Uw 5-As CNC Efficiëntie Boosten: 4 Bewezen Insider Tips

Er zijn uitstekende redenen om 5-as CNC-machines te gebruiken, maar om echt de productiviteitsvoordelen te plukken hebt u de juiste tooling en technieken nodig – sommige ervan zijn onder de radar. We spreken met drie industrie-experts voor tijdbesparende en productiviteitsadvies.

Of uw werkplaats nu alle vijf assen simultaan gebruikt of de bewerking beperkt tot 3+2, 5-as CNC bewerkingscentra zijn het beste wat de productiviteit is overkomen sinds hardmetaal. Er is een hele reeks voordelen aan het gebruik van 5-as bewerking waaronder: verminderde onderdeelafhandeling, minder bevestigingen, kortere looptijden, hogere onderdeelkwaliteit, eliminatie van work-in-process, en het maken van complexe en anders onmogelijke onderdelen, zoals knie-implantaten en wimpelschaufels.

Voordat u er volledig in duikt, is het belangrijk te begrijpen hoe onderdeelproductie op een 5-as CNC significant anders zal zijn dan het werk op een 3-as VMC of ander systeem.

U hebt misschien helemaal andere tooling en werkstukspanning nodig – en nieuwe strategieën voor opstelling en changeover. We spreken met drie industrie-experts voor tijdbesparende en productiviteitsadvies dat uniek is voor 5-as CNC-systemen.

5-As Bewerking Tip #1: Maak Meerdere Onderdelen in Minder Tijd met de Juiste Basisplaat, Wissel Opstellingen Snel

Een van de eerste negatieve dingen die u over 5-as bewerkingscentra hoort is de gedachte dat ze beperkt zijn tot één onderdeel per cyclus. Niet zo, zegt Brad Evans, team lead voor stationaire werkstukspanning bij Schunk.

"Veel mensen overzien de mogelijkheid om meerdere onderdelen op een 5-as machine te bewerken," zegt hij. "Maar als u uw machine uitrust met een 45-graden piramidale basisplaat, elimineert u de meeste interferentieproblemen en kunt u van drie tot zes onderdelen per cyclus frezen, afhankelijk van de piramide."

Schunk's KSC-serie 5-as schroefbanken zijn ontworpen om op een van deze SEP-stijl piramides te monteren, maar Evans erkent dat ieders schroefbank past. Speciale schroefbanken zijn nog iets wat sommige werkplaatsen over het hoofd zien.

Wat de werkstukspanning ook is en hoeveel onderdelen er in de machine passen, Evans adviseert ten zeerste het gebruik van een VERO-S of vergelijkbaar nul-punt positioneringssysteem om opstelltijd te verminderen en volledig te profiteren van de flexibiliteit van een 5-as bewerkingscentrum.

"Vanwege hun hogere kosten is het met name belangrijk om de deur zoveel mogelijk dicht te houden op een 5-as bewerkingscentrum," legt Evans uit. "Dus als u een quick-change systeem heeft en een drie- of vierzijdige piramide met een schroefbank op elke zijde, kunt u niet alleen de machine veel langer laten draaien tussen deuropeningen, maar ook binnen minuten naar een andere opstelling schakelen. U dialt niets in of tast niet af – gewoon de volgende klus erin leggen en gaan."

Ontdek waarom een trunnion-systeem niet kan concurreren met een 5-as CNC en nog veel meer in "8 Belangrijke Feiten Over 5-As Bewerkingscentra en Hoogpresterende Bewerking."

5-As Bewerking Tip #2: Gebruik Gereedschapspad Simulatie

Meerdere onderdelen per cyclus kunnen de al hoge crash-kans van 5-as bewerking verhogen waar lange gereedschapslengtes en beperkte ruimte het interferentierisico vergroten.

Slechte dagen door machinebotsingen kunnen eenvoudig vermeden worden – het kost alleen wat extra inspanning vooraf, en een softwarepakket gewijd aan het optimaal benutten van elke werktuigmachine, zegt Gene Granata, productmanager voor gereedschapspad simulatie software Vericut bij CGTech.

"Veel werkplaatsen vertrouwen op de simulatiemogelijkheden van hun CAM-systeem om interferentie te detecteren," zegt hij. "Het probleem hier is dat een programma tijdens de ontwikkeling van het gereedschapspad prima kan checken, maar zodra het post-geproceseerd is, kunnen fouten geïntroduceerd worden."

Echte gereedschapspad simulatie verifieert de gehele werktuigmachine, inclusief reislissen, gedrag van specifieke CNC-controle functies zoals dynamische offsets en snijdercompensatie, het steeds veranderende werkstuk, de bevestigingen en gereedshouders, en zelfs de klemmen die de schroefbank aan de tafel vastzetten. Dit niveau van realisme en nauwkeurigheid is moeilijk te bereiken in enig programmeersysteem.

Gereedschapspad simulatie biedt veel meer dan crash-voorkoming – het verhoogt ook de bewerkings-efficiëntie. Omdat 5-as bewerkingsoperaties over het algemeen complexer zijn dan die op minder capabele werktuigmachines, trekken veel programmeurs – met name die nieuw bij 5-as werk – gereedschappen veel verder terug dan nodig om het werkstuk vrij te maken.

Ze kunnen ook een trage aanloop en trage positioneringsvoersnelheden gebruiken omdat ze niet vertrouwen in hoe de machine zal bewegen of hoe dicht het gereedschap echt is bij potentiële botsing met iets.

"Ze verspillen allerlei tijd en beweging daarmee en gaan door uitgebreide bewijsprocessen op de werkvloer, terwijl een goede simulator u precies laat zien wat er in de machine gebeurt en hoe het zich gedraagt," zegt Granata. "Dit laat programmeurs dichter bij het onderdeel blijven tijdens positioneringsbewegingen, wat de algehele efficiëntie verhoogt, terwijl tegelijkertijd de programmeur gewaarborgd wordt dat er geen problemen zullen zijn zodra de klus de vloer haalt. Het doel moet altijd zijn: eerste onderdeel, goed onderdeel."

Heeft u een technische vraag? Vraag het MSC Metalworking Tech Team op het forum.

5-As Bewerking Tip #3: Kalibreer Uw CNC Machine voor Correcte Uitlijning

Een andere manier om uit de problemen te blijven is door de spindel en assen van de machine correct uitgelijnd te houden. De meeste 5-as bewerkingscentra komen uitgerust met tool center point (TCP) of vergelijkbare controle-opties om oppervlaktemismatches en geometrische onnauwkeurigheden te voorkomen die anders zouden kunnen optreden wanneer de machineassen van vlak naar vlak roteren. Maar als de machine zelf uit de toon is, is al de TCP ter wereld niet effectief.

Routine machinekalibratie is belangrijk op elke CNC-werktuigmachine, merkt Tom Ellis, marketingmanager van Renishaw's laser- en kalibratie productafdeling, op, maar met name op 5-as bewerkingscentra.

"Gegeven het relatief hoge rotatiecentrum, is het elimineren van alle uitlijningsfouten fundamenteel voor uw vermogen om een onderdeel correct te maken," zegt hij. "Daarom hebben we de AxiSet ontwikkeld."

Het AxiSet Check-Up systeem ziet eruit als niets meer dan een metalen lolly vastgezet op een magnetische basis. De schijn bedriegt. Door de kalibratiesfeer op de tafel van een 5-as bewerkingscentrum of de klem op een multitasking draaibank te plaatsen en deze dan in diverse axiale en radiale posities af te tasten, kunnen mechanische vormfouten snel worden weergegeven en gecorrigeerd. De systeemsoftware is ook in staat het exacte rotatiecentrum te bepalen en deze informatie door te geven aan de machinebesturing. Het resultaat is perfecte uitlijning van alle machineassen en draaipunten.

"De AxiSet, samen met de XM-60 multi-as calibrator en QC20-W ballbar, is wat wij op onze eigen werktuigmachines gebruiken," zegt Ellis. "Veel mensen realiseren zich niet, dat Renishaw een grote fabrikant is, die een miljoen of zo onderdelen per maand produceert voor onze diverse producten. Routine kalibratie levert data over hoe een machine presteert, en geeft mensen vooruitwaarschuwing van potentiële issues, of er nu een crash is geweest of niet, of of iemand er een heeft gemeld of niet."

5-As Bewerking Tip #4: De Waarde van Geautomatiseerde Werkstukspanning

Brad Evans van Schunk heeft nog een advies: Gooi de schroefbankhendel weg.

"In een automatiesituatie, of zelfs voor betere ergonomie, hebben werkplaatsen de keuze tussen hydraulische en pneumatische werkstukspanning," zegt hij. "Hydraulica heeft de rand wat greepkracht betreft, maar niet met veel, en als er ooit een lekkage in het systeem is, kijkt u naar mogelijke vervuiling van de snijvloeistoffen en vloerdroogmiddel rondom de machine."

Het is om deze redenen dat pneumatische klemming in populariteit en mogelijkheden is toegenomen de afgelopen jaren. Het is eenvoudig te installeren en te onderhouden, en als er een lekkage is, ventileert het naar de atmosfeer. Geen groot verhaal. Evans zegt dat het redelijk eenvoudig is om een van de VERO-S quick-change klemmen of piramide bevestigingen voor perslucht in te richten en te koppelen aan een PLC in het elektrische kastje van de machine als automatische klem en ontklem gewenst is.

Anders zijn een manifoold en handbediende klep of kleppen zowel snel als betaalbaar. Op welke manier dan ook, geautomatiseerde werkstukspanning is een van de vakjes die aangevinkt moeten worden op een 5-as bewerkingscentrum.

Gebruikt u pneumatische of hydraulische klemming in uw 5-as systeem vandaag? Praat met uw collega's op het metalworking forum. [registratie vereist]