lokalizaci případných nespojitostí nebo jiných vad tvaru jsou jednotlivé úseky označeny.
Při obrábění v pěti osách současně se zvyšuje riziko možné kolize mezi přestavitelnými skupinami stroje. Aby bylo možno optimálně využít pracovní prostor stroje a minimalizovat výskyt kolize, musí být pohyb vyhodnocován dynamicky v reálném čase. Dynamická kolizní kontrola (DCM – dynamic collision monitoring) v iTNC 530 trvale kontroluje pohyby stroje s ohledem na možný střet skupin stroje, a to se zohledněním rozměrů upnutého nástroje. Pak lze bez rizika zaměnit nástroje nebo upravovat NC program. Jako rozšířenou funkci dynamické kontroly kolize je možné využít možnosti změny rozměrů, polohy a orientace těles stroje. Pak lze přizpůsobit konfiguraci kolizní ochrany pro různé způsoby výměny palet a kinematiky pro výměnu nástrojů, a to při zachování optimálního využití pracovního prostoru.
Dodatečná ochrana stroje a dílce
Obzvláště při obrábění rozměrných dílců s dlouhým časem obrábění mohou nežádoucí přerušení obrábění způsobit dodatečné náklady. Dojde-li kupříkladu k výpadku elektrické sítě nebo je nutné nouzové zastavení stroje z jiných důvodů, může rotující vřeteno či setrvačný pohyb v osách stroje způsobit poškození dílce i stroje. Jako dodatečné zabezpečení stroje a dílce je proto řízení iTNC 530 standardně vybaveno funkcí Lift Off. Dojde-li tedy k výpadku proudu nebo zastavení stroje tlačítkem Central Stop, pak Lift Off aktivuje zpětný pohyb nástroje od povrchu dílce. Délku dráhy retrakce je možné navolit příslušným parametrem. Energii pro pohyb posuvů v průběhu retrakce dodává do měničů a regulačních obvodů pohonu posuvů dobíhající vřeteno.
Přesnost a rychlost
Velké nároky na CNC řízení při pětiosém obrábění prostorových dílců vysoké kvality souvisejí se zkracováním výrobních časů a s vysokou přesností. Heidenhain vyvinul v oblasti regulace speciální algoritmy pro řízení rychlostního profilu a dynamiky pohybu pro přizpůsobení mechatronickým vlastnostem stroje. Se vzrůstající komplexností pětiosých kinematik vzrůstají i požadavky na obsluhu. Nové funkce iTNC 530 podporují nejen optimalizaci vytvořeného programu, ale i jeho kontrolu.
Jan Štědrý
Heidenhain
www.heidenhain.cz
stedry@heidenhain.cz
Umístění na MSV: pavilon V, stánek 112