Efficiënt continu draaien met geavanceerde frees-draai machines

Een duidelijke aantrekkingskracht van het frees-draai platform is de mogelijkheid om werkstukken volledig in één opstelling te bewerken. Vooruitgang in CAM-software stelt nu frees-draai machines uitgerust met een B-as freeskop in staat om afwerkdraaien van binnen- en buitenprofielen van werkstukken uit te voeren met een enkel snijgereedschap. Deze nieuwe draai-afwerkcyclus kan continu langs binnen- en buitenprofielen snijden in één stap met slechts één gereedschap, wat de noodzaak elimineert om een reeks draaigereedschappen met verschillende geometrieën te gebruiken.

De B-as contourcyclus is ontwikkeld door DP Technology (Camarillo, Californië) en is beschikbaar in het bedrijfseigen Esprit 2008 CAM-pakket. De cyclus neemt een efficiënte benadering door de B-as continu te laten roteren terwijl het snijgereedschap de contour volgt, wat het gereedschap in staat stelt gebieden te bereiken die anders onbereikbaar zouden zijn vanwege de geometrie van het gereedschap. Het gebruik van deze nieuwe bewerkingscyclus vermindert het aantal benodigde snijgereedschappen, het aantal gereedschapswissels en programmeertijd terwijl het een gladde, trapvrije oppervlakteafwerking levert. Uiteindelijk zijn de mogelijke resultaten bespaarde tijd en geld voor machinewinkels.

De contour volgen

In juni 2007 werd een succesvolle B-as contourproefsnede uitgevoerd op het technische centrum van Mori Seiki in Los Angeles, Californië op een NT3150 frees-draai machine. De coördinaten in de NC-code werden uitgevoerd voor het gereedschapsneuscentrum met behulp van de roteer gereedschaps middelpunt (RTCP) functie van de machine's Fanuc-besturing. De RTCP-functie, die gebruikt moet worden voor de contourcyclus, laat het gereedschap draaien om zijn controlepunt in plaats van om het B-as draaipunt.

De B-as contourcyclus is gebaseerd op Esprit's SolidTurn contourcyclus. Het grootste verschil is dat de B-as technologie volledige controle biedt over de keuze van B-as rotatiestrategieën en toelaatbare B-as hoeklimieten.

Gebruikers kunnen twee strategieën aanwenden om gereedschapsoriëntatie tijdens de draaioperatie te beheren. De eerste is om een constante aanloophoek tussen het gereedschap en het werkstukoppervlak te behouden. Daarmee behoudt het gereedschap de initiële aanloophoek in relatie tot het profiel dat wordt gesneden. Deze initiële aanloophoek is een functie van de oorspronkelijke gereedschapsoriëntatie in de B-as kop en de oriëntatie van het eerste element in het profiel. Als de helling van het profiel verandert, kantelt de B-as kop het gereedschap dienovereenkomstig om dezelfde aanloophoek ten opzichte van het werkstukoppervlak te behouden. De totale kanteling van het gereedschap wordt beperkt door een door de gebruiker gedefinieerd bereik van aanloophoeken naast de software's automatische onderdeel/gereedschap botsingdetectie capaciteit. Deze strategie produceert de beste snijcondities door de optimale hoek tussen het gereedschap en het te snijden oppervlak te behouden. Het vereist echter bijna constante beweging in de B-as, wat over-reisbeweging kan genereren.

De tweede B-as rotatiestrategie is om gereedschapsrotatie te minimaliseren door het gereedschap alleen te kantelen wanneer nodig. Deze strategie behoudt de initiële gereedschapsoriëntatie totdat het gereedschap een oppervlak bereikt dat niet kan worden gesneden met het gereedschap in zijn huidige oriëntatie. Alleen dan kantelt het gereedschap zoveel als nodig om het oppervlak te snijden binnen de door de gebruiker gedefinieerde B-as hoeklimieten. Deze strategie, gebruikt in de eerder genoemde proefsnede, beperkt de rotatie van de B-as tot gebieden die niet gesneden kunnen worden met een traditionele gereedschapshoek.

Beide strategieën zijn eenvoudig te verifiëren en gebruikers kunnen gereedschapsas-vectoren op scherm weergeven om de beste strategie voor een gegeven onderdeelgeometrie te bepalen. De gebruiker heeft volledige controle over het bereik van B-as rotatie tijdens de hele snede. Een manier om de hoek van het gereedschap te beperken is om de totale toelaatbare B-as rotatie te beperken door door de gebruiker gedefinieerde minimum en maximum B-as hoeken toe te passen. Alternatief, voor nog strakkere controle, definiëren door de gebruiker gedefinieerde minimum en maximum aanloophoeken het toelaatbare bereik van de lokale aanloophoek van het gereedschap.

Botsingpreventie

Ingebouwde botsingdetectie voorkomt een botsing tussen het onderdeel en het gereedschap wanneer het gereedschapspad wordt berekend. In plaats van uitsluitend te vertrouwen op de gedefinieerde gereedschapsgeometrie, gebruikt botsingdetectie een silhouet van het gereedschap dat door de gebruiker kan worden gewijzigd. De vorm van de gereedschapssilhouet hangt af van de werkelijke gereedschapsgeometrie en door de gebruiker gedefinieerde vrijruimtewaarden voor de voor- en achterkant van het gereedschap. Extra vrijruimte kan rond het gereedschap worden toegevoegd om de mogelijkheid te vermijden dat het gereedschap het materiaal aastipt bij het snijden van profielen die een vergelijkbare hoek hebben met de voor- of achterkant van het gereedschap.

Programmeurs hoeven niet langer meerdere programma's te maken met traditionele methoden. In plaats daarvan zal een enkele B-as contouroperatie een heel profiel afwerken zonder te stoppen voor gereedschapswissels. Het elimineren van gereedschapswissels bespaart kostbare seconden in de totale cyclus tijd en elimineert ook de mogelijkheid van getuigenmerken waar het ene gereedschap ophoudt en het andere begint.

Over de auteur: Ann Mazakas is manager van technische communicatie bij DP Technology.