CAM pro multifunkční obrábění (8)

Dnešní díl seriálu „Obrábění prakticky, CAD/CAM ve výrobě“ je věnován volbě softwarového řešení pro multifunkční CNC soustružnicko-frézovací stroje. Jedná se o nejrychleji rostoucí oblast ve vývoji CNC obráběcích strojů.

Výrobci CNC obráběcích strojů, jako jsou Citizen, Doosan, DMG, Emco, Gildemeister, Hermle, HYUNDAI-KIA MACHINE, Index, Kovosvit, Manurhin, Mazak, Mori Seiki, NAKAMURA-TOME, Okuma, Star CNC, TAJMAC-ZPS, Tornos či Traub spojují do jednoho stroje více možností a funkcionality. Nejprve se jednalo o doplnění frézovacích operací na soustruhy (frézování osou C a osou Y), přibyla podpora protivřetena, následně byla přidána druhá nástrojová hlava a v současnosti výrobci CNC obráběcích strojů nabízejí konfigurace s plynule řízenou B-osou s podporou obrábění v pěti osách, ale i s podporou technologií odvalování, nebo obrážení. V nabídce jsou i stroje se třemi nástrojovými hlavami řízené tříkanálovým řídicím systémem. Posledními novinkami jsou pětiosá CNC frézovací centra doplněná o soustružnické operace. Při vývoji těchto strojů musí výrobci spolupracovat s dodavateli CNC řídicích systémů, protože se jedná o funkcionalitu, která není standardně v CNC řídicích systémech podporována.

Jak maximálně využít produktivitu multifunkčních CNC obráběcích strojů?
Zakoupení těchto multifunkčních CNC obráběcích strojů do výrobních firem klade v prvé řadě velké nároky na přípravu výroby a na NC programátory, a tím i požadavek na CAM software, které musí plně podporovat vše, co výrobci CNC obráběcích strojů nabízejí. Jedná se tedy o volbu vhodného CAM software, které umí podporovat více kanálů a všechny funkce standardních i dlouhotočných multifunkčních CNC obráběcích strojů, včetně protivřeten, poháněných nástrojů, několika současně obrábějících nástrojových hlav, Y-os na všech hlavách, soustružení s B-osou, frézování s B-osou a offsetem v ose Y, plně 4- a 5osé souběžné obrábění a synchronizace pro optimalizaci využití nástrojových hlav a zkrácení cyklových časů.

Je potřeba si vždy odpovědět na otázky:
-Jak rychle začleníte nový stroj do výrobního procesu?
-Rádi byste hned od začátku aktivně využívali všechna zakoupená zařízení - opce, jako je podpěrná luneta, podavač tyčí (dlouhých či krátkých), popotahování rozpracovaného obrobku, případně robot na manipulaci s obrobkem, k bezobslužnému provozu výroby na novém stroji?
-Dokážete zkrátit dobu potřebnou k seřízení stroje na novou práci? Jak dlouho musí stroj skutečně stát, tedy nevyrábět, mezi jednotlivými obrobky?
-Lze synchronizovat jednotlivé nástrojové hlavy nějak efektivně? Daří se vám spojit obrábění dvěma nástrojovými držáky najednou? Lze synchronizovat i více než dvoukanálové CNC řídicí systémy?

Tato třída vysoce produktivních CNC obráběcích strojů se neustále vyvíjí v nekonečném množství konfigurací, proto je potřeba volit CAM softwarové řešení pro přípravu NC programů, které se dokáže přizpůsobit a podporovat konfiguraci daného stroje. Tedy, než začnete s vlastní přípravou NC programů, je potřeba si vždy nakonfigurovat obráběcí stroj přesně takový, jaký používáte ve vašem výrobním provozu, včetně definice podavače tyče, odebírače obrobků, všech nástrojových revolverových hlav, lunety, protivřetena a dalšího pomocného zařízení stroje. K dispozici musí být potřebné grafické pomůcky pro definování přesné konfigurace vašeho konkrétního stroje, včetně zanesení specifických cyklových časů daného zařízení stroje a NC kódů. Dále definice pevných, rotačních a tvarových nástrojů, s jejich umístěním a orientací na stroji a v nástrojových hlavách. Pomocí zvolehého CAM software je však potřeba připravovat i NC programy pro všechny další stroje, které máte ve vašem výrobním provozu.

Minimalizace vedlejších - neproduktivních časů
Postup vlastní tvorby NC programů pro daný obráběcí stroj by měl být shodný s každodenní prací NC programátora. Nejprve vytvoříte dílčí procesy obrábění (práce s knihovnou nástrojů vašeho obráběcího stroje a všemi dostupnými technologiemi obrábění pro vytvoření vrtacích, soustružnických i frézovacích operací), vlastní odebírání materiálu, tedy vytvoření výrobní operace, je potřeba docílit výběrem nakreslené nebo importované geometrie (DWG, DXF), nebo výběrem plochy objemového modelu (Invertor, SolidWorks, Solid Edge, ProE, UGS, Catia, Parasolid, atd.), a to s ohledem na tvar polotovaru, ale i na materiál odebraný v předešlých operacích, abyste vždy obráběli materiál a neobráběli vzduch kolem rozpracovaného obrobku. Jako polotovar je potřeba definovat libovolný výkovek či odlitek, ale i standardní tyčovinu.
Postupně musí být vytvářen celý výrobní postup z jednotlivých dílčích procesů. Obrábí se tedy obrobek krok po kroku. Procesy obrábění je nutné následně roztřídit do jednotlivých kanálů řídicího CNC systému a synchronizovat tak, aby výsledný čas obrábění byl co nejkratší. Synchronizační nástroj by měl respektovat všechny detaily vyplývající ze situace, kdy je současně v řezu několik nástrojů, ale především respektovat nutnost posloupnosti jednotlivých výrobních operací. Měl by umožnit přesouvat operace v rámci toku celého programu tak, aby byl minimalizován neproduktivní čas.

Kdykoliv během vytváření NC programu je nutné procesy obrábění graficky simulovat a vizuálně kontrolovat na simulátoru, a to jak všechna vřetena, tak i nástrojové hlavy současně v reálném čase, dále kontrolovat synchronizaci jednotlivých kanálů řídicího CNC systému. Tím je možné zjistit kolize nástroj/nástroj, nástroj/polotovar a polotovar/polotovar a odstranit chyby NC programátora dříve než dojde ke zničení materiálu nebo nástroje, popřípadě i stroje. Je nutné zdůraznit, že během doby přípravy NC programů, jejich simulace, nesmí být vlastní obráběcí stroj blokován NC programátorem, stroj by měl vyrábět a přinášet firmě potřebnou přidanou hodnotu. Jednou vytvořené a odladěné procesy obrábění (tj. kompletní informace o způsobu obrábění, nástroj, řezná rychlost, posuvy, přídavky, úběry materiálu) je vhodné ukládat do databáze a NC programátor je může využívat kdykoli v budoucnu pro další typově podobné dílce, a tím zkrátit čas přípravy tvorby dalších NC programů.
Po vizuální kontrole by mělo následovat vlastní vygenerování NC programu a jeho přenesení na obráběcí stroj. Postprocesory musí generovat NC programy, u kterých je garantována bezchybnost, nulová potřeba následných editací a vlastnost „co vidíte na obrazovce je to, co budete obrábět“, tedy NC programy připravené ke spuštění na stroji pro kvalitní obrobení obrobků.

Při přípravě NC programů pro multifunkční CNC obráběcí stroje je nutná vizuální kontrola procesů obrábění s garancí, že to „co vidíte na obrazovce je to, co budete obrábět

Čeho se vyvarovat při volbě CAM software pro multifunkční obrábění?
Žijeme v době, kdy úkolem prodejce je prodat. Vyvarujte se dodavatelů CAM software, kteří mají prodejce, a ti musí prodat za každou cenu. Dále se vyvarujte nabídkám od dodavatelů CAM software, kteří vám budou tvrdit, že příští verze už váš požadavek bude umět podporovat. Řešení existují již dnes, je potřeba jen vybrat to vhodné pro váš výrobní provoz.

Tento seriál si neklade za cíl poučovat, ale otevírat oči. Jedná se o subjektivní vyjádření autora, aktivně působícího v oboru CNC obráběcích strojů od roku 1997, v oblastech CAD/CAM software, obsluhy CNC řídicích systémů, NC programování a seřízení výroby.

Vlastimil Staněk

homepage | services | contacts |

sitemap