Петоосна CNC обрада води вишеосну производњу на нови ниво, јер се свих пет оса машине заправо креће истовремено током резања. Оно што ово чини толико специјалним је чињеница да се алат за резање одржава правилно поравнатим према било ком делу на коме ради, чак и приликом праћења веома компликованих облика. Систем функционише тако што уједињује три линеарна кретања (X, Y, Z) заједно са два ротациона кретања, која су обично означена као A и C или понекад B и C. За раднице које производе делове са мноштвом кривина и углова, то значи да могу стварати изузетно детаљне компоненте без потребе да заустављају процес и ручно подешавају позиције. Резултат? Боља прецизност у целини и бржи временски потрошња производње у поређењу са старијим методама.
Правилно извођење истинске 5-осовинске обраде у великој мери зависи од тога колико добро машина управља алатним путањама и да ли поседује одговарајуће RTCP или Rotational Tool Center Point могућности. Када RTCP исправно ради, дешава се нешто заиста изузетно. CNC контролер стално компензује помаке у стварном положају алата док се ротирајући делови крећу. Ово одржава све поравнато тако да врх алата остаје тачно тамо где треба, чак и када је цела машина под неправилним угловима. Без ове врсте корекције у реалном времену, појавиле би се разне грешке позиционирања током сложених резова. А будимо искрени, нико не жели непоследичне резултате од своје скупе опреме. Када свих пет осовина ради заједно равномерно и без прекида, алати прате путање које се природно крећу кроз материјал. То значи боље углове резања површина и на крају производи делове са много финијим детаљима и тачнијим толеранцијама него што су старије методе могле да постигну.
Иако обе истинске 5-осовинске и 3+2-осовинске обраде укључују пет оса, постоје неке доста значајне разлике између њих. Код 3+2-осовинске обраде, која се понекад назива позиционом 5-осовинском, машинска алатка прво позиционира део коришћењем две ротационе осе, а затим их закључава током обичне 3Д обраде. Мана овога је што, кад су једном закључане, алат не може заиста да мења угао током реза, због чега се за компликоване облике обично захтева више различитих подешавања. То доводи до досадних корак-као-обележја на површинама и уопште нижег квалитета завршне обраде. Са друге стране, истинска симултано 5-осовинска обрада задржава свих пет оса у покрету током целог процеса. Ова континуирана кретања омогућавају глатке путање алата без прекида, бољу тачност облика и много боље квалитете површине. Ове предности чине је нарочито корисном у индустријама као што су производња авиона, производња медицинских уређаја и израда калупа, где је прецизност најважнија.
Приликом рада са 5-осним симултаним обрадама, линеарне осе (X, Y, Z) и ротационе осе (A, C) морају бити у потпуности синхронизоване кроз кинематску контролу у реалном времену. Оно што се овде дешава је заиста изузетно – машина одржава алат под управо правим углом у односу на део који се обликује, чиме постају могући компликовани 3D контури без празнина или грешака. Савремени CNC системи у суштини обављају сву математику потребну за тачним одређивањем следеће позиције алата док се он већ креће. Ова врста прецизности омогућава произвођачима да креирају ствари попут крила авиона са њиховим глатким кривинама, медицинске имплантате који савршено одговарају дизајну или чак уметничке скулптуре које би иначе заузеле недеље рада. Разлика у односу на старије технике? Мање потрошње материјала и знатно мање радних сати проведених на исправљању грешака након завршетка.
Ваздухопловна индустрија је пришла истинској 5-осној симултаној обради као револуционарном променитељу у изради лопатица турбина. Један већи произвођач недавно је прешао на континуално кретање у 5 оса приликом израде лопатица компресора које имају те сложене облике аеротела и захтевају изузетно мале дозвољене одступања. Захваљујући истовременој координацији оса у реалном времену, резање се може без проблема обавити по целој површини лопатице, без икаквог заустављања и поновног позиционирања алата. Резултати говоре сами за себе: време производње је опало за око 60% у поређењу са старијим методама, а постигнута је храпавост површине до Ra 0,4 микрона, што испуњава чак и најстрожије аеродинамичке спецификације. Ово је значајно боље од традиционалних техника индексирања 3+2 по питању ефикасности и квалитета.
Истраживања о процесима обраде показују да стварна 5-осовинска истовремена обрада може повећати тачност путање површине за око 40 процената у односу на традиционалне технике обраде са 3 плус 2 осе. Разлог за ово побољшање крије се у сталном кретању алата, што одржава једнак притисак резања током целог процеса. Када машине стану и поново крену након промене позиције, често остављају малих димензија кораке и недостатке који не постоје при непрекидној операцији. За делове који захтевају изузетне карактеристике динамике флуида или протока ваздуха, ове мале разлике заиста имају значај, јер све што је мање од савршенства може значајно утицати на укупну перформансу.
Када се ради на сложеним деловима коришћењем традиционалних 3-осовинских машина, обично је потребно више различитих позиција током процеса. Сваки пут када се мењају прихвати и ручно поравнавају елементи, постоји већа вероватноћа да нешто може поћи наопако. Управо ту 5-осовинско CNC обрада истиче своје предности. Ове машине могу обавити цео посао одједном због додатних ротирајућих осовина. Сада се алати за резање могу дочепати тешко доступних места као што су улегнућа, дубоки жлебови и површине под чудним угловима, без искључивања делова из машине. Ово смањује све мале грешке које се накупе током више позиција и осигурава да сваки део буде конзистентно тачан. За компаније које производе делове за авиона или хируршка инструменте, ова разлика има велики значај, јер њихови производи захтевају екстремну сложеност и апсолутну прецизност од почетка до краја.
Када машина ради са 5 оса истовремено, скраћује се време које пролази између појединачних операција. Није потребно често заустављати и поново позиционирати делове, смањује се број замена алата и укупно време простоја. Машина одржава алат за резање у потпуно правилном положају током рада, што омогућава веће брзине подизања и боље уклањање стругotine са предмета обраде. Кратки али довољно крутни алати одлично функционишу под одређеним угловима, смањујући вибрације које брзо уништавају алате. Све те карактеристике заједно омогућавају бржу производњу без губитка прецизности мерења или квалитета завршне површине производа. Радионице које су прешле на овај начин рада пријављују приметна побољшања у својим показатељима производње.
Када је у питању обрада са 5 оса истовремено, главна предност је боља тачност димензија зато што машина стално подешава положај алата у односу на предмет обраде. Систем непрестано врши ова подешавања током рада, чиме се смањује скретање алата са путање и осигурава да сваки рез уклони отприлике исти износ материјала сваки пут. Современи системи управљања помоћу рачунара (CNC) иду још корак даље. Они заправо надокнађују ефекте као што су промене температуре у машини и разлике између различитих серија материјала током извођења послова. То значи да произвођачи добијају конзистентно добре резултате чак и када раде на великим пројектима или компликованим деловима који би нормално били тешки за прецизну производњу.
Када се алат задржи у углаима који су константни током 5-осовинског обраде, стварају се веома глатке површине које често елиминишу потребу за додатним полирањем. Равномерна расподела сила резања смањује досадне вибрације и проблеме шкрипања, што омогућава машинским оператерима да постигну квалитет као код огледала чак и на сложеним облицима слободне форме. Још једна предност ове стабилне конфигурације резања је дужи век трајања алата, јер се хабање равномерније распоређује по ивици резања. Ово има велики значај за скуп алат од карбида и алата са премазом од дијаманта који произвођачи користе за свој најпрецизнији рад. Што се тиче уштеде новца на замени алата и добијања бољег квалитета делова, многе радионице то спомињу када разговарају о модерним техникама машинске обраде.
Када је у питању рад са сложеним облицима и деловима, напредан CAM (Computer-Aided Manufacturing) софтвер постаје неопходан за подешавање захтевних 5-осовинских путања алата. Ручно програмирање једноставно није прилагођено за управљање свим покретним деловима у вишеосовинским операцијама. Добра вест је да ови модерни системи могу стварно да исцртају путање које избегавају сударе и радије обрађују чак и најкомплексније геометрије. И према извештајима многих радњи, време програмирања се смањује за око 40% када се користе ови алати. Оно што их чини толико вредним је начин на који су директно повезани са CAD моделом. Ова веза значи да се дизајнерове оригиналне идеје прецизно преводе у машинска упутства, чинећи цео процес од скице до готовог производа много ужљањенијим него што су то дозвољавале традиционалне методе.
Када се свих пет оса креће истовремено, много је већа вероватноћа да ће држач алата наићи на предмет обраде или се закачити за приликове. Због тога данашњи CAM софтвер укључује ствари попут симулација у реалном времену и упозорења на сударе директно у систему. Програмери могу заправо да виде како се цела машина креће кроз простор пре него што икада покрену извршавање програма. На тај начин на време примете потенцијалне проблеме и прилагоде путање алата. Шта то практично значи? Дешава се много мање скупоцених кварова машина, јер никога не изненаде неочекиване тачке контакта. Радионице такође уштеде новац на напрасно потрошеним материјалима услед неуспешних тестних покретања. Поред тога, радници су сигурнији у раду око опреме, а делови имају бољи квалитет јер све прати планиране покрете, а не случајне сударе.
Најновији талас у програмирању 5-осовинских CNC машина подразумева интеграцију вештачке интелигенције у CAM софтвер. Ови системи анализирају претходне податке о обради, начин на који се различити материјали понашају током резања, као и то како се алати троше током времена, како би аутоматски прилагодили подешавања. Оно што ово чини интересантним је да вештачка интелигенција може да пронађе проблеме пре него што се појаве, да динамички прилагоди брзине подизања и да мења путање алатa како би се постигао максимални ефекат сваког реза, при чему оператерима често треба само неколико кликова. Радионице које усвајају ова решења са вештачком интелигенцијом пријављују брже подешавање машина, мање потрошених материјала и делове који се од првог покушаја добијају увек прецизно. За произвођаче који се баве комплексним геометријама и уским толеранцијама, ово представља револуцију у начину на који приступамо прецизној обради данас.
EN
