Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Řídicí systém z vlastní dílny, 3. díl: Pokročilé technologické aplikace
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Řídicí systém z vlastní dílny, 3. díl: Pokročilé technologické aplikace

Třetí díl našeho seriálu o řídicím systému OSP - P300A firmy Okuma navazuje na dvě předchozí kapitoly, ve kterých jsme stručně představili architekturu systému a inteligentní funkce, které podstatně navyšují přesnost stroje, kvalitu obráběného povrchu i hospodárnost a bezpečnost stroje. Tato část série bude o technologických aplikacích implementovaných do OSP k jednoduchému použití operátorem.

Soustružení pomocí B-osy

Z bohatého seznamu technologických možností OSP vybíráme několik zajímavých příkladů. Prvním je soustružení pomocí B-osy na víceúčelovém centru. Jelikož je B-osa naklápěcí, tak současným pohybem os X, Z a B dokážeme soustružit zakřivené plochy. Nástroj bude mít přitom konstantní, nejlepší úhel nastavení vůči obráběné ploše. Výsledkem je povrch stejnoměrné kvality bez vrypů a materiál obrobku není pevnostně ovlivněn opakovaným najížděním do řezu různými nástroji.


Soustružení pomocí B-osy s konstantním úhlem nastavení. (Zdroj: Misan)

Výroba lopatek

Lopatky se frézují, hrubují i dokončují, upnuté mezi oběma vřeteny. Operace je citlivá na ohyby rámu stroje v několika osách, na tepelné deformace od obrábění a současně od chladicího média a také na odchylky synchronizace os C1 a C2. Společným působením těchto jevů vznikají v obrobku při hrubování pnutí a důsledkem jsou nepřesnosti tvaru lopatky. Společně s dodavatelem CAM systému vyvinula Okuma speciální funkci, která tyto chyby kompenzuje. 

Frézování lopatek. (Zdroj: Misan)

Obrábění lopatek z Inconelu

Společně s dodavatelem nástroje vyzkoušela Okuma keramický nástroj pro vysokorychlostní frézování Inconelu 781.


Řezné podmínky při frézování Inconelu. (Zdroj: Misan)

Obrábění ozubení

Na CNC víceúčelových centrech a na pětiosých centrech Okuma lze obrábět ozubení synchronní rotací vřetena a rotační osy odvalovací metodou. Lze zhotovit jak vnější, tak vnitřní ozubení. Program se na stroji generuje automaticky po dialogovém zadání typu ozubení, parametrů nástroje a polotovaru a řezných podmínek. Podobně lze použít metodu frézování kotoučovou, modulovou frézou. Používá se i skiving tzv. loupání obrážecím kolečkem. Ozubení s velkými moduly se frézuje zub po zubu stopkovou frézou. Výsledné evolventní křivky boků zajistí opět simultánní pohyb os.

 

Odvalovací metoda frézování ozubení, frézování kotoučovou frézou, metoda „zub po zubu“. (Zdroj: Misan)

Speciální stroje na ozubení jsou drahé a vyplácejí se jen v sériové výrobě ozubení. Použití víceúčelových strojů je naopak efektivní při kusové nebo malosériové výrobě ozubených kol. Jelikož vytvoření programu pro obrábění ozubení je poměrně složité, dodává Okuma aplikaci Gear Machining Package, která dialogovým způsobem vede programátora při programování přímo na stroji.

Skiving. (Zdroj: Misan)


Tvorba programu pro obrábění ozubení. (Zdroj: Misan)

Drážkování plochým nástrojem

Drážky se obvykle dělají stopkovou frézou. Ta zanechá na dně drážky stopy, které těsnost drážky zhorší, a proto je nutné ruční dokončení. Okuma vyvinula technologii, která k vyříznutí drážky používá plochý nůž upnutý ve vřetenu. Nůž vytvoří hladký povrch drážky a ruční dokončení odpadá. V zakřivených částech drážky je úhel břitu nože vůči boku drážky řízen osou C.


Drážkování plochým nástrojem. (Zdroj: Misan)

Interpolované vyvrtávání na frézovacích centrech

Tato technologická aplikace se používá především pro obrábění velkých, kruhových otvorů a dutin v nerotačních, skříňových dílech. Lze ji však použít i pro soustružení vnějších kruhových povrchů na skříních. Při nastavení potřebných rozměrů a řezných parametrů je operátor veden průvodcem. Osa rotujícího vřetena je v otvoru polohována koordinovaným posuvem os X a Y. Hloubku dutiny řídí osa Z. Průměr otvoru musí být větší než průměr kružnice daný rotujícím nástrojem. Výhodou metody je použití jen jednoho nástroje pro obrobení různých průměrů otvorů. Aplikace se dodává jako opce pro frézovací centra (válcové otvory) a víceúčelová centra (i kuželové otvory).


Interpolované vyvrtávání kruhových otvorů ve skříních. (Zdroj: Misan)


Interpolované vyvrtávání na horizontálním frézovacím centru. (Zdroj: Misan)



Průvodce nastavením podmínek řezu pro interpolované vyvrtávání otvorů na frézovacích centrech. (Zdroj: Misan)

Kvalitní povrch zakřivených ploch

Pro dokončovací, frézovací operace složitých, zakřivených povrchů s náhlými přechody tvarů a s hranami je v OSP připravena funkce Hyper-Surface, která zajistí dokonalé přechody mezi navazujícími plochami v místech, kde CAM generovaná data mají jistá narušení ve vedení nástroje. Aplikace se využívá zejména při obrábění forem a zápustek. Funkce detekuje poruchy CAD dat porovnáním několika předchozích průchodů stejnou oblastí a koriguje je v Okuma CNC, přičemž zlepšuje kvalitu povrchu a zachovává přesnost, takže není třeba povrch dodatečně ručně opravovat. 


Aplikace Hyper Surface. (Zdroj: Misan)

Ochrana nástroje při obrábění

Při obrábění těžko obrobitelných materiálů lze využít k ochraně nástroje před vyštipováním aplikace Dynamic Tool Load Control (DTLC). Je zřejmé, že i velmi malý rozdíl ve vysunutí destiček znamená velkou nerovnoměrnost zátěže. V ilustraci na obrázku destička č. 4 odebere jen malou třísku a zanechá destičce č. 1 silnou vrstvu materiálu k úběru. Destička č. 1 je značně vysunutá, takže odebírá silnou třísku a navíc i zbylou třísku od č. 4. Její zátěž je tedy velmi vysoká. Ukazuje to i červený graf dole, platný při rovnoměrné posuvové rychlosti během otáčky nástroje. DTLC pracuje tak, že během jedné otáčky nástroje změří házení všech destiček dotykovým senzorem a podle výsledku upraví posuvovou rychlost na každé destičce tak, aby se řezné síly přibližně vyrovnaly, jak ukazuje modrý graf. Životnost nástroje se (při obrábění titanu) zvýší více než dvakrát. 



Dynamic Tool Load Control, princip a životnost nástroje (dole). (Zdroj: Misan)

Závitování

Během závitování na soustruhu, zejména u dlouhých obrobků, se mohou vyskytnout vibrace. Kvalita závitu je pak velmi špatná. Vibrace je možné odstranit snížením řezné rychlosti (otáček obrobku). Podmínkou je, že stoupání závitu musí zůstat beze změny. Soustružnické stroje Okuma mají velmi přesně synchronizované otáčky s posuvovou rychlostí, a proto zde chyba stoupání při změně rychlosti nehrozí. V praxi lze najít řeznou rychlost bez vibrací pokusem při stupňovité změně otáček, s použitím override, jak to ukazuje graf. Stroje Okuma však mají také možnost vyrobit závit s proměnlivým stoupáním. Tato technologie se řeší zvláštními funkcemi v klasickém programu.


Vibrace při závitování (vlevo). Vibrace odstraněny (vpravo). (Zdroj: Misan)

Při opravách závitů nebo při nutnosti uvolnit šroub s již vyříznutým závitem ze sklíčidla a znovu ho upnout, případně při dokončení závitu po kalení nebo při změně soustruhu, je užitečné mít možnost jednoduše sfázovat závit s polohou nástroje. Na soustruzích Okuma je tato, jinak obtížná operace jednoduchá. Nástroj se pomocí pulzního tlačítka přesune (po krocích) o stoupání závitu.


Zkouška eliminace vibrací při závitování. (Zdroj: Misan)

Korekce úhlu nastavení nástroje

Úhel nastavení nástroje vzhledem k obráběnému povrchu se u pětiosých strojů a zvlněného povrchu udržuje konstantní. CAM procesní chyby však způsobí, že se tento úhel změní. Aplikace 5-Axis TTC udržuje posuvové rychlosti konstantní během určité sekvence programových příkazů, aby automaticky náklon nástrojů opravila. Projeví se to na hladším povrchu obrobku a kratším cyklovém čase.

Sfázování nástroje a obrobku se závitem. (Zdroj: Misan)

3D měření na víceúčelových strojích

Obvykle je kvůli 3D měření na stroji třeba manipulovat s obrobkem a kromě toho musí mít měřicí programy složitá makra. Aplikace Okuma NC Gage odstranila manipulace s obrobkem. Nejsou třeba žádné demontáže přípravků kvůli měřicímu zařízení. Při proměřování povrchu nebo skloněných ploch se poloha obrobku nemění. Sestavení měřicího programu usnadňuje funkce „Easy Operation“.


Korekce náklonu nástrojů. (Zdroj: Misan)

Ilustrace měření polohy obrobku na stroji. (Zdroj: Misan)

Závěr

Představili jsme standardní i opční technologické aplikace, které Okuma připravila, aby usnadnila operátorům obrábění na svých strojích. Všechny aplikace jsou podporovány řídicím systémem OSP-P300A.


 
Ve čtvrtém pokračování naší série článků o Okuma OSP-P300 ukážeme další podpůrný soubor aplikací, označený jako OSP Suite. Tentokrát to budou aplikace zaměřené na rychlou informaci obsluhy stroje.

Ondřej Svoboda

www.misan.cz 

Další články

CAD/CAM/CAE/CIM
Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: