Penkių ašių CNC apdirbimas pakelia daugiapakopę gamybą į naują lygį, nes visos penkios staklių ašys juda kartu, vykstant pjaustymui. Tai, kas daro šį procesą tokį ypatingą, yra tai, kad pjaunamasis įrankis išlaiko tinkamą padėtį lyginant su bet kokia detalės dalimi, netgi sekdamas labai sudėtingomis formomis. Sistema veikia sujungdama tris tiesiaeigius judesius (X, Y, Z) ir du sukamųjų judesius, paprastai žymimus kaip A ir C arba kartais B ir C. Dirbtuvėms, gaminančioms detales su daugybe kreivių ir kampų, tai reiškia, kad jos gali kurti labai išsamias komponentes, nesustodamos ir nekeisdamos padėčių rankiniu būdu. Rezultatas? Geriau pasiektas tikslumas ir greitesnis gamybos ciklas, palyginti su senesniais metodais.
Tikroji 5 ašių apdirbimo kokybė labai priklauso nuo to, kaip gerai staklės tvarko įrankio trajektorijas ir ar turi tinkamas RTCP arba Rotational Tool Center Point (rotacinio įrankio centro taško) galimybes. Kai RTCP veikia tinkamai, vyksta tiesiog nuostabus dalykas. CNC valdiklis nuolat koreguoja bet kokius poslinkius faktinėje įrankio padėtyje, kol juda tie rotaciniai komponentai. Tai išlaiko viską idealiai suderintą, kad įrankio galiukas išliktų tiksliai ten, kur turi būti, net tada, kai visa mašina yra keistose kampinėse padėtyse. Be tokios realaus laiko korekcijos, sudėtingomis pjovimo sąlygomis matytume įvairias pozicionavimo klaidas. Ir pripažinkime, niekas nenori nenuoseklių rezultatų iš savo brangių įrenginių. Kai visos penkios ašys be trukčiojimų dirba kartu, įrankiai seka tokias natūraliai per medžiagą besivystančias trajektorijas. Tai reiškia geresnius pjovimo paviršių kampus ir galiausiai leidžia pagaminti detalis su žymiai finomesniais detalizavimais bei tikslesniais toleransais, negu tai buvo įmanoma naudojant senesnes technologijas.
Nors ir tikroji 5 ašių, ir 3+2 ašių apdirbimas apima penkias ašis, tarp jų yra keletas gana reikšmingų skirtumų. Naudojant 3+2 ašių apdirbimą, kartais vadinamą poziciniu 5 ašių apdirbimu, įrenginys pirmiausia padeda detalę naudodamas dvi sukimosi ašis, o po to jas užrakina ir atlieka įprastinį 3D pjovimą. Šio metodo trūkumas tas, kad jas užrakinus, įrankis negali keisti kampo pjovimo metu, todėl sudėtingoms formoms paprastai reikia kelių skirtingų paruošimų. Tai sukelia erzinančius laiptelio pavidalo ženklus paviršiuje ir bendrai žemesnę apdorojimo kokybę. Kita vertus, tikroji vienu metu vykstanti 5 ašių apdirbimas išlaiko visas penkias ašis judančias kartu visą procesą. Šie nuolatiniai judesiai leidžia gaubti lygius įrankio kelius be pertraukų, geriau išlaikyti formos tikslumą ir pasiekti žymiai geresnį paviršiaus apdorojimą. Šios privalumai daro šį metodą ypač vertingą tokiose pramonės šakose kaip aviacijos gamyba, medicinos prietaisų gamyba ir formų gamyba, kur tikslumas yra svarbiausias.
Kai dirbama su 5 ašių vienu metu valdoma apdirbimo sistema, tiesiosios ašys (X, Y, Z) ir sukimosi ašys (A, C) turi būti idealiai sinchronizuotos naudojant realaus laiko kinematinį valdymą. Čia vykstantis procesas iš tiesų yra nuostabus – įrenginys išlaiko pjovimo įrankį tiksliai reikiamu kampu, atsižvelgiant į formuojamą detalę, todėl tampa įmanoma apdirbti sudėtingas 3D formas be tarpų ar klaidų. Šiuolaikinės CNC sistemos iš esmės atlieka visus reikalingus skaičiavimus, nustatydamos, kur toliau turi judėti įrankis, jau tuo metu, kai jis yra judėjime. Toks tikslumas leidžia gamintojams kurti detales, tokias kaip lėktuvų sparnai su sklandžiais išlinkiais, medicinos implantai, idealiai atitinkantys projektą, ar net meninius skulptūrinius darbus, kurių sukūrimas kitaip užimtų savaites. Skirtumas palyginti su senesniais metodais? Mažiau iššvaistomo medžiagų kiekio ir žymiai mažiau laiko, praleisto taisant klaidas vėliau.
Aviacijos pramonė pasirinko tikrą 5 ašių vienu metu vykstantį apdirbimą kaip žaidimo keitiklį, gaminant turbinos mentes. Vienas didžiųjų gamintojų neseniai pereidamas prie tolydžio 5 ašių judėjimo kurdamas kompresoriaus mentes, kurios turi sudėtingas oro sparno formas ir reikalauja itin siaurų tolerancijų. Dėka realaus laiko koordinavimo tarp ašių, pjovimas gali vykti vientisai per visą mentės paviršių, visiškai nebereikiant stabdyti ir perkelti įrankių. Rezultatai kalba patys už save: gamybos trukmė sumažėjo apie 60 % lyginant su senesniais metodais, o pasiekta paviršiaus apdorojimo kokybė iki Ra 0,4 mikronų, atitinkanti net labiausiai reikalaujamus aerodinaminius standartus. Tai aiškiai pranašesnis variantas lyginant su tradiciniais 3+2 indeksavimo metodais tiek efektyvumo, tiek kokybės požiūriu.
Apdorojimo procesų tyrimai rodo, kad tikrasis 5 ašių vienu metu vykstantis apdorojimas gali padidinti paviršiaus kelią tikslumą apie 40 procentų lyginant su tradicinėmis 3 plius 2 ašių technikomis. Šio pagerėjimo priežastis slypi įrankių nuolatiniame judėjime, kuris užtikrina tolygų pjaustymo slėgį viso proceso metu. Kai mašinos sustoja ir vėl pradeda veikti po padėties keitimo, jos linkusios palikti mažytes pakopas ir defektus, kurių nėra esant nuolatiniam veikimui. Detalėms, reikalaujančioms puikių skysčių dinamikos ar oro srauto charakteristikų, šie nedideli skirtumai turi didelės reikšmės, nes bet kas, kas yra nevisiškai tobula, gali žymiai pabloginti bendrą našumą.
Kai dirbama su sudėtingomis detalėmis naudojant tradicinius 3-aeišius įrenginius, dirbtuvės paprastai reikia keletą skirtingų fiksavimų per visą procesą. Kiekvieną kartą keičiant tvirtinimo priemones ir rankiniu būdu derinant viską, atsiranda dar daugiau galimybių, kad kažkas gali nueiti ne taip. Būtent čia labai pasireiškia 5-aeišis CNC apdirbimas. Šie įrenginiai gali atlikti visą darbą iš karto dėl tų papildomų sukimosi ašių. Dabar pjovimo įrankiai gali pasiekti sunkiai prieinamas vietas, tokius kaip įpjovos, gilios nišos ir keistos kampuotos paviršiai, nereikia ištraukti detalių iš įrenginio. Tai sumažina visas tas mažas klaidas, kurios kaupiasi per kelias operacijas, ir užtikrina, kad kiekviena detalė būtų tiksliai ir nuosekliai pagaminta. Įmonėms, gaminančioms lėktuvų dalis ar chirurgines priemones, šis skirtumas yra labai svarbus, nes jų produktams reikalinga tiek ekstremali sudėtingumas, tiek absoliutus tikslumas nuo pradžios iki pabaigos.
Kai mašina atlieka 5 ašių judesius vienu metu, tai sumažina tuos prarastus minutes tarp operacijų. Nereikia taip dažnai sustoti ir perkelti detalių padėties, reikia mažiau keisti įrankius ir bendrai mažiau prastovų. Mašina palaiko pjovimo įrankį tiksliai tinkamoje padėtyje per visą operaciją, todėl galima naudoti didesnes padavimo greičius ir geriau šalinti daleles nuo apdirbiamo gaminio. Trumpi, bet pakankamai standūs įrankiai puikiai veikia tam tikrais kampais, sumažindami vibracijas, kurios greitai susidėvi įrankius. Visi šie veiksniai kartu leidžia greitesnę gamybą, neprarandant tikslumo matavimų ar galutinio produkto paviršiaus kokybės. Įmonės, kurios atliko šį pereinamąjį etapą, praneša apie pastebimus rezultatų skaičių pagerėjimą.
Kalbant apie 5 ašių vienu metu vykstantį apdirbimą, pagrindinė nauda yra geresnė matmeninė tikslumas, nes mašina nuolat koreguoja pjovimo įrankio kryptį lyginant su apdirbamu objektu. Sistema toliau nuolat atlieka šiuos koregavimus, kurie padeda sumažinti įrankio nukrypimą nuo jo trajektorijos ir užtikrina, kad kiekvienas pjūvis nuimtų maždaug tą patį medžiagos kiekį kiekvieną kartą. Šiuolaikinės skaičmeninio valdymo (CNC) sistemos daro dar vieną žingsnį į priekį. Jos iš tikrųjų kompensuoja tokius dalykus kaip mašinos temperatūros pokyčiai ir medžiagų partijų skirtumai vykdant darbus. Tai reiškia, kad gamintojai gauna nuosekliai gerus rezultatus net dirbdami prie didelių projektų ar sudėtingų detalių, kurios paprastai būtų sunku tiksliai pagaminti.
Kai įrankis išlaiko pastovų kampą atlikant 5 ašių apdirbimą, gaunamas labai lygus paviršiaus apdorojimas, kuris dažnai pašalina būtinybę atlikti papildomus poliravimo etapus. Lygiai paskirstytos pjaunamosios jėgos sumažina erzinančius virpesius ir trinksėjimą, leisdamos gauti veidrodinio lygio rezultatus net sudėtingoms laisvos formos detalėms. Kito šio stabilios pjaustymo konfigūracijos privalumas – ilgesnis įrankių tarnavimo laikas, nes dėvėjimasis tolygiau pasiskirsto palei pjovimo briauną. Tai ypač svarbu brangiems karbido ir deimantu dengtiems įrankiams, kurių gamintojai prireikia tiksliausiems darbams atlikti. Tokios dirbtuvės, kurios taupo lėšas keičiant įrankius ir kartu gauna geresnės kokybės detalis, dažnai tai paminėdamos aptardamos šiuolaikines apdirbimo technologijas.
Kai tenka dirbti su sudėtingomis formomis ir detalėmis, pažangios CAM (kompiuterinio gamybos valdymo) programinės įrangos tampa būtinos, siekiant nustatyti tas sudėtingas 5 ašių įrankių trajektorijas. Rankinis kodavimas tiesiog nepajėgia susidoroti su visais judančiais komponentais, kurie yra daugiaašėse operacijose. Gera žinia ta, kad šios modernios sistemos iš tikrųjų gali generuoti kelių trajektorijas, vengiančias susidūrimų ir gebančias tvarkytis net su sudėtingiausiomis geometrijomis. Be to, pagal tai, ką praneša daugelis gamyklos patalpų, naudojant šias priemones, programavimo laikas sutrumpėja apie 40 %. Jų vertę lemia tai, kaip jos tiesiogiai integruojasi su CAD modeliais. Šis ryšys reiškia, kad dizainerių pirminės idėjos tiksliai verčiamos į mašinų instrukcijas, todėl visas procesas – nuo eskizo iki galutinio produkto – vyksta žymiai sklandžiau nei leido tradicinės metodikos.
Kai visi penki ašys juda vienu metu, yra daug didesnė tikimybė, kad įrankio laikiklis gali atsitrenkti į apdirbamą detalę ar užkliūti už tvirtinimo priemonių. Dėl to šiandienos CAM programinė įranga sistemai įtraukia tokias funkcijas kaip realaus laiko simuliacijos ir susidūrimų įspėjimai. Programuotojai iš tiesų gali matyti, kaip visas įrenginys juda erdvėje, dar prieš pradėdami realų darbą. Jie anksti pastebi galimas problemas ir atitinkamai koreguoja įrankių trajektorijas. Ką tai reiškia praktiškai? Mažiau brangių įrenginių avarijų, nes niekas nenuostabina netikėtų susilietimo taškų. Taip pat dirbtuvės sutaupo lėšų, kurios būtų prarastos dėl sugadinto medžiagų kiekio per nesėkmingus bandomuosius bandymus. Be to, darbuotojai saugesni aplink įrangą, o detalės gaunamos geresnės kokybės, nes viskas vyksta pagal suplanuotus judesius, o ne atsitiktinius susidūrimus.
Naujausia 5 ašių CNC programavimo banga apima dirbtinio intelekto integravimą į CAM programinę įrangą. Šios sistemos analizuoja ankstesnius apdirbimo duomenis, skirtingų medžiagų reakcijas pjovimo metu ir netgi tai, kaip įrankiai dėvėjasi laikui bėgant, kad automatiškai koreguotų nustatymus. Tai, kas daro šį sprendimą įdomų, yra tai, kad dirbtinis intelektas gali aptikti problemas dar iki jų įvykstant, dinamiškai koreguoti padavimo greitį ir keisti įrankio judėjimo trajektorijas, kad kiekvieną pjovimą būtų galima išnaudoti maksimaliai, dažnai reikalaudamas tik kelių operatoriaus paspaudimų. Įmonės, kurios priėmė šiuos DI sprendimus, praneša apie greitesnį įrengimų paruošimą, mažesnį medžiagų švaistymą ir tai, kad gaminiai nuolat iš karto yra teisingi. Gamybininkams, susiduriantiems su sudėtingomis geometrijomis ir siaurais toleransais, tai yra žaidimo keitiklis, atspindintis tai, kaip šiandien priartėjame prie tikslaus apdirbimo.
EN
