Pro tříosé tvarové nebo víceosé obrábění na CNC obráběcích strojích není v lidských schopnostech využít strojní programování přímo v řídicím systému stroje. Je tedy nutné přistoupit k využití CAD/CAM programů. O tom, jak bude výsledný NC kód vypadat, rozhoduje řada faktorů, které výrazným způsobem ovlivní výslednou kvalitu obrábění. Kromě samotného post-procesoru jsou to i vlastnosti CAM programu.
Vyspělé CAM systémy, jakým je například Autodesk PowerMill, obsahují nástroje, které mohou výrazným způsobem zvýšit produktivitu obrábění tvarových dílců. Mezi ty základní patří možnost vyhlazení drah. PowerMill umožňuje vyhladit segmenty drah v rámci zadaného procenta překrytí nástroje. Čím je pohyb stroje po dráze nástroje plynulejší, tím je lépe zachováno dodržení řezných podmínek, sníženo opotřebení nástroje a zkrácen čas obrábění. Proto můžeme v PowerMill proložit ostré hrany oblouky, zaoblit konce drah a najíždět nástroje po spirále.
Každý řídicí systém stroje pracuje trochu odlišným způsobem. Některé starší stroje kvůli velikosti operační paměti vyžadují NC kód co nejkratší, tedy s minimálním počtem bodů. Některé stroje špatně podporují kruhovou interpolaci. Naopak moderní obráběcí stroje, které umožňují HSM obrábění, požadují rovnoměrné rozdělení bodů dráhy tak, aby bylo možné body dráhy nástroje plynule přednačítat do paměti. Přitom požadavek na vzdálenost bodů dráhy od sebe může být třeba jen 0,2 mm. Schopnost CAM systému rozdělit body dráhy nástroje podle požadavků stroje je celkem zásadní. Dráhu, nájezdy i přejezdy můžeme vytvořit s oblouky, pouze s přímkami a také můžeme body na dráze rovnoměrně rozdělit. Díky tomu zabráníme trhavým pohybům stroje, delšímu obrábění a horší kvalitě povrchu.
ZKRÁCENÍ ČASU VÝROBY
Při obrábění tvarově složitých součástí, jako jsou formy a nástroje, je také vhodné, aby CAM systém umožňoval úpravu dráhy nástroje. Vždy je jednodušší a hlavně bezpečnější upravovat dráhu v CAM systému, než zasahovat do NC programu na stroji. S tím souvisí možnosti vymazání nežádoucích segmentů dráhy, popř. rozdělení dráhy na základě vyložení nástroje, aby nedošlo ke kolizi s obrobkem.
Velmi častá je také výroba zrcadlových dílců. I když je funkce zrcadlení NC kódu dostupná přímo v řídicím systému, zatím nelze bezproblémově zrcadlit souvislé víceosé dráhy a také při zrcadlení na stroji nejsou dodrženy řezné podmínky. Ze sousledného obrábění se po zrcadlení na stroji stane nesousledné, což má za následek zhoršení kvality obrábění. Nespornou výhodou systému Autodesk PowerMill jsou právě velmi široké možnosti editace dráhy nástroje po jejím výpočtu. Při těchto úpravách nedochází k přepočtu dráhy, což významně zkracuje čas přípravy výroby a také jsou vždy zachovány nastavené řezné podmínky obrábění.
Kinematická simulace celého obrábění s 3D modelem obráběcího stroje dokáže odhalit nejen kolize stoje s obrobkem, ale také překročení limitů jednotlivých os stroje. Pokud má stroj asymetrickou konfiguraci rotačních os, ukáže, zda nedojde během obrábění k neočekávanému přetočení stroje do jiné vhodné pozice pro obrábění. |
VČASNÉ ODHALENÍ RIZIK
Úpravy NC programu přímo na stroji již postrádají možnosti kontroly kolize a celkového přehledu o průběhu obrábění. Velmi jednoduše vznikne naprosto fatální chyba a oprava poškozeného stroje je pak nejen drahá, ale také vede k prodloužení termínu dodání a poškození vztahů s dodavateli. Dráhy nástroje vytvořené v PowerMill jsou kompletně kontrolovány na možné kolize a to v každém bodu dráhy, včetně propojovacích pohybů mezi dráhami v NC programu, a na kolizi celé nástrojové sestavy. Navíc je možné provést kinematickou simulaci celého obrábění s 3D modelem obráběcího stroje. Ta dokáže odhalit nejen kolize stoje s obrobkem, ale také překročení limitů jednotlivých os stroje, případně, pokud má stroj asymetrickou konfiguraci rotačních os, ukáže, zda nedojde během obrábění k neočekávanému přetočení stroje do jiné vhodné pozice pro obrábění. Odhalení všech těchto stavů ještě před spuštěním na stroji v prostředí CAM programu dokáže výrazným způsobem přispět k plynulosti a bezpečnosti obrábění.
Použití vhodného CAM programu a možnosti daného CAM programu mají zásadní vliv na vytvořený NC program, který má dopad na kvalitu a rychlost obrábění. Čím složitější dílce potřebuje zákazník obrábět, tím větší nároky jsou kladeny na kvalitu CAM programu.
Michal Jelínek, DiS.
www.cadcam-systems.cz