Prelucrarea CNC în 5 axe (III)

Masini-Unelte

de Allmetech Tools & Machines

Prelucrarea CNC în 5 axe (III)

Prezentul articol tratează principalele diferențe între mașinile în 3 axe și cele în 5 axe, modalități de lucru și strategii specifice NX CAM pentru prelucrarea în 5 axe.

Generalităţi

Cea mai des întâlnită mașină-unealtă în zona echipamentelor CNC este mașina în 3 axe, deoarece implică, în general, doar mișcări de translație pe axe, acoperă o paletă destul de largă de operații, au o rigiditate bună și costurile cu achiziția acesteia sunt mai mici decât pentru mașinile în 4 și 5 axe. Ce intervine suplimentar la prelucrarea pe mai mult de 3 axe? Axele de rotație. Ca să detaliem: există posibilitatea efectuării mai multor prelucrări din aceeași poziționare a semifabricatului, scade rigiditatea mașinii-unelte și crește complexitatea programării acesteia, în special dacă programarea se face manual.

tabel

  • TABEL 1 Comparația între o mașină-uneltă CNC în 3 axe și una în 5 axe

În urma unei analize simple (tabelul 1), observăm că atât mașinile-unelte în 3 axe, cât și cele în 5 axe au atât avantaje, cât și dezavantaje, alegerea între una sau alta făcându-se în funcție de specificitatea pieselor prelucrate sau a firmei care face achiziția.

Despre programarea în 4 şi 5 axe

Tipologia constructivă a mașinilor de prelucrare CNC este diversă. La unele se înclină/ rotește masa, la altele capul port-sculă, iar la altele atât masa, cât și capul port-sculă.

4-5 axe

Pentru că această diversitate constructive poate duce la erori în elaborarea tehnologiei de prelucrare, se consideră că semifabricatul este fix, iar scula așchietoare este cea care efectuează toate mișcările. Acest principiu este adoptat indiferent prin ce metodă se obține codul ISO (codul G) (programare manuală, programare cu ajutorul interfeței conversaționale sau programare cu ajutorul unui soft CAM).

În ceea ce privește programarea pentru 4 respectiv 5 axe, există două tipuri de prelucrări: prelucrări cu axa sculei în poziție fixă și prelucrări cu axa sculei în poziție variabilă în raport cu suprafața ce se prelucrează.

Prelucrare cu axa sculei în poziţie fixă

Prelucrările cu axa sculei în poziție fixă în raport cu suprafața ce se prelucrează sunt întâlnite în situațiile în care din aceeași prindere a semifabricatului se dorește prelucrarea mai multor fațete ale acestuia, pentru fiecare fațetă trebuind ca scula așchietoare să fie rotită în jurul unei axe (X sau Y) pentru a facilita accesul la o altă fațetă. Un alt caz în care intervine acest tip de rotire este acela al semifabricatelor care au fațete neparalele cu unul dintre planele ortogonale. Ambele situații sunt prezentate în figurile de mai jos.

axa sculeiaxa sculei

În astfel de cazuri, programarea manual este posibilă și chiar facilă în cazul interfeței conversaționale. Necesar este ca operatorul/programatorul să rotească în mod corespunzător sistemul de coordonate al semifabricatului în așa fel încât acesta să coincidă cu orientarea zonei în care urmează a fi realizată prelucrarea.

Prelucrare cu poziţia/înclinarea variabilă a axei sculei

La utilizarea frezelor cu cap sferic s-a constatat că acestea așchiază mult mai bine în poziție înclinată față de suprafața semifabricatului decât perpendicular pe acesta. Pentru a menține aceeași înclinare a axei sculei față de suprafața ce se prelucrează atunci când aceasta din urmă este o suprafață neregulată, scula așchietoare trebuie mereu rotită pe măsură ce avansează pe traiectoria dorită. Acest tip de comportament în așchiere nu poate fi realizat prin programarea manuală, iar prin interfețele conversaționale doar în anumite cazuri particulare poate fi obținut un rezultat similar. În cadrul aplicației NX CAM de la Siemens, această specificare a înclinării axei sculei se face prin vectori. La capătul suprafeței prelucrate și la mijlocul acesteia sunt definiți vectori corespunzători înclinării axei sculei. Dacă înclinarea acestora diferă sau dacă suprafața își schimbă configurația de la un capăt la altul, softul CAM calculează pozițiile intermediare și generează programul CNC ca atare.

allmetechallmetech

Modul acesta de specificare a înclinării axei sculei poate fi utilizat inclusiv pentru încărcarea constantă a muchiei așchietoare a frezei și uzarea uniformă a acesteia pe toată lungimea sa.

Un al doilea caz în care poziția axei sculei este variabilă este atunci când pe parcursul unei traiectorii lineare intervin zone de tip „obstacol” care trebuie evitate prin înclinarea axei sculei similar cu înclinarea unui motociclist care evită un jalon.

Un al treilea caz în care poziția axei sculei este variabilă este zona în care accesul sculei poate fi realizat doar prin înclinarea axei acesteia. Și în aceste situații, softul NX CAM permite calcularea pozițiilor unghiulare pentru a obține rezultatul dorit.

caz 3

caz 3cazz 3

Ce oferă în plus NX CAM la prelucrarea în 5 axe?

  • prelucrare de piese de tip rotor (Mill Multi-Blade);

rotor

  • prelucrare de suprafețe concave sau convexe prin baleiere (Rotary Floor Operation);

rotary floor

  • înclinarea axei sculei în funcție de eventuale coliziuni ale semifabricatului cu partea activă, coada sau conul în care este fixată scula așchietoare.

inclinare

Întocmirea tehnologiei de prelucrare și implicit a codului ISO pe o mașină în 5 axe este posibilă prin mijloace convenționale (programare manuală), însă aceasta este cel mai frecvent supusă greșelilor din cauza complexității mari a mișcărilor sculei așchietoare.

Din acest motiv, se recomandă ca un minim necesar utilizarea interfeței conversaționale. La modul ideal, utilizați un soft CAM cu o paletă cât mai largă de posibilități tehnologice. NX CAM este un exemplu de astfel de soft.

Pe lângă capabilitățile legate de prelucrările prin așchiere pe mașini-unelte din grupa strungurilor și centrelor de frezat, NX CAM oferă posibilitatea programării unei mașini de măsurare în coordonate, a unei mașini de prelucrare prin electroeroziune cu fir, respectiv a unui robot.

În articolul următor vor fi prezentate aspect legate de mașinile de măsurare în coordonate și modul de funcționare/programare al acestora.

Bibliografie:

1. http://www.habcotool.com/capabilities/five-axis-machining.html

2. http://www.americanmachinist.com/sites/americanmachinist.com/ files/styles/article_featured_standard/public/uploads/2017/05/5axis-aero- mrn-promo.jpg?itok=zLTTh9aO

3. Manual Siemens. NX CAM – Fixed-axis and Multi-axis Milling. MT11080_S, 2014


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.

Da, sunt de acord