Dnešní kapitola volně navazuje na informace publikované v minulém díle tohoto seriálu a zaměřuje svou pozornost detailněji na NC programování dokončovacího frézování kapes v softwaru Sinumerik – ShopMill, jak ho zpravidla prezentují začínající technologové. Úvodem je vhodné připomenout, že proces 2,5D frézování kapsy je v ShopMillu rozdělen do několika samostatných bloků:
- blok obsahující definici konturové křivky tvarové kapsy
- blok s definicí technologie hrubování
- definice zbytkového hrubování
- dokončování dna
- dokončování stěny.
Tyto jednotlivé programové bloky nemusí být vždy naprogramovány všechny a ani nemusí být tzv. vzájemně zřetězeny v jeden celek. Obecně by však měla být dodržována určitá technologická posloupnost při jejich vykonávání. Z pohledu operace dokončovacího frézování je výrazný rozdíl, zda nejprve naprogramujeme dokončení celé stěny kapsy nebo dokončení dna této kapsy. Obě dvě varianty (strategie) cyklu frézování kapsy totiž vždy využívají rozdílnou skupinu parametrů.
Provedemeli např. nejprve dokončení stěny kapsy po jejím vyhrubování, při kterém jsme ponechali přídavky na dokončování dna i stěn kapsy, tak řezný nástroj „koliduje“ s ponechaným přídavkem na dně této kapsy. Důvodem je absence možnosti nastavení redukované posuvové rychlosti pro vertikální zanoření, šroubovicové zanoření či tzv. rampování na potřebnou hloubku ve směru osy Z. Tato strategie totiž předpokládá, že řezný nástroj může být bez kolize polohován rychloposuvem směrem k obráběnému povrchu a z bezpečné vzdálenosti neredukovaným pracovním posuvem zavrtán na požadovanou hodnotu hloubky v ose Z.
Poněkud odlišná („bezkolizní“) situace nastane, naprogramujemeli nejprve blok pro dokončování dna kapsy po jejím vyhrubování (rovněž při ponechání přídavků na dně kapsy i stěnách). Při této posloupnosti máme možnost definovat rychlost pro zanořovací pohyb řezného nástroje i variantu zanořovacího pohybu (vertikální, šroubovice, rampování). Výhodou je však také možnost ponechání přídavku na dokončování stěny kapsy po této dokončovací operaci. (Pozn.: přídavek na dokončení dna kapsy je v této operaci nutno chápat jako hodnotu, ze které se vypočítává bezpečný příjezd rychloposuvem k obráběné ploše. Tento materiál/přídavek na dno kapsy se v operaci odebere. Přídavek na stěnu kapsy je však materiál, který bude po operaci dokončování dna ponechán.) Zpravidla není vhodné dokončit dno i stěnu kapsy v této jedné operaci.
Při nastavených řezných podmínkách bychom sice efektivně mohli odebírat např. přídavek o velikosti několik desetin mm na dně kapsy, avšak v posledním řezu podél stěn kapsy bychom odebrali stejnou řeznou a posuvovou rychlostí i řádově několikamilimetrový přídavek na stěně (měřeno ve směru osy Z), byť byl programován jen v řádu desetin. Velikost definovaných parametrů přídavků je totiž vždy nutno měřit ve směru normály na aktuálně dokončovanou plochu.
Vrátímeli se ještě k často volené „studentské“ posloupnosti, při které je nejprve realizováno hrubování s ponecháním přídavku na dokončení stěny i dna kapsy, následně dokončování stěny a nakonec dokončování dna kapsy, tak i tato již „zkritizovaná“ posloupnost bloků může být pro zkušeného technologa zajímavá. Například při požadavku kvalitnějšího opracování dna kapsy můžeme nejprve dokončit stěnu. Parametr její programované celkové výšky však musí být zmenšen o hodnotu přídavku na dno kapsy, aby nedošlo k již charakterizované kolizi při automatickém polohování řezného nástroje na požadovanou hloubku. Následné dokončení dna kapsy naprogramované v dalším samostatném bloku pak může být zrealizováno až ke stěně kapsy, poněvadž její přídavek na dokončení je již z velké části odstraněn.
Možností, jak volit posloupnost jednotlivých programovaných bloků jednotlivých konstrukčních prvků, je tedy poměrně mnoho. Je však nutno detailně soustředit pozornost na význam všech zadávaných hodnot parametrů. Dalším volně navazujícím zamyšlením by tedy mohlo být např.: Jaká je vhodná posloupnost programových bloků při nutnosti efektivního hrubování „rozměrné“ kapsy s „malými“ rádiusy v rozích, jejím zbytkovém dohrubování a požadavku následného dokončovacího frézování dna i stěn kapsy? Při dokončování stěn kapsy totiž začínající programátor zpravidla volí průměr řezného nástroje dle minimálního rádiusu konturové křivky, která definuje stěnu kapsy, aby mohl celou tuto stěnu kapsy obrobit najednou. Je však efektivní obdobným způsobem nahlížet i na dokončovací operaci dna takovéto naznačené kapsy? Vždyť řezný nástroj s takto poměrně malým průměrem bude sice schopen v jediné operaci dokončit celé dno kapsy, ale při popisu hrubovací operace již bylo zdůrazněno, že např. výhodné je nejprve vyhrubovat kapsu velkým průměrem řezného nástroje a následně aplikovat zbytkové hrubování nástrojem menším.
Toto závěrečné zamyšlení bude dnes ponecháno bez odpovědi a snad inspiruje k individuálnímu tréninku NC programování nejen v řídicím systému Sinumerik. Berme, prosím, tuto a předchozí kapitolu informující o naprosto běžných „nedostatcích“ začínajících programátorů jen jako inspiraci pro individuální studium, nikoli jako kritiku či zdůrazňování „neznalostí“. Vždyť se učíme celý život.
Ing. Aleš Polzer, Ph.D.
Článek vznikl za spolupráce ÚST, FSI VUT v Brně s firmou Siemens a redakcí Technického týdeníku.