Kilka lat temu odebrałem telefon od klienta, który właśnie zainstalował-nowe centrum obróbcze z pionową pięcioma-osiami.
Brzmiał na sfrustrowanego.
„Wydaliśmy dużo pieniędzy na tę maszynę, ale dokładność nie jest lepsza niż w przypadku naszej starej maszyny trzy-osiowej”.
Ilekroć słyszę coś takiego, nigdy nie spieszę się z obwinianiem maszyny.
Tak naprawdę po latach pracy nad projektami obróbki pięcioosiowej odkryłem, że sama maszyna rzadko stanowi największy problem.
Częściej problemem jest wszystko wokół.
Oprawa.
Programowanie.
Oprzyrządowanie.
Strategia obróbki.
Lub po prostu oczekiwać, że pięcioosiowa maszyna-rozwiąże problemy, które faktycznie istniały na długo przed dostawą maszyny.
Ten klient okazał się doskonałym przykładem.
Ich maszyna była w stanie pozycjonować z dokładnością do mikronów.
Problem polegał na tym, że każdy przedmiot obrabiany był mocowany nieco inaczej.
Maszyna pięcioosiowa-doskonale powtarzała swoje ruchy.
Przedmiot obrabiany nie.
Po przeprojektowaniu uchwytu dokładność obróbki natychmiast się poprawiła.
Nie dlatego, że maszyna się zmieniła.
Ponieważ proces tak zrobił.
To chyba pierwsza lekcja, którą powinien zrozumieć każdy producent.
Pięcioosiowe centrum obróbcze-może być tak dokładne, jak cały otaczający go system obróbczy.
Jednym z najczęstszych problemów, jakie widzę, jest zły projekt osprzętu.
Ludzie często zakładają, że ponieważ pionowe pięcioosiowe centrum obróbcze-może zbliżać się do przedmiotu obrabianego pod niemal dowolnym kątem, mocowanie staje się mniej ważne.
W rzeczywistości jest odwrotnie.
Obróbka pięcioosiowa-umożliwia ruch wrzeciona w większej liczbie kierunków.
Oznacza to również, że na obrabiany przedmiot działają siły skrawania z większej liczby kierunków.
Jeśli uchwyt nie jest wystarczająco sztywny, nawet najmniejsze ruchy stają się błędami wymiarowymi.
Kiedyś widziałem, jak operator spędzał godziny na dostosowywaniu parametrów maszyny w celu poprawy dokładności.
W końcu odkryliśmy, że jeden kołek ustalający wewnątrz oprawy nieco się zużył z biegiem czasu.
Wymiana części, która kosztowała mniej niż lunch, rozwiązała problem, który opóźniał produkcję o kilka dni.
Kolejnym problemem, z którym spotykam się zaskakująco często, jest unikanie kolizji.
Nowoczesne oprogramowanie CAM ma niesamowitą moc.
Ale oprogramowanie nie rozumie presji produkcyjnej.
Widziałem, jak programiści tworzyli niezwykle skomplikowane pięcioosiowe-ścieżki narzędzi po prostu dlatego, że pozwalało na to oprogramowanie.
Wynik?
Ciągłe zmiany orientacji narzędzia.
Niepotrzebny ruch maszyny.
Dłuższe czasy cykli.
Większe ryzyko błędów pozycjonowania.
Pewien doświadczony programista powiedział mi wiele lat temu coś, co do dziś powtarzam.
„To, że pięć osi może się poruszać, nie oznacza, że zawsze tak powinno być”.
To świetna rada.
Gładkie, przewidywalne ścieżki narzędzia prawie zawsze są lepsze od niepotrzebnie skomplikowanych.
Długość narzędzia to kolejny obszar, w którym wiele fabryk nieświadomie traci dokładność.
Czasami nie da się uniknąć długich narzędzi skrawających, szczególnie podczas obróbki głębokich wgłębień.
Jednak każdy dodatkowy milimetr wysięgu narzędzia zmniejsza sztywność.
Pierwszym objawem zwykle nie jest błąd wymiarowy.
To wibracje.
Pogarsza się wykończenie powierzchni.
Żywotność narzędzia spada.
Następnie wymiary powoli zaczynają dryfować.
Pamiętam, jak pomagałem producentowi form w rozwiązywaniu problemów z drganiami wewnątrz głębokiej wnęki.
Wszyscy zakładali, że wrzeciono wymaga naprawy.
Wrzeciono było w idealnym stanie.
Narzędzie tnące po prostu wysunęło się znacznie dalej niż to konieczne.
Zmiana oprawki na krótszą natychmiastowo ustabilizowała cały proces obróbki.
Czasami poprawa dokładności nie ma nic wspólnego z samą maszyną.
Stabilność termiczna staje się jeszcze ważniejsza w przypadku obróbki pięcioosiowej-.
Wielu producentów dokładnie sprawdza dokładność maszyny po instalacji, ale rzadko myśli o tym, co stanie się po ośmiu nieprzerwanych godzinach produkcji.
Maszyny wytwarzają ciepło.
Wrzeciona wytwarzają ciepło.
Śruby kulowe rozszerzają się.
Nawet sam przedmiot obrabiany zmienia temperaturę podczas obróbki.
Widziałem, jak operatorzy mierzyli gotowy komponent lotniczy natychmiast po obróbce i odkrywali inne wymiary, gdy część naturalnie ostygła.
To nie jest zła obróbka.
To podstawowa fizyka.
Dobre planowanie produkcji uwzględnia temperaturę, a nie tylko specyfikacje maszyny.
Kalibracja to kolejny temat, który często jest pomijany.
Obróbka pięcioosiowa- opiera się na precyzyjnej relacji między osiami liniowymi i obrotowymi.
Jeśli te relacje zmienią się-nawet nieznacznie-złożone powierzchnie mogą szybko wyjść poza tolerancję.
Odwiedziłem fabryki, które regularnie konserwowały wrzeciono, ale prawie nigdy nie sprawdzałem kalibracji osi obrotowej.
W końcu zaczęli dostrzegać problemy na powierzchniach o dowolnym kształcie, podczas gdy prosta obróbka pozostała całkowicie akceptowalna.
Maszyna wyglądała dokładnie.
Geometria nie była.
Rutynowa kalibracja zapobiegła później znacznie większym problemom.
Strategia programowania wpływa również na dokładność obróbki w znacznie większym stopniu, niż wielu ludzi zdaje sobie sprawę.
Jeden z dostawców branży lotniczej skontaktował się z nami, ponieważ złożone zakrzywione powierzchnie wymagały nadmiernego polerowania po obróbce.
Ich bezpośrednim założeniem była dokładność maszyny.
Po przejrzeniu programu obróbki znaleźliśmy coś innego.
Odstępy między ścieżkami narzędzia były zbyt duże.
Dawki paszy zmieniały się niepotrzebnie.
Maszyna wykonywała każde polecenie dokładnie tak, jak zaprogramowano.
Po zoptymalizowaniu ścieżki narzędzia jakość powierzchni uległa radykalnej poprawie bez zmiany ani jednego elementu mechanicznego.
Czasami maszyna po prostu robi dokładnie to, o co ją poprosiliśmy.
Zarządzanie wiórami to kolejny ukryty czynnik wpływający na dokładność obróbki.
Podczas obróbki aluminium odprowadzanie wiórów jest stosunkowo proste.
Materiały takie jak tytan, stal nierdzewna czy stopy niklu stwarzają bardzo różne warunki.
Widziałem, jak wióry uwięzione w głębokich kieszeniach są wielokrotnie wycinane, uszkadzając krawędzie skrawające i stopniowo wpływając na spójność wymiarową.
Operatorzy często obwiniają maszynę, gdy prawdziwym problemem jest po prostu słabe odprowadzanie wiórów.
Coś tak prostego jak poprawa kierunku chłodziwa może całkowicie zmienić stabilność obróbki.
Jednym z błędów, który zauważam szczególnie wśród firm kupujących pierwszą maszynę pięcioosiową-, jest próba jednoczesnej obróbki wszystkiego w trybie pięcioosiowym-.
To, że maszyna może wykonywać ciągły ruch w pięciu-osiach, nie oznacza, że wymaga tego każda operacja.
Doświadczeni programiści wiedzą, kiedy wystarczy obróbka trzyosiowa.
Kiedy wystarczy obróbka indeksowana.
A kiedy prawdziwe jednoczesne cięcie w pięciu-osiach faktycznie dodaje wartość.
Zrozumienie tej różnicy często poprawia zarówno dokładność, jak i produktywność.
W firmie Dabai Precision Machine Tool (Jiangsu) Co., Ltd. odkryliśmy, że rozwiązywanie problemów z dokładnością obróbki w pięciu-osiach rzadko zaczyna się od wymiany elementów maszyny. Nasi inżynierowie zwykle zaczynają od przeglądu całego procesu obróbki-osprzętu, oprzyrządowania, programowania CAM, parametrów cięcia, materiałów przedmiotu obrabianego i dokumentacji konserwacji. W wielu przypadkach niewielkie ulepszenia procesu obróbki zapewniają większą dokładność niż kosztowne modyfikacje sprzętu. Dlatego wierzymy, że pomyślna obróbka pięcioosiowa- zależy w równym stopniu od doświadczenia inżyniera, jak i od wydajności maszyny.
Patrząc wstecz na projekty, nad którymi pracowałem, z roku na rok jeden wniosek staje się coraz wyraźniejszy.
Maszyny pięcioosiowe nie wytwarzają automatycznie-precyzyjnych części.
Dają producentom możliwość osiągnięcia dużej precyzji.
To, czy ta zdolność stanie się rzeczywistością, zależy od wszystkiego, co otacza maszynę.
Dobre wyposażenie.
Dobre oprzyrządowanie.
Dobre programowanie.
Dobra konserwacja.
A przede wszystkim zespół, który rozumie, że dokładność obróbki nigdy nie zależy od jednego komponentu.
Jest to wynik współdziałania całego procesu produkcyjnego.