M2-13

Report
Obrabiarki CNC – 5-osiowe
Agnieszka Jadachowska
Paweł Grobelny
Paweł Chomicki
Wojciech Święcicki
Robert Chmara
M2-13
Plan prezentacji
Wstęp - CNC
Obrabiarki NC/CNC
Obróbka 5-osiowa
Frezarki 5-osiowe
Przykłady obrabiarek 5-osiowych
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Historia CNC
2011…
19491950r.
lata 80-te
Pomysł numerycznego
sterowania obrabiarek
powstał w latach 1949-1950r.
w MIT na potrzeby lotnictwa
wojskowego USA.
1972r
Obecnie sterowanie
numeryczne
obrabiarek
rozwija się bardzo
intensywnie
Szczególnie intensywny rozkwit techniki NC
przeżywały w latach 80-tych - pojawiła się
możliwość zastosowania mikrokomputerów.
1972r. - pojawiła się
technologia CNC
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Sterowanie numeryczne obrabiarek
Jest działem automatyki cyfrowej zajmującym się automatyzacją maszyn.
Obrabiarki zautomatyzowane były wykorzystywane głównie w produkcji
wielkoseryjnej i masowym. Pierwsze próby automatyzacji opierały się
o rozwiązania mechaniczne, mechaniczno – elektryczne lub mechaniczno –
hydrauliczne. W późniejszym czasie dzięki rozwojowi elektroniki i techniki
mikrokomputerowej możliwe stało się lepsze automatyzowanie obrabiarek
tylko dla produkcji wielkoseryjnej i masowej, ale także dla produkcji
małoseryjnej i jednostkowej.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Główne kierunki rozwoju CNC
1
rozwój cyfrowych układów sterujących.
Zastosowanie, jako układu sterującego,
minikomputera lub mikrokomputera umożliwia
znaczne zwiększenie zakresu i jakości sterowania.
2
rozwój samych obrabiarek związany głównie z
rozwojem napędowych i pomiarowych układów
obrabiarek, dzięki czemu uzyskuje się lepsze
przystosowanie obrabiarek do sterowania cyfrowego.
3
rozwój związany z automatyzację przygotowania
produkcji poprzez rozwijanie, a zarazem
upraszczaniem języków i systemów
programowania
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Charakterystyka
układów sterowania
CNC
Sterowanie numeryczne
obrabiarek jest sterowaniem
programowym. Wszystkie
informacje dotyczące
kolejności ruchów, czynności,
parametrów obróbki,
informacje geometryczne są
zakodowane w postaci
alfanumerycznej
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
METODY PROGRAMOWANIA
(podział ze względu na sposób przetwarzania danych)
Bazy danych
Rysunek konstrukcyjny
- obliczenia geometryczne
- obliczenia technologiczne
- proces technologiczny
------------------------------------------ PROGRAM STERUJĄCY
Wydruk
Obrabiarka CNC
PROGRAMOWANIE RĘCZNE
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
METODY PROGRAMOWANIA
(podział ze względu na sposób przetwarzania danych)
Bazy danych
Rysunek konstrukcyjny
PROGRAMOWANIE DIALOGOWE
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
METODY PROGRAMOWANIA
(podział ze względu na sposób przetwarzania danych)
APT, EXAPT, GTJ
Program źródłowy
Model CAD
Procesor:
- obliczenia geometryczne
- obliczenia technologiczne
Bazy danych
ETAP 1
DANE POŚREDNIE
Postprocesor:
- adaptacja danych pośrednich
do konkretnej obrabiarki
ETAP 2
PROGRAM STERUJĄCY
PROGRAMOWANIE AUTOMATYCZNE
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Program operacji technologicznych
(program technologiczny, program sterujący, program
obróbkowy, kod NC)

Uporządkowany zbiór instrukcji i danych opisujących pełny proces operacji
technologicznych wykonywanych na obrabiarce sterowanej numerycznie.
Instrukcje występują w postaci odpowiednich funkcji. Dane określają wielkości
i prędkości przesunięć oraz inne niezbędne parametry procesu.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Rodzaje układów sterowania CNC
W zależności od sposobu realizacji
ruchów posuwowych poszczególnych
osi obrabiarki wyróżnia się sterowanie:
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Sterowanie punktowe


Podstawowa funkcja sterowania punktowego jest pozycjonowanie narzędzia w
ściśle określonym punkcie względem przedmiotu, przy czym nie ma znaczenia po
jakim torze porusza się narzędzie. Nie jest również ważne z jaką prędkością porusza
się narzędzie od jednego do drugiego punktu. Jednak ze względu na skrócenie
czasu operacji oraz łatwość przewidywania bezkolizyjności przemieszczenia
narzędzia wskazane jest ażeby ruch odbywał się z maksymalną prędkością i po linii
prostej.
Dla uzyskania dokładnego położenia narzędzie powinno "najeżdżać" na punkt
zawsze z tej samej strony. Z tego samego powodu ostatni odcinek drogi powinien
odbywać się przy zwolnionym posuwie. Układ sterownia jest najprostszy i znajduje
zastosowanie do sterowania np. wiertarek, wytaczarek, przebijarek czyli maszyn
gdzie istotne jest dokładne pozycjonowanie narzędzia nad osią otworu.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Przykład sterowania punktowego
( pozycjonowania ).
Przemieszczenie narzędzia (a) i obróbka (b)
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Sterowanie odcinkowe




Sterowanie odcinkowe różni się od punktowego tym, że przemieszczenie narzędzia
odbywa się po określonym torze i z określoną prędkością. Odcinki toru narzędzia
muszą być równolegle do osi układu współrzędnych w określonej płaszczyźnie. Z
tego powodu kontury przedmiotu obrabianego mogą być równoległe do osi
sterowanych.
Sterowanie odcinkowe ma zastosowanie głównie do dwóch typów operacji:
planowania i toczenia wzdłużnego w obróbce wałków wielostopniowych
frezowania zarysów prostokątnych i frezowania płasko-równoległego głowicami
frezowymi oraz frezowanie odsadzeń/wybrań przelotowych frezami walcowoczołowymi
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Sterowanie kształtowe
Sterowanie kształtowe obejmuje wszystkie te przypadki obróbki, w których droga
narzędzia względem przedmiotu obrabianego musi przechodzić przez kolejno
wyznaczone punkty toru i jest ona linią składającą się zarówno z prostoliniowych, jak i
krzywoliniowych odcinków. Dowolny zarys uzyskuje się dzięki współdziałaniu dwóch lub
więcej silników napędów ruchów posuwowych. W czasie ruchu narzędzia pomiędzy
dwoma punktami pośrednimi na zdefiniowanym matematycznie torze ruchu
stosuje się interpolację
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Typ obróbki kształtowej
a) zarysów prostych, b) zarysów złożonych
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Ogólna charakterystyka obrabiarek NC/CNC
 Obrabiarką sterowaną numerycznie(NC)
nazywa się obrabiarkę zautomatyzowaną, wyposażoną w numeryczny układ
sterowania programowego, który steruje w sposób programowy wszystkimi
ruchami w procesie obróbki, parametrami obróbki i czynnościami pomocniczymi w
celu uzyskania przedmiotu o żądanym kształcie, wymiarach i chropowatości
powierzchni.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Ogólna charakterystyka obrabiarek
NC/CNC
 Obrabiarką sterowaną komputerowo (CNC),
nazywa się obrabiarkę NC, ale ze sterowaniem komputerowym CNC. Zintegrowany z
systemem mikrokomputer przejmuje wszystkie funkcje sterownicze i regulacyjne
maszyny.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Dokładność, wydajność…
1
2
3
4
Prostoliniowość
posuwów. Jest to
parametr określający
maksymalną odchyłkę
toru narzędzia od
prostej na określonym
dystansie danej osi.
Prostopadłość osi –
parametr określający
maksymalną
odchyłkę toru
prostopadłego danej
osi w stosunku do osi
odniesienia (na
określonym dystansie).
Błąd skoku śruby.
Jest różnicą wartości
przemieszczenia
nakrętki śruby kulowej
od teoretycznego
przemieszczenia,
wynikającego z
nominalnego skoku
śruby.
Luz zwrotny –
odległość, po której
przy zmianie kierunku
ruchu, dana oś zaczyna
się przemieszczać.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Dokładność, wydajność…
5
Prostopadłość
wrzeciona – parametr
określający błąd
prostopadłości
wrzeciona względem
płaszczyzny x-y.
6
7
8
Rozdzielczość
pozycjonowania –
iloczyn rozdzielczości
napędów i skoku śruby
Rozdzielczość
interpolatora –
minimalne
przemieszczenie,
jakie może zadać
napędom zadajnik
pozycji (interpolator).
Powtarzalność
pozycjonowania – to
maksymalna
odchyłka pozycji
bezwzględnej
narzędzia w czasie
wielokrotnego
dojeżdżania do
wybranego punktu z
różnych kierunków.
Sztywność – parametr
określający wartość,
o jaką odegnie się
maszyna po
przyłożeniu zadanej siły
w najmniej korzystnym
położeniu
osi.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Budowa obrabiarek NC/CNC
 Rozwój technologii obróbki skrawaniem obejmuje kilka kierunków
obejmujących oddziaływanie czynników związanych z obrabiarką i układem
sterowania, technologią narządzi i materiałów oraz cieczami obróbkowymi.
Aby możliwy był wzrost wydajności obróbki przy jednoczesnym spełnieniu
wymagań odnośnie dokładności wymiarowo-kształtowej (wąskie tolerancje ) i
jakości powierzchni (mała chropowatość powierzchni) niezbędny jest rozwój
obrabiarek pod względem konstrukcyjnym, ale także rozwój systemów
sterowania.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Czynniki mające wpływ na obecny stan
obrabiarek CNC
1
Your Text
obróbkaAdd
z dużymi
prędkościami skrawania (HSC), związana z
wymaganiami odnośnie większej wydajności i produktywności,
2
obróbka przedmiotów na gotowo, co powoduje rozszerzenie
zakresu zadań obróbkowych,
3
obróbka na sucho lub z minimalnym chłodzeniem, związana z
wymaganiami w zakresie ochrony środowiska,
4
obróbka materiałów w stanie utwardzonym, eliminująca
szlifowanie,
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Układ współrzędnych maszyn CNC


Istotą funkcjonowania obrabiarek CNC jest przyjęcie założenia o istnieniu pewnego
układu współrzędnych, w którym odbywa się sterowanie. Jest to najprostszy
sposób na określanie względnych położeń narzędzia i przedmiotu obrabianego,
wymaganych dla przeprowadzenia obróbki i uzyskania odpowiednich jej
rezultatów. Pojęcie numeryczny należy więc obecnie kojarzy ze współrzędnymi (o
wartościach liczbowych, numerycznych).
Podstawowym układem współrzędnych w obrabiarkach sterowanych numerycznie
jest układ prostokątny kartezjański. Początek układu współrzędnych można
zdefiniować dowolnie w przestrzeni obróbkowej obrabiarki. Przy definicji układów
współrzędnych (dotyczy to przede wszystkim układu bazowego i przedmiotu) są
stosowane pewne zasady, pozwalające na ich unifikacje.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Układ współrzędnych maszyn CNC

Podstawowy układ osi współrzędnych jest układem prostokątnym prawoskrętnym
odniesionym do przedmiotu obrabianego zamocowanego na obrabiarce. Osie
współrzędnych układu podstawowego powinny być równoległe do głównych
prowadnic obrabiarki
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Oś sterowana numerycznie


Pod pojęciem osi sterowanej numerycznie należy
rozumieć każdy ruch sterowany w sposób ciągły.
Wynika z tego, że w skład osi sterowanych
numerycznie wchodzą zarówno osie ruchów
posuwowych, jak również napędy wrzecion, o ile
są to napędy bezstopniowe z możliwością
kątowego pozycjonowania wrzeciona.
Obrabiarki sterowane numerycznie mają co
najmniej dwie osie sterowane (tokarki – osie Z i X).
Osie sterowane w prostokątnym układzie
współrzędnych
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Klasyfikacja obrabiarek CNC
Współcześnie stosowane są głównie obrabiarki CNC,
w których ze względu na stopień zaawansowanej automatyzacji
i złożoność procesu wytwarzania wyróżnia się:
1
obrabiarki sterowane
numerycznie,
centra obróbkowe
2
autonomiczne stacje
obróbkowe
3
Add Your Text
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Klasyfikacja obrabiarek CNC
W ogólnym ujęciu obrabiarki te można podzielić na dwie grupy:
1
do obróbki korpusów
do obróbki części obrotowych
typu wałek, tarcza, tuleja
2
Add Your Text
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Klasyfikacja obrabiarek CNC
Ze względu na położenie osi wrzeciona wyróżnia się obrabiarki
1
o osi pionowej wrzeciona
o osi poziomej wrzeciona
2
Add Your Text
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Obróbka 5-Osiowa

Obróbka 5-Osiowa jest używana
przez przemysł lotniczy od wielu lat,
jednak stosunkowo niedawno
spotkała sie z podobnym
zainteresowaniem w przemyśle
narzędziowym. Główna zaleta
obróbki 5-osiowej jest możliwość
zaoszczędzenia czasu przy
obrabianiu złożonych elementów z
jednego zamocowania. Dodatkowe
zalety to możliwość używania
krótszych narzędzi skrawających, co
w efekcie daje dokładniejsza
obróbkę.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Obróbka 5-Osiowa

Układy sterowania dla obrabiarek o 5 osiach kontrolowanych mają
oprogramowanie umożliwiające pełny nadzór nad narzędziem w trakcie obróbki
obrabiarkami z głowicami oraz ze stołami uchylno-obrotowymi. Dzięki temu można
m.in. kompensować błędy narzędzia w przestrzeni, kontrolować przemieszczenia
końcówki narzędzia, obracać oś narzędzia przy zachowaniu stałego miejsca obróbki,
zarządzać osiami podczas obróbki narzędziami kierunkowymi np. wiercenie skośne.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Zarządzanie punktem centralnym
narzędzia

Podczas wykonywania programów na obrabiarkach 5-osiowych nowoczesne układy
CNC dokonują kompensacji ruchów we wszystkich osiach. Zarządzanie punktem
centralnym narzędzia pozwala na jego optymalne prowadzenie. Do obliczania
kompensacji jest brana pod uwagę zarówno długość, jak i promień narzędzia.
Zastosowanie takiego algorytmu nie wymaga ponownego przeliczania ścieżki
narzędzia po jego wymianie, co w znaczący sposób zwiększa wydajność produkcji.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Obrót płaszczyzny roboczej

Jest stosowany w obrabiarkach 4- lub 5-osiowych ze skrętnym stołem i/lub skrętną
głowicą wrzeciona, głównie do wykonywania otworów lub obróbki powierzchni w
płaszczyźnie skośnej. Płaszczyzna robocza jest zawsze obracana wokół punktu
bazowego przedmiotu. Program jest zwykle pisany w standardowej płaszczyźnie
odpowiednio obróconej względem płaszczyzny głównej.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Zalety obrabiarek 5 osiowych:
 redukcja czasu ustalenia i zamocowania części o skomplikowanych kształtach
 dzięki 5 osiowej obrabiarce możemy wykorzystać tylko jeden lub dwa uchwyty do
zamocowania i ustalenia przedmiotu zamiast kilku których zmiana powoduje
wydłużenie czasu obróbki oraz zwiększenie niedokładności wykonania przedmiotu
 lepsze wykończenie powierzchni dzięki zastosowaniu krótszego narzędzia. Użycie
krótszego narzędzia powoduje mniejsze jego ugięcie minimalizując przy tym
wibracje prowadząc do gładszego bardziej precyzyjnego ciecia.
 umożliwia wykonanie niektórych części których wykonanie na obrabiarkach trzy
osiowych jest niemożliwe lub wymaga użycia kilku uchwytów obróbkowych co może
nie być zbyt kosztowne
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Sterowanie 5 osiowe

Sterowanie 5 osiowe oferuje nie tylko bardzo efektywną obróbkę dla części
ogólnego stosowania, ale również wysoką jakość dla form I wykrojników, obróbkę
głębokich kieszeni I użebrowań, obróbkę z dużą prędkością obrotową dla części
lotniczych itd. W przeszłości jednoczesna obróbka 5 osiowa używana była do wielu
zastosowań, lecz obecnie równie popularna stała się obróbka z indeksowaniem
wielu płaszczyzn.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Integracja procesu
Pierwszą zaletą obróbki ze
sterowaniem 5 osiowym jest
integracja procesu.
Ponieważ obróbka ze sterowaniem 5
osiowym może być wykonana w
jednym zamocowaniu, to wymaga ona
mniej czasu ustawczego. Przyczynia się
to do zwiększenia wydajności obróbki
oraz do uzyskania redukcji kosztów
wytwarzania.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Używanie osi obrotowych w obróbce
ze sterowaniem 5 osiowym daje
możliwość zastosowania krótszych
narzędzi, zaś obróbka może być
realizowana z optymalną prędkością
liniową co sprawia, że żywotność
narzędzi znacznie poprawia się, zaś
powierzchnia uzyskuje dobrą jakość
umożliwiając zastosowanie większych
posuwów a tym samym
wysokoefektywną i dokładną obróbkę.
Pełne wykorzystanie możliwości jakie niesie
obróbka 5 osiowa możliwe jest wtedy, gdy
oprócz sterowania CNC umożliwiającego obróbkę
5 osiową dysponujemy również odpowiednim
oprogramowaniem CAM. Należy też zawsze przeanalizować
wyposażenie obrabiarki w opcje umożliwiające dokładny
odczyt położenia oraz stabilizację termiczną przestrzeni roboczej.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Pozycjonowana obróbka 5-osiowa

Technika ta polega na orientacji głowicy, a następnie wykonaniu operacji
obróbkowych w tym ustawieniu. Całkowita obróbka elementu to suma dyskretnych
operacji w różnych ustawieniach głowicy.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Pozycjonowana Obróbka 5-Osiowa
Pozwala na obróbkę podcięć
Idealna do obróbki głębokich kieszeni oraz rdzeni
Korzyści
Krótkie narzędzia zwiększają dokładność i dają
lepszą jakość powierzchni
Korzyści czasowe ze względu na wykonanie operacji
w jednym mocowaniu
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Ciągła obróbka 5-osiowa

Ciągła obróbka 5-osiowa pozwala użytkownikowi na tworzenie ścieżek dla 5 osi
wzdłuż skomplikowanych powierzchni, Brył oraz siatek trójkątów. Ścieżki są w pełni
zweryfikowane pod katem kolizji i obsługują wiele strategii i typów narzędzi
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Ciągła Obróbka 5-Osiowa
Idealna do profilowania części
Idealna do obróbki głębokich narożników i kieszeni
Korzyści
Krótkie narzędzia zwiększają dokładność i dają
lepsza jakość powierzchni
Pozwala na obróbkę boczna powierzchnia bądź
spodem narzędzia
Może być używana z pełnym zakresem typów narzędzi
Pełna ochrona przed niechcianym
zagłębieniem w materiał
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
5-osiowe frezarki i centra frezarskie



5-osiowe frezarki i centra frezarskie są przeznaczone do obróbki przedmiotów o
złożonych geometriach. Przedmioty takie spotyka się w przedsiębiorstwach
wytwarzających formy, matryce, narzędzia i oprzyrządowanie, a przede wszystkim
w przemyśle lotniczym, samochodowym, elektrotechnicznym.
Sterowanie 5-osiowe pozwala nie tylko na bardzo efektywną obróbkę części
ogólnego stosowania, lecz także na uzyskanie wysokiej jakości form i wykrojników,
obróbkę głębokich kieszeni itd.
Do wytwarzania przestrzennych powierzchni kształtowych wymaga się oprócz
trzech ruchów postępowych dodatkowo również dwóch ruchów
obrotowych. Struktury geometryczno-ruchowe 5-osiowych frezarek i centrów
frezarskich, budowanych jako poziome lub pionowe, różnią się przede wszystkim
podziałem ruchów obrotowych pomiędzy stołem, a wrzeciennikiem.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Obecnie oferowane są następujące
warianty:
1
Ze stołem
skrętnym
w dwóch
osiach
2
Ze skrętnym
stołem i
skrętnym
wrzeciennikiem
3
Z wrzeciennik
iem skrętnym
w dwóch
osiach
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Ze stołem skrętnym w 2 osiach
przy sterowaniu w osiach X, Y, Z, A, C można obrabiać
powierzchnie wypukłe i wklęsłe do powierzchni stołu, nawet
gdy są nachylone i zakrzywione w stosunku do niego pod
kątem większym od 90 stopni. Ograniczona jest natomiast
masa obrabianego przedmiotu, gdyż wykonuje on oba ruchy
obrotowe, stąd też takie frezarki przeznaczone są do obróbki
przedmiotów o stosunkowo niedużych wymiarach.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Ze skrętnym stołem i skrętnym wrzeciennikiem
Na 5-osiowych frezarkach ze skrętnym wrzeciennikiem i skrętnym
lub obrotowym stołem, stół może wykonywać ruch przechylny lub
obrotowy. Cechy użytkowe frezarek ze stołem przechylnym są
podobne jak frezarek ze stołem skrętnym w dwóch osiach z tym, że
powierzchnie nachylone i zakrzywione w stosunku do stołu pod
kątem większym od 90 stopni można obrabiać jedynie z dwóch stron
przedmiotu. Na frezarkach ze stołem obrotowym ograniczenie masy
obrabianego przedmiotu nie jest już tak istotne jak na obrabiarkach
ze stołem przechylnym.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Z wrzeciennikiem skrętnym w dwóch osiach
Frezarki 5-osiowe ze skrętnym wrzeciennikiem w dwóch osiach
przeznaczone są przede wszystkim do obróbki przedmiotów o
dużych masach i gabarytach, gdyż stół wraz z przedmiotem
wykonuje jedynie ruchy posuwowe. Nie można na nich obrabiać
powierzchni nachylonych, czy zakrzywionych w stosunku do stołu
pod kątem większym od 90 stopni.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Trend w kierunku 3+2 i 5-osiowego
frezowania

Ogólnie 5-osiową obróbkę dzieli się na 3+2-osiową oraz 5-osiową. Przy 3+2
osiowym frezowaniu użytkownik może przy użyciu odpowiedniego systemu CAM
tak zaprogramować ścieżkę narzędzia, by obrobić detal z każdego kierunku, każdej
perspektywy i każdego kąta. Kod maszyny zostaje automatycznie wygenerowany z
uwzględnieniem ustalonych osi oraz ewentualnego obrotu detalu. Również
symultaniczna 5-osiowa obróbka znajduje coraz częściej swoich zwolenników.
Umożliwia ona osiągnięcie frezem dowolnie uformowanych powierzchni przy
zachowaniu doskonałej jakości.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Obróbka 3 a 5-osiowa
Obróbka 5 -osiowa
Obróbka 3-osiowa
Obróbka
3-osiowa: zastosowanie
.
długich narzędzi niesie ryzyko złamania
freza oraz długie czasy obróbki
Obróbka 5-osiowa: lepsze
wykończenie powierzchni dzięki
zastosowaniu krótszych narzędzi oraz
mniejsza liczna operacji i krótszy czas
obróbki
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Obróbka 3-osiowa
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Obróbka 4-osiowa
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Obróbka 5-osiowa
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Obrabiarka 5-osiowa NBH630
•system odprowadzania wiórów
zintegrowany w łożu maszyny
•krótsze czasy jałowe dzięki wysokim
wartościom przyspieszenia (7 m/s2) i
szybkich przesuwów
(70 m/min) oraz szybka wymiana narzędzi
(wiór-wiór 5 s)
•prowadnice ze zintegrowanym
bezpośrednim odczytem położenia we
wszystkich osiach
liniowych (liniały optyczne dostępne w
opcji)
•zwiększona dostępność maszyny dzięki
szybkiej wymianie 50 narzędzi w trakcie
obróbki
w ciągu 300s
•modułowy magazyn narzędzi od 60 do
300 pozycji dla różnych potrzeb
produkcyjnych
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Przykłady- Centrum frezarskie DMU 40
monoBLOCK

Jest to 5-cio osiowe centrum z pionową osią wrzeciona, przeznaczone do obróbki 5stronnej (sterowanie kształtowe) małych części od prostych do bardzo
skomplikowanych, z najwyższymi wymogami dokładności.
Obrabiarka umożliwia wykonanie następujących prac:
 frezowanie: płaszczyzn, na okrągło, gwintów, obwiedniowe, profilowe, kształtowe,
 wiercenie oraz pogłębianie (czołowe, śrubowe, profilowe, kształtowe).
 Przedmiot obrabiany (półfabrykat) mocowany jest za pomocą łap i śrub na stole
obrotowym. Nie wymagane jest jego precyzyjne ustalenie, gdyż położenie
orientowane jest za pomocą sondy dotykowej f-my Heidenhain (pomiar punktów 0),
mocowanej we wrzecionie roboczym obrabiarki. Pomiędzy sondą i układem
sterowania istnieje komunikacja bezprzewodowa podczerwienią.
Wykorzystując sondę dokonuje się również kontrolne pomiary
międzyoperacyjne oraz końcowe gotowego obrobionego
przedmiotu.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Magazyn narzędziowy
Omawiana obrabiarka wyposażona jest w
16-narzędziowy magazyn o
konstrukcji tarczowej (talerzowej) z
narzędziami usytuowanymi równolegle
do osi obrotu wrzeciona. Magazyn od
przestrzeni roboczej jest osłonięty
hermetyczną osłoną.
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Magazyn narzędziowy





Zmiana narzędzi odbywa się metodą „pickup”, głównie automatycznie, ale może być
również ręczna przez pracownika obsługi. Stosowane narzędzia nie posiadają
identyfikatorów. Usytuowanie narzędzia w magazynie jest dowolne, co w literaturze
określane jest pojęciem „zmienne przyporządkowanie narzędziu miejsca w magazynie”.
Zatem numer narzędzia w programie i numer gniazda w magazynie nie musi być
identyczny.
Komputer sterujący pracą obrabiarki zarządza narzędziami w magazynie
przyporządkowując mu miejsce. W programie może być zadeklarowanych znacznie
więcej narzędzi niż jest miejsc w magazynie.
Wprowadzane do programu każde nowe narzędzie podlega pomiarowi. Na wsporniku
stołu umieszczona jest laserowa sonda pomiarowa f-my Blum, umożliwiająca określenie
położenie narzędzi, w szczególności współrzędnych ostrza, jego wymiarów oraz ich
zużycia i ewentualnego wykruszenia.
Wymiana narzędzi odbywa się przy opuszczonym stole i po zajęciu przez wrzeciono
odpowiednich współrzędnych X i Y oraz po jego kątowej orientacji
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
Centrum DMU 40
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM
E
d
i
t
y
o
u
r
c
o
m
p
a
n
y
s
l
o
g
a
n
Agnieszka Jadachowska
Paweł Grobelny
Paweł Chomicki
Wojciech Święcicki
Robert Chmara
M2-13

similar documents