Obrabiarki CNC

1. Obrabiarki CNC – 5-osiowe

Agnieszka Jadachowska
Paweł Grobelny
Paweł Chomicki
Wojciech Święcicki
Robert Chmara
M2-13

2. 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

3. Slajd 3

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

4. Sterowanie numeryczne obrabiarek

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

5. 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

6. 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

7. 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

8. METODY PROGRAMOWANIA (podział ze względu na sposób przetwarzania danych)

Bazy danych
Rysunek konstrukcyjny
PROGRAMOWANIE DIALOGOWE
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

13. Przykład sterowania punktowego ( pozycjonowania ).

Przemieszczenie narzędzia (a) i obróbka (b)
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM

14. 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 walcowo-czołowymi
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM

15. 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

16. Typ obróbki kształtowej

a) zarysów prostych, b) zarysów złożonych
M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM

17. 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

18. 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

19. 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

20. 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

21. 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

22. Slajd 22

M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM

23. 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

24. 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

25. 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

26. 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

27. 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

28. 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

29. 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

30. 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

31. 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

32. 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

33. 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

34. 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

35. 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

36. 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

37. Slajd 37

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

38. 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

39. 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

40. 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

41. 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

42. 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

43. Obecnie oferowane są następujące warianty:

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

44.

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

45. Slajd 45

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

46. Slajd 46

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

47. 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

48. 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

49. Obróbka 3-osiowa

M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM

50. Obróbka 4-osiowa

M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM

51. Obróbka 5-osiowa

M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM

52. 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

53. Slajd 53

M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM

54. 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

55. 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

56. 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

57. Centrum DMU 40

M2-13
Projektowanie technologii maszyn w systemach CAD/CAM

58. Slajd 58

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