Témata
Reklama

CNC – mozek stroje

Aby mohlo být dosaženo požadovaného výsledku při výrobě nástrojů a forem, musí mít CNC optimalizované řízení pohybů stroje. I když CNC představuje centrum a přebírá odpovědnost za ostatní články systému, k výsledku přispívají všechny prvky.

Dnešní požadavky na frézování při výrobě nástrojů a forem jsou vysoké. Obrobky – většinou v sériích o počtu 1– mají složitý tvar a musí se vyrábět s vysokou kvalitou povrchu a být geometricky přesné. Aby mohlo být dosaženo požadovaného výsledku, musí mít CNC optimalizované řízení pohybů stroje. Této „duševní práci“ pomáhají různé funkce.
Funkce CNC, které ovládají rychlost a posun, výrazně přispívají k dosažení vysoké kvality povrchu během frézování a k odstranění nutnosti další práce. Tyto funkce zlepšují přesnost a rychlost obrábění.
Reklama
Reklama
Reklama

Spojení s CAD/CAM

Za výsledek obrábění ovšem neodpovídá jen jednotka CNC. Je pouze jedním článkem v řetězci, který začíná systémem CAD/CAM a končí frézovacím nástrojem. I když CNC představuje centrum a přebírá odpovědnost za ostatní články systému, k výsledku přispívají všechny prvky. V systému CAM se vytvoří program výrobku z údajů o konstrukci a potom jej zpracuje řídicí jednotka CNC. Dr Wilfried Steiger, odborník na řídicí jednotky v GE Fanuc, hodnotí situaci takto: „Každý, kdo používá moderní systém CAM, může vytvořit dobré programy výrobků pro optimalizované zpracování jednotkou CNC. Tím jsou položeny základy pro vysoce kvalitní obrábění.“

Ovládání motorů – vysokorychlostní obrábění

Z CNC se vysílají příkazy do pohonného systému stroje. Dr. Steiger vysvětluje: „Software dává dnešním uživatelům různé nástroje ke zlepšení výsledků obrábění. Díky tomu lze v konečném důsledku kompenzovat malé chyby stroje. Softwarová kompenzace používaná u stroje, který dosahuje mechanické přesnosti setiny milimetru, se nemůže převést do stroje, který má stupeň přesnosti jeden nanometr.“
Funkce kompenzace tohoto druhu obsahuje kompenzaci chyby stoupání kuličkových štoubů , která např. kompenzuje posun, pokud je stoupání hřídele vřetena nepravidelné. Dr. Steiger dodává: „Mezi další kompenzační funkce patří i kompenzace přímosti, které například mohou kompenzovat prověšený portál podle polohy.“
Posledním článkem procesu je nástroj, který má přímý kontakt s obrobkem a musí provést všechno, co mu určí ostatní prvky systému. Ale pozor: U vysokorychlostního obrábění se musí používat správný nástroj, který vyhovuje požadavkům na vysokou rychlost.
Vraťme se k výrobě nástrojů a forem, kde je v současnosti v mnoha případech extrémně důležitá geometrická přesnost, kvalita povrchu obrobku a především rychlost obrábění. Priority se samozřejmě mění podle způsobu použití – zda se díly vyrábějí individuálně nebo v sériích a zda je důležitější geometrická přesnost nebo vzhled. Moderní jednotka CNC nabízí funkce, které využívají jak programy dílů, tak obráběcí stroje.

Výběr CNC

Mezi svými výrobky GE Fanuc rozlišuje tři typy řídicí jednotky v závislosti na počtu ovládaných os: 21i (8 obráběcích a polohovacích os), 18i (16 obráběcích a polohovacích os) a 16i (20 obráběcích a polohovacích os), které se dodávají ve verzi M pro frézování a T pro soustružení.
Navíc k základní verzi si můžete zvolit různé funkce podle toho, jak přesně má fungovat ovládání posunu. Sortiment těchto funkcí sahá od AI Advanced Preview Control (zdokonalené ovládání s načítáním bloků look-ahead ), AI Contour Control (ovládání kontury) a AI Nano Contour Control (nano ovládání kontury) až k AI/HPCC a AI NanoHPCC. Tyto funkce nabízejí automatické řízení posuvu na různé úrovni, aby mohlo být dosaženo požadované přesnosti u vysokorychlostního obrábění.

Předem stanovené bloky

Mezi různými typy řídicích jednotek posunu je rozdíl především v předem načítaných blocích. Čím složitější je jednotka, tím více bloků načítá dopředu. U AI CC, HPCC a Nano HPCC je počet načítaných bloků 40, 180 až 600. To je obzvláště důležité u vysokorychlostního obrábění, kde se musí zpracovávat velice malé bloky. Pokud se malé bloky zpracovávají rychle, způsobí velký počet načítaných bloků dopředu (look-ahead), že v řídicí jednotce nebude nedostatek dat, což by mělo za následek trhavý pohyb a tím i negativní vliv na výsledek obrábění .

Detekce rohů

Jednou z hlavních funkcí ovládání posunu od AI Contour Control (CC) je automatická detekce rohů. V případě požadavku vysoké přesnosti nástroj odpovídajícím způsobem zpomalí, když se dostane na roh. Pokud přesnost nehraje významnou roli, může nástroj obrábět křivku s větší rychlostí. S funkcí detekce rohů má uživatel možnost přizpůsobit práci stroje požadované přesnosti.

Omezení zrychlení

Další funkce je omezení zrychlení. Tato funkce je užitečná při obrábění kruhů a jejich částí, protože kruhové zrychlení závisí na velikosti kruhu. Zatímco velké kruhy dokáže stroj vyrobit rychle a přesně, u malých kruhů z důvodu velkého zrychlení existuje riziko, že se stroj odchýlí od požadované kontury. Aby se nezhoršila geometrická kvalita, je rozumné omezit hodnoty zrychlení.

Nezávislé ovládání os

Existuje také funkce nezávislého ovládání os, která umožňuje zadávat různé hodnoty maximální rychlosti a zrychlení jednotlivým osám. Dr. Steiger vysvětluje: „Když chcete specifikovat interpolovanou trasu, musíte nastavit rychlost zúčastněných os, aby si odpovídaly navzájem. Zde je nejpomalejší osa osou určující, které se musí všechny ostatní osy přizpůsobit.“
„V minulosti nejpomalejší osa určovala a ovládala vyladění pro celý stroj. Pomocí nových funkcí, jako AI HPCC nebo AI Nano HPCC, můžete zadat nejlepší hodnotu pro každou osu. Pokud se používá např. jen jedna osa, která může mít zrychlení 2 g a rychlost obrábění 40 m/min, lze tyto hodnoty využít plně. Jestliže uživatel zvolí pomalejší rotační osu, sníží tak maximální limit. Tato funkce umožňuje uživateli dostat maximální rychlost pohybu ze všech os a snížit tak celkovou dobu obrábění,“ dodává dr. Steiger.

Nanointerpolace

Novou funkcí řídicí jednotky GE Fanuc CNC, která je důležitá pro vysokorychlostní obrábění, je nanointerpolace, která je určena slovem „nano“ v názvu funkce. Jeden blok je rozdělen na interpolační fáze, které mohou představovat různé jednotky trasy a vzdálenosti. Nanointerpolace počítá žádanou hodnotu polohy v digitálním servosystému v nanometrech – i když je 1 μm nastaven jako přírůstek CNC. Počítání žádané hodnoty polohy v nanometrech místo zaokrouhlování na daný systém přírůstku (zaokrouhlení na nejmenší krok příkazu) minimalizuje odchylky v digitálním servosystému. Díky tomu jsou pohyby obráběcího stroje mnohem plynulejší, což vede k výrazně lepší povrchové úpravě. Výhody jsou vidět jasně obzvláště na málo zakřivených plochách, jako je např. zužování kapoty motoru, kde se v daném směru provádějí jen velmi malé pohyby v mikrometrovém rozsahu.

Obrábění v 5 osách

Další vysoce uznávanou funkcí při výrobě nástrojů a forem je obrábění v 5 osách. Tyto funkce a rychlý procesor RISC umožňují provádět obrábění pomocí 5 os snadněji než kdykoli předtím. Tato funkce také umožňuje trojrozměrnou kompenzaci poloměru řezného nástroje a kompenzaci délky nástroje ve směru osy nástroje, která zohledňuje trasu středu nástroje (Tool Center Point Control – řízení středového bodu nástroje).
To znamená, že pohyb středu nástroje je ovládán tak, že sleduje určené rovné linie, i když se směr osy nástroje mění prostřednictvím dvou rotačních os.

Interpolace NURBS

Když se navrhují lité, hlubokotažné a nástrojové formy, systém CAD často používá tzv. interpolaci NURBS k popisu nepravidelných křivek. Pokud řídicí jednotka CNC u obráběcích strojů dokáže zpracovat křivky NURBS, je to neobyčejně praktické pro výrobce nástrojů a forem. Řídící jednotky GE Fanuc nabízejí tuto funkci a mohou provádět přesnou interpolaci tohoto druhu křivky, aby se zpracovávaný obrobek přiblížil geometrii navržené v systému CAD. Zde se plně využijí matematické prvky jako plynulé přechody. Tím se omezují trhavé pohyby a je dosaženo hladkého a rovného povrchu. Navíc se tím prodlužuje životnost nástroje a celého stroje. Ve srovnání s NC programem, složeným z malých lineárních následných programových bloků, je program NURBS podstatně menší. Není potřeba vyšší přenosová rychlost z řídicího počítače do CNC.
Terry Hilder
Reklama
Vydání #5
Kód článku: 30520
Datum: 21. 05. 2003
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Přesnost zvyšující produktivitu

Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

Související články
Kloubový robot uvnitř stroje

V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

Novinka z varnsdorfské líhně

Přední evropský výrobce obráběcích strojů, TOS Varnsdorf, letos představil nečekanou novinku, která významně rozšiřuje nabídku výkonných obráběcích strojů z varnsdorfské líhně.

Vlajková loď pětiosého obrábění

Český výrobce obráběcích strojů Kovosvit MAS v letošním roce slaví úspěch se svojí high-tech produkcí, zejména s pětiosými vertikálními obráběcími centry řady MCU. Tyto stroje se daří firmě umísťovat na náročné trhy Evropské unie i jinde ve světě, cenné reference sbírají především v leteckém průmyslu.

Pro větší efektivitu ve výrobě

Spolupráce mezi výrobcem obráběcích strojů Hurco a dodavateli automatizovaných nakládacích systémů má za následek vyšší produktivitu a větší výnosy. Automatizované nakládání umožňuje rozšíření kapacity v kusové a malosériové výrobě bez potřeby dalšího personálu pro obsluhu strojů. Nakládací roboty je možno také využít v bezobslužných směnách nebo o víkendech.

Československá stopa u nového rekordu

Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

Optimalizace soustružení korozivzdorných ocelí

Použití korozivzdorných ocelí pro inženýrské aplikace vždy do určité míry vedlo k technickému paradoxu. Zatímco konstruktéři jsou nadmíru spokojeni s tím, jaké pevnostní vlastnosti a korozní odolnost tyto běžně používané materiály nabízejí, výrobní inženýři už jsou asi méně okouzleni jejich typickým deformačním zpevňováním a všeobecně špatnou obrobitelností. Avšak průmyslovými odvětvími, jako jsou výroba čerpadel a ventilů, výroba zařízení pro ropný a plynárenský průmysl, automobilový a letecký průmysl, jsou součásti z korozivzdorných ocelí výslovně požadovány i nadále.

Plnění požadavků na čistotu ve výrobě

Firma Rosler vyvinula pro výrobce systémů škrticích a výfukových klapek kompletní systém automatizovaného obrábění. Tento systém pokrývá operace od převzetí obrobku po třískovém obrábění přes proces surf finishingu a jemného čištění, nanesení kódu datové matice až po zabalení dílů do KLT obalů a jejich přesun do stohovacích kontejnerů.

Vyvrtávání hlubokých otvorů

V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

Robot s dvojitým uchopovačem zrychlil obsluhu CNC stroje

Osvald Jensen A/S je dánská rodinná firma dodávající strojírenské produkty pod vlastní značkou. Ve své továrně v Dánsku firma vyvíjí a vyrábí součástky do převodovek pro široké spektrum využití. Zaměřuje se na produkci vysoce kvalitních šnekových převodovek, převodových ústrojí a ozubených kol nejrůznějších velikostí.

Efektivní likvidace obráběcích kapalin

Obráběcí emulze jsou klíčovým prvkem celé řady obráběcích procesů. Emulze zajišťují chlazení, odvod vznikajících třísek, dočasně pasivují obrobky v průběhu operací a mají spoustu dalších funkcí. Na konci životnosti emulze je nutné zajistit jejich likvidaci. Vyčerpané emulze jsou klasifikovány jako nebezpečný kapalný odpad, takže je nelze jednoduše vylít do kanalizace. Článek pojednává o možnostech likvidace obráběcích kapalin.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit