Preventie en beheer van botsingen bij 5-as CNC-werktuigmachines

Een botsing in een CNC-werktuigmachine zoals een 5-as bewerkingscentrum is misschien niet zo verschrikkelijk als een verkeersongeval, maar het kan desastreus zijn voor uw productiviteit en zeer kostbaar om te repareren.

Wat kunt u doen als dit gebeurt met uw 5-as bewerkingscentrum? Welke stappen kunt u ondernemen om machinebotsingen te minimaliseren en de machine snel weer operationeel te maken? In dit artikel leert u het volgende:

• Oorzaken van botsingen bij CNC-werktuigmachines
• Hoe botsingen 3-as verticale bewerkingscentra beïnvloeden
• Hoe botsingen 5-as CNC-werktuigmachines beïnvloeden
• Hercalibreren van 5-as werktuigmachines
• Repareren van 5-as CNC-werktuigmachines
• Kalibratiesystemen gebruiken om botsingen te verminderen

Oorzaken van botsingen bij 5-as CNC-werktuigmachines

5-as bewerkingscentra zijn beschikbaar in veel variaties en configuraties met meerdere bewegende onderdelen. De bron van deze botsingen ligt echter vaak in menselijke fouten en niet in machinefouten.

Dit zijn enkele veelvoorkomende oorzaken van botsingen:

• Verkeerde tool instellen in de ATC-toolhouder (Automatische Toolwisselaar)
• Verkeerde toolengte invoeren bij wisselen of nieuwe opstelling
• Verkeere voedsnelheid instellen (normaal te snel voor de klus)
• Verkeerde tool kiezen voor de opdracht
• De opdracht verkeerd instellen
• Verkeerd referentiepunt instellen
• Fouten in CNC-programmering
• Slecht onderhoud van de CNC-machine

Om deze en andere veelvoorkomende CNC-machineproblemen te minimaliseren, moet u ervoor zorgen dat uw machinebediener en programmeurs voldoende zijn opgeleid. Dit is ook belangrijk om letsels bij bedieners te voorkomen.

Uw machinebedieners en programmeurs moeten ook alert en ervaren zijn in het oplossen van botsingen wanneer ze zich voordoen. Daarom wordt zorgvuldig testen vóór de productiestart ten zeerste aanbevolen.

Vergelijking: 3-as verticale machinebotsingen vs. 5-as botsingen

Voordat we dieper ingaan op 5-as bewerkingscentrum botsingen, moet u weten dat er een groot verschil zit tussen een botsing op een 3-as verticale machine en een 5-as versie.

Waarom is dat zo?

Bij een 3-as verticale bewerkingscentrum vindt een botsing normaal gesproken plaats in de verticale as of Z-as. De impact gaat recht naar beneden en beïnvloedt voornamelijk de spindel – met name de eerste rij spindellagers die de hoofdmacht van zo'n impact opvangen.

Als de spindel niet beschadigd is (gelukkig!), moet u controleren op Z-as uitlijning en spindeluitloop, vooral als er bij hogere toer meer lawaai te horen is. U moet mogelijk ook de spindelkop of frame heruitlijnen als beide instellingen buiten hun oorspronkelijke toleranties zijn vervallen.

Ongeacht de bron van de impact – verticaal of zijdelings – moet u de spindelkop heruitlijnen. Bij verticale impact zijn de X- en Y-as meestal niet beïnvloed. Bij een zware botsing kunnen deze assen wel buiten hun oorspronkelijke toleranties lopen.

De complicaties bij een 5-as CNC-werktuigmachine botsing

Als hetzelfde impactsceenario zich voordoet op een 5-as geconfigureerd bewerkingscentrum, is de kans groot dat meer dan één as door de service moet worden aangepast.

Bij een machine met een ingebouwde twee-as draaitafel, zal een rechte naar beneden impact in de Z-as niet alleen de oorspronkelijke Z-as beïnvloeden, maar ook de twee rotatieassen C en B. Dit geldt met name als de rotatieas op het moment van impact in een bepaalde hoek/graden staat.

Als de impact erger is, kunnen zelfs de Y- en X-asssen beïnvloed worden. Dit vereist een grotere hoeveelheid herstelwerk.

Machinehercalibratie na 5-as bewerkingscentrum botsing

Hercalibratie is vaak de minimummaatregel om te garanderen dat alle 5 assen na het incident perfect op elkaar afgesteld zijn. Dit verkleint ook de kans op uittrekking, met name bij hogere toleranties, wanneer het deel tijdens de productie bewerkt wordt.

Echter, een eenvoudige calibratie is vaak niet genoeg na een botsing. Het is beter dat uw operateur eerst alle verschillende geometrische afmetingen controleert voordat de machine gecalibreerd wordt.

Reparatie van een 5-as CNC-werktuigmachine botsing

Reparaties van 5-as bewerkingscentra duren doorgaans langer. Reparatiekosten zijn hoger vanwege de noodzaak om elke as zorgvuldig te heruitlijnen en correct in te stellen. Dergelijk werk vereist vakkundige ingenieurs die gebruikmaken van zeer nauwkeurige instrumenten.

Het wordt daarom ten zeerste aangeraden dat dergelijk werk wordt uitgevoerd door een goed opgeleide fabrieksservice-ingenieur die de ingewikkeldheden van de machine kent en weet hoe deze correct in te stellen.

In onze ervaring hebben we klanten zien proberen kosten te besparen door onervaren ingenieurs de reparatie te laten uitvoeren. Vaak is het eindresultaat een slordige reparatie wat leidt tot meer problemen. Uiteindelijk betalen ze op de lange termijn meer als ze proberen kosten te besparen.

Beheer van 5-as bewerkingscentrum botsingen door calibratie

Om 5-as bewerkingscentrum botsingen te minimaliseren, adviseert Hwacheon om het HRCC II-systeem te includeren bij elke nieuw aangeschafte 5-as bewerkingscentrum. HRCC II staat voor: Hwacheon Rotatiecentrum Calibratiesysteem, wat niet alleen de rotatieas kalibreert, maar ook de vlakheid van de tafel ten opzichte van de as en de lineaire rechte hoeken.

Het systeem omvat een hoogprecisie draadloze meetvoeler (ofwel Blum of Renishaw), een referentiestaal of keramische bal met beugel, plus een speciaal ontwikkelde software om het te bedienen en te controleren.

Het is gemakkelijk te gebruiken – het duurt slechts 45-60 seconden om de complete cyclus uit te voeren.

Let op:
Wij raden aan de calibratiecyclus maandelijks uit te voeren, of elke keer vóór de productie van zeer nauwkeurige onderdelen. Dit minimaliseert temperatuurafhankelijke variaties en zorgt ervoor dat de nauwkeurigheid van uw machine op het hoogste niveau blijft.

Omgaan meetapparatuur in een 5-as machine

Voor machines met een AWC-systeem (Automatische Werkstukwisselaar) kan dergelijke meetkalibratieapparatuur op een enkele pallet of een deelhoudersysteem worden gemonteerd. Ze kunnen zo vaak als nodig gebruikt worden.

De draadloze meetvoeler wordt bewaard in het ATC-magazijn (Automatische Toolwisselaar) van de machine totdat deze wordt opgeroepen voor gebruik. Tussen tiden kan de meetvoeler worden ingezet voor werkstukreferentie of het meten van specifieke gebieden van het deel.

Conclusie

Ongeacht hoe zwaar of in welke richting uw werktuigmachinebotsing plaatsvindt (verticaal of zijdelings), adviseren wij u ten zeerste contact op te nemen met uw lokale kantoor of de servicehotline van uw machinefabrikant.

Gebruikers van 5-as CNC-werkingscentra hoeven zich niet te schamen voor botsingen, mits ze specifieke zorg en aandacht besteden aan het onderhoud ervan. Als dit goed gedaan wordt, kunnen 5-as bewerkingscentra veel bredere productiemogelijkheden openen en de productie-effectiviteit en winstgevendheid van uw bedrijf verbeteren.