Az öt tengelyes CNC megmunkálás új szintre emeli a többtengelyes gyártást, mivel mind az öt géptengely egyszerre mozog a vágás közben. Ezt különösen az teszi lehetővé, hogy a vágószerszám mindig megfelelően igazodik a megmunkálandó alkatrészhez, még akkor is, ha nagyon összetett formákat kell követnie. A rendszer a három egyenes vonalú mozgásból (X, Y, Z) és két forgó mozgásból áll, amelyeket általában A és C, vagy néha B és C jelöl. Olyan gyártóknak, akik sok görbét és szöget tartalmazó alkatrészeket készítenek, ez azt jelenti, hogy rendkívül részletes komponenseket hozhatnak létre anélkül, hogy meg kellene állniuk és kézzel át kellene állítaniuk a pozíciót. Mi az eredmény? Jobb pontosság összességében, valamint gyorsabb gyártási idő a régebbi módszerekhez képest.
A valódi 5-tengelyes megmunkálás sikere nagyban függ attól, hogy a gép mennyire jól kezeli a szerszámpályákat, és rendelkezik-e megfelelő RTCP vagy Rotational Tool Center Point képességekkel. Amikor az RTCP megfelelően működik, az eredmény igazán lenyűgöző. A CNC-vezérlő folyamatosan korrigálja a szerszám tényleges helyzetének eltéréseit, miközben a forgó alkatrészek mozognak. Ez biztosítja az egységes igazítást, így a szerszámhegy pontosan ott marad, ahol kell, akkor is, ha az egész gép furcsa szögben áll. Az ilyen típusú valós idejű korrekció nélkül számos pozicionálási hibát látnánk bonyolult vágások során. És legyünk őszinték, senki sem szeretné, ha drága berendezése inkonzisztens eredményeket produkálna. Amikor mind az öt tengely zökkenőmentesen együttműködik, a szerszámok olyan pályákat követnek, amelyek természetesen haladnak át az anyagon. Ez jobb vágási szögeket jelent a felületeknél, és végül olyan alkatrészeket eredményez, amelyek sokkal finomabb részletekkel és szigorúbb tűrésekkel rendelkeznek, mint amit a régebbi módszerek valaha is elérhettek.
Bár a valódi 5 tengelyes és a 3+2 tengelyes megmunkálás is öt tengelyt foglal magában, közöttük jelentős különbségek vannak. A 3+2 tengelyes megmunkálásnál, amelyet néha pozícionáló 5 tengelyes megmunkálásnak is neveznek, a gép először a két forgótengely segítségével állítja be az alkatrész helyzetét, majd lezárja ezeket, miközben a szokásos 3D-s vágást végzi. Ennek a hátránya, hogy egyszer lezárva az eszköz nem tudja megváltoztatni a szögét a vágás közben, így a bonyolult alakzatok általában több különböző beállítást igényelnek. Ez azért vezet oda, hogy lépcsőzetes, zavaró nyomok keletkezzenek a felületeken, és általában alacsonyabb minőségű felületi minőség alakuljon ki. Másrészről, a valódi szinkron 5 tengelyes megmunkálás az öt tengelyt folyamatosan együtt mozgatja az egész folyamat során. Ez a folyamatos mozgás lehetővé teszi a sima, megszakításmentes szerszámpályákat, jobb alakpontosságot és sokkal szebb felületi minőséget. Ezek az előnyök különösen értékesek olyan iparágakban, mint a repülőgépgyártás, az orvosi eszközök gyártása és az űrgyártás, ahol a pontosság a legfontosabb.
Amikor 5 tengelyes szimultán megmunkálással dolgoznak, a lineáris tengelyeknek (X, Y, Z) és a forgó tengelyeknek (A, C) is tökéletesen szinkronban kell maradniuk a valós idejű kinematikai szabályozáson keresztül. Ami itt történik, valójában lenyűgöző – a gép folyamatosan fenntartja a szerszám megfelelő szögét a megmunkálandó alkatrészhez képest, ami lehetővé teszi az ilyen bonyolult 3D kontúrok létrehozását rés vagy hiba nélkül. A modern CNC rendszerek gyakorlatilag az összes szükséges matematikai számítást elvégzik arra vonatkozóan, hogy a szerszám hová kerüljön tovább, miközben az már mozgásban van. Ez a pontosság lehetővé teszi a gyártók számára olyan alkatrészek előállítását, mint például repülőgépszárnyak sima görbéivel, orvosi implantátumok, amelyek pontosan illeszkednek a tervezett mérethez, vagy akár művészi szobrok, amelyeket máskülönben hetekig tartana befejezni. Mi a különbség a régebbi technikákhoz képest? Kevesebb hulladék anyag és jóval kevesebb idő, amit a későbbi hibák javítására kell fordítani.
Az űrrepülőipar a valódi 5-tengelyes szimultán megmunkálást választotta, mint játékszabály-megváltoztató megoldást a turbinaplapok gyártásában. Egy jelentős gyártó nemrég áttért a folyamatos 5-tengelyes mozgásra olyan kompresszorlapátok készítésekor, amelyek bonyolult szárnyprofil-formával rendelkeznek, és rendkívül szigorú tűréshatárokat igényelnek. A tengelyek valós idejű koordinációjával a megmunkálás zökkenőmentesen végezhető az egész lapátfelületen anélkül, hogy meg kellene állítani és újra pozicionálni a szerszámokat. Az eredmények magukért beszélnek: a gyártási idő körülbelül 60%-kal csökkent a régebbi módszerekhez képest, és olyan felületminőséget értek el, mint az Ra 0,4 mikron, ami kielégíti még a legmagasabb aerodinamikai követelményeket is. Ez messze felülmúlja a hagyományos 3+2 indexelési technikákat az hatékonyság és a minőségi eredmények terén egyaránt.
A megmunkálási folyamatok kutatása azt mutatja, hogy az igazi 5 tengelyes szimultán megmunkálás körülbelül 40 százalékkal növelheti a felületi pálya pontosságát a hagyományos 3 plusz 2 tengelyes technikákhoz képest. Ennek javulásnak az oka az eszközök folyamatos mozgásában rejlik, amely egészvégig egyenletes vágónyomást biztosít a folyamat során. Amikor a gépek megállnak és újra elindulnak pozícióváltás után, apró lépcsőket és hibákat hagynak maguk után, amelyek a folyamatos működésnél nem jelentkeznek. Olyan alkatrészeknél, amelyek kiváló fluidumdinamikai vagy légáramlási jellemzőket igényelnek, ezek a kis különbségek valóban fontosak, mivel bármi, ami kevésbé tökéletes, jelentősen ronthatja az általános teljesítményt.
Amikor hagyományos 3-tengelyes gépeken dolgoznak összetett alkatrészekkel, a műhelyeknek általában több különböző befogásra van szükségük az egész folyamat során. Minden alkalommal, amikor váltják a rögzítőszerelékeket és kézzel igazítják a pozíciót, nő annak a kockázata, hogy valami hibásan sikerül. Itt jön képbe a 5-tengelyes CNC megmunkálás, amely igazán kiemelkedik. Ezek a gépek az egész feladatot egyszerre el tudják végezni a további forgó tengelyeknek köszönhetően. A vágószerszámok így már olyan nehezen elérhető helyekre is bejuthatnak, mint az alulmaradások, mélyedések vagy furcsa szögben lévő felületek, anélkül, hogy a darabot ki kellene venni a gépből. Ez csökkenti azokat a kis hibákat, amelyek több befogás során halmozódnak fel, és biztosítja, hogy minden alkatrész egységesen pontos legyen. Olyan vállalatoknál, amelyek repülőgépalkatrészeket vagy sebészeti eszközöket gyártanak, ez a különbség különösen fontos, hiszen termékeik mindig extrém összetettséget és maximális pontosságot igényelnek kezdetektől a végükig.
Amikor egy gép egyszerre végez 5 tengelyes mozgást, csökkenti az egyes műveletek közötti veszteséges percek számát. Nincs szükség annyi megállásra és alkatrészek újrapozícionálására, kevesebb szerszámcsere szükséges, és az üzemidő-kiesés is alacsonyabb. A gép a működés során folyamatosan az optimális pozícióban tartja a vágószerszámot, ami gyorsabb előtolási sebességet és hatékonyabb forgácseltávolítást eredményez a munkadarabról. A rövid, ugyanakkor kellően merev szerszámok kiválóan alkalmazhatók bizonyos szögekben, csökkentve a rezgések mértékét, amelyek gyorsan tönkreteszik a szerszámokat. Mindezek együttesen gyorsabb gyártási folyamatokat jelentenek, miközben nem szenved csorbát a pontosság vagy a késztermék felületminősége. Azok a gyártók, amelyek áttértek erre a megoldásra, számottevő javulást tapasztaltak a termelési mutatóikban.
Amikor az 5-tengelyes szimultán megmunkálásról van szó, a fő előny a jobb méretpontosság, mivel a gép folyamatosan igazítja a szerszám vágópontját a megmunkálandó alkatrészhez képest. A rendszer folyamatosan végez ilyen korrekciókat, ami segít csökkenteni a szerszám útvonalától való eltérését, és biztosítja, hogy minden vágás kb. ugyanannyi anyagot távolítson el. A modern számítógépes numerikus vezérlésű (CNC) berendezések ennél tovább mennek: a futás közben kompenzálják például a gép hőmérséklet-változásait és az anyagok különböző tételközi eltéréseit is. Ez azt jelenti, hogy a gyártók akkor is megbízhatóan jó eredményt kapnak, ha nagyobb projekteken vagy bonyolult alkatrészekén dolgoznak, amelyeket normál esetben nehéz lenne pontosan előállítani.
Amikor az eszköz állandó szögek mellett marad az 5 tengelyes megmunkálás során, kiválóan sima felületeket eredményez, amelyek gyakran kiváltják a további polírozási lépéseket. Az egyenletesen elosztott vágóerők csökkentik az idegesítő rezgéseket és a kaparászó hatást, így a gépészek tükörsima eredményt érhetnek el akár összetett, szabadformájú alkatrészek esetén is. Ennek a stabil vágóállásnak egy további előnye a hosszabb szerszámélettartam, mivel a kopás egyenletesebben oszlik el a vágóél mentén. Ez különösen fontos a drága keményfém és gyémántbevonatú szerszámok esetében, amelyekre a gyártók a legpontosabb munkákhoz támaszkodnak. Az a tény, hogy a műhelyek pénzt takaríthatnak meg a szerszámok cseréjén, miközben jobb minőségű alkatrészeket kapnak, gyakori téma a modern megmunkálási technikákról folytatott beszélgetések során.
Összetett alakzatok és alkatrészek esetén az előrehaladott CAM (számítógéppel segített gyártás) szoftver elengedhetetlenné válik a bonyolult 5 tengelyes szerszámpályák beállításához. A kézi programozás egyszerűen nem alkalmas a többtengelyes műveletekhez szükséges mozgó alkatrészek kezelésére. Az a jó hír, hogy ezek a modern rendszerek valójában olyan pályákat tudnak meghatározni, amelyek elkerülik az ütközéseket, és akár a legbonyolultabb geometriákon is képesek végighaladni. Sok gyártó szerint a programozási idő körülbelül 40%-kal csökken ezen eszközök használatakor. Ami különösen értékes ebben, az az, hogy közvetlenül kapcsolódnak a CAD-modellhez. Ez a kapcsolat biztosítja, hogy a tervezők eredeti elképzelései pontosan kerüljenek átültetésre gépi utasításokká, így az egész folyamat – az эскиstől egészen a kész termékig – sokkal gördülékenyebbé válik, mint amit a hagyományos módszerek lehetővé tettek.
Amikor mind az öt tengely egyszerre mozog, jóval nagyobb az esélye annak, hogy az eszköztartó ütközhet a munkadarabbal vagy akadályba ütközhet a rögzítőeszközökön. Ezért mai CAM-szoftverek már olyan funkciókat is tartalmaznak, mint a valós idejű szimuláció és az ütközésfigyelmeztetések, amelyek közvetlenül a rendszerben érhetők el. A programozók ténylegesen láthatják, hogyan mozog végig a gép a térben, mielőtt bármit is futtatnának valóban. Így korán felismerhetik a lehetséges problémákat, és ennek megfelelően finomhangolhatják az eszközpályákat. Mit jelent ez gyakorlatilag? Jelentősen csökken az értékes gépösszeütközések száma, mivel senki sem lepődik meg váratlan érintkezési pontoktól. A gyártóüzemek anyagi megtakarítást érnek el a sikertelen próbafuttatásokból adódó pazarlás csökkentésével is. Emellett a dolgozók biztonságosabban dolgozhatnak a berendezések környezetében, és a kész alkatrészek minősége is javul, mivel minden a tervezett mozgások szerint történik, nem véletlenszerű ütközések következtében.
Az 5-tengelyes CNC programozás legújabb hulláma a mesterséges intelligencia integrálása a CAM szoftverekbe. Ezek a rendszerek korábbi megmunkálási adatokat, különböző anyagok vágás közbeni viselkedését, sőt a szerszámok idővel bekövetkező kopását is elemzik, hogy automatikusan finomhangolják a beállításokat. Az érdekes ebben az, hogy a MI képes problémákat felismerni még mielőtt azok bekövetkeznének, valós időben módosítani a előtolási sebességeket, és átalakítani a szerszámpályákat, hogy a lehető legtöbbet hozzák ki minden egyes vágásból, gyakran csupán néhány kattintást igényelve az operátortól. Azok a gyártóüzemek, amelyek ezen MI-megoldásokat alkalmazzák, gyorsabb gépbeállításról, kevesebb hulladékról és olyan alkatrészekről számolnak be, amelyek elsőre is következetesen megfelelő minőségűek. A bonyolult geometriájú és szűk tűrésekkel rendelkező alkatrészeket gyártó vállalatok számára ez alapvetően megváltoztatja a precíziós megmunkálás mai megközelítését.
EN
