Detailní popis funkcí programu SprutCAM

3D obrábění ve SprutCAMu

3D obrábění ve SprutCAMu je prováděno pomocí indexovaného natáčení os stroje a je dosupné v konfiguraci Expert, Master a Pro. Odlišnosti mezi 2.5D a 3D obráběním jsou především v tom, že při 3D obrábění je umožňen pohyb všech 3 os stroje X, Y a Z současně, zatímco při 2.5D obrábění jsou současné pohyby těchto os omezeny pouze pro úběr materiálu po rampě nebo po spirále (kruhová interpolace v rovině XY se současným lineárním pohybem v ose Z). V ostatních případech je umožněn pouze současný pohyb osy X a Y, zatímco osa Z je nezávislá a pohyb v ní je uskutečňován po přítrzích. Hlavní odlišnost mezi těmito 2 způsoby obrábění leží tedy především v používaných strategiích obrábění a v tom, zdali řídící systém obráběcího stroje umožňuje či neumožňuje současný pohyb jeho 3 os.

V případě 3D obrábění v systému SprutCAM je jako podklad možné použít model, který může zahrnovat tělesa, plochy nebo síťové prvky. Ke každému geometrickému objektu nebo skupině objektů je možné přiřadit dodatečný přídavek, který bude při obrábění přidán k hlavnímu přídavku technologické operace.

Stejně jako u 2.5D, tak i u 3D obrábění je umožněno mít několik omezujících oblastí (zóny reprezentující upínky, sklíčidla atd.) a oblastí určených k obrábění, které vymezují povrchy modelu. V případě, že není definován ani polotovar, ani omezující oblasti, dojde k obrobení celého modelu a jeho ploch, které jsou pro danou operaci dostupné. Na druhou stranu, jsou-li polotovar a omezující oblasti definovány, dochází k obrobení polotovaru vně omezujících oblastí. Více o omezujících oblastech a oblastech určených k obrábění se dočtete v části Technologická specifika.

Základní strategie 3-osého obrábění ve SprutCAMu

3-osé hrubování:

Z-řezy (v ose Z)
Řádkování (se zadaným úhlem k ose X)
Řízené (podél nebo napříč řídícími křivkami)
Spirálovité kapsování děr a dutin (odřezávání vrstev materiálu po Archimédově spirále)
Oblastní kapsování s volitelnou trochoidální dráhou nástroje
Obrábění děr

3-osé dokončování:

Z-řezy (v ose Z)
Řádkování (se zadaným úhlem k ose X)
Řízené (podél nebo napříč řídícími křivkami)
Dokončování rovinných ploch
Komplexní (obrábění optimalizované pro ploché a strmé sekce)
Kombinované dokončování (obrábění v Z-řezech + obrábění rovinných ploch)
Optimalizované řádkování (obrábění optimalizované pro šikmé sekce)
3D profilování (obrábění po 3D křivce)
Gravírování (s možností 3D dokončení rohů)

Z-řezy

Při použití operace obrábění v Z-řezech je nejlepších výsledků dosahováno, obrábíme-li komponenty nebo jejich části, jejichž povrchy jsou blízké vertikální poloze.

Řádkování

Operaci nalézá nejlepší využití při obrábění rovinných ploch, které jsou buď v horizontální poloze (popř. poloze blízké horizontální), nebo které jsou v poloze vertikální (popř. poloze blízké vertikální).

Řízené obrábění

Operace řízeného obrábění probíhá buď po vybrané křivce, v drahách paralelních s vybranou křivkou, a nebo v drahách kolmých na tuto křivku.

Dokončování rovinných ploch

Systém SprutCAM rozpozná rovinné oblasti ležící v horizontální rovině (nebo v rovině jí blízké) a tyto oblasti automaticky obrobí.

Komplexní obrábění

Operace komplexního obrábění zahrnuje 2 dílčí operace, a to obrábění v Z-řezech a řádkování. Výchozí parametry jsou nastaveny tak, že rovinné oblasti jsou obráběny přednostně řádkováním, zatímco strmé oblasti jsou přednostně obráběny v Z-řezech. Ve výsledku je dosaženo rovnoměrného rozložení kvality povrchu celé součásti.

Kombinované obrábění

Operace se využívá při obrábění jak rovných, tak strmých ploch. Přiměřenou výšku zbytkového materiálu lze obdržet již při užití konstantního překrytí drah nástroje. Kombinované obrábění poskytuje mnohem lepší řezné podmínky pro nástroj – to staví tuto operaci na přední místa především v případech použití dlouhého nástroje s velmi malým průměrem. Kombinované dokončování umožňuje kvalitním obráběním produkovat komplexně obrobené povrchy modelu a také minimalizovat dobu obrábění.

Optimalizované řádkování

Pro obrábění povrchů součásti jsou používány hned dvě řádkovací operace. Přičemž dráhy nástroje druhé operace jsou vždy kolmé na dráhy nástroje operace první. Výchozí parametry jsou nastaveny tak, aby v každé operaci byly obrobeny pouze ty povrchy, na nichž bude dosaženo optimálního výsledku. Začleněním této operace do postupu zpracování polotovaru je dosahováno velmi dobré kvality povrchu celé součásti. Využití optimalizovaného řádkování umožňuje kvalitně obrábět součásti se složitým tvarem povrchu a také minimalizovat dobu obrábění.

3D profilování

3D profilování nachází své uplatnění při frézování prostorových prvků po 3D křivce/křivkách. Stejně jako u 2D profilování lze zvolit i u tohoto typu možnosti výstupu, a to buď ve formě kontury či odsazení od ní. Lze také použít poloměrové korekce na nástroj či velmi jednoduše upravovat pozice počátečního a koncového bodu křivky. Při obrábění pomocí operace 3D profilování se s výhodou používá kopírování výchozí křivky v určité rovině, a to buď za pomocí XY řezů, nacházejících se ve strategii obrábění, nebo transformací souřadnic.

Gravírování

Gravírování je technologie nahrazující ruční rytí. Jejím prostřednictvím lze vytvářet nápisy, znaky, loga, ornamenty apod. Systém SprutCAM umožňuje gravírování provádět v několika režimech v závislosti na tvaru plochy, na které má být provedeno. Nápisy apod. je možné vytvářet v režimu 2.5D, 3D, 4D i 5D.

Zbytkový materiál a začištění ploch

V možnostech jednotlivých zmíněných operací je možné nastavit pohyb nástroje založený na hodnotě maximální výšky zbytkového materiálu. Vzdálenost mezi přilehlými (sousedními) pohyby nástroje je nastavována automaticky tak, že výška zbytkového materiálu nepřekročí definovanou hodnotu.

Výpočet vodorovných oblastí modelu dovoluje dodatečné pohyby nástroje k jejich začištění. Tímto způsobem lze eliminovat potřebu dalšího obrábění těchto ploch.

Možnosti 5-osého obrábění

SprutCAM umožňuje generovat dráhy pro 5-osé stroje podle typu jejich kinematiky a parametrů řídícího systému. Generovaná dráha obsahuje příkazy pro cílový bod pohybu os XYZ stroje (GOTO, CIRCLE, atd. ) a příkaz MULTIGOTO pro pohyb včetně rotačních os stroje.

Systémem SprutCAM lze tedy vytvářet technologické postupy pro indexované naklápění i definovat 5-ti osé plynulé obrábění.

Obecně pro většinu systémů platí, že souřadnice rotačních os odpovídají fyzickému natočení os stroje s tím, že souřadnice XYZ seřizovacího bodu nástroje jsou stále vztaženy relativně k nějakému seřizovacímu bodu na obrobku a tento bod se nemění vůči referencím stroje.

Některé řídící systémy ale umožňují měnit pozici seřizovacího bodu podle natočení os stroje. Řídící systémy mají tedy dva módy pro 5-osé obrábění: "3-osý" a "TCPM" (Tool Center Point Management). Práce v těchto módech je značně odlišná a je tedy nutné se zaměřit na následující tři možnosti:

1. Rotuje seřizovací bod nástroje souběžně s natáčením os stroje nebo zůstává stát na místě?
2. Rotuje nulový bod obrobku (G54) zároveň s natočením stolu, nebo zůstává stát na místě?
3. Natáčejí se osy souřadného systému spolu s osami stroje, nebo je jejich směr stálý?

Ve SprutCAM jsou tyto volby k dispozici v konfiguraci stroje v příslušných sekcích parametrů stroje:

Popis jednotlivých možností:

Režim TCPM je k dispozici - nabídne volbu u jednotlivých cyklů SprutCAM a umožní tento mód spínat nebo vypínat pro každý jednotlivý cyklus.

Pokud je TCPM k dispozici, je dráha generována s příkazy INTERP 5AXIS ON, INTERP 5AXIS OFF a souřadnice jsou pak určeny nastavením ve volbách Režim kompenzace pro TCPM.

Výchozí stav režimu TCPM - specifikuje výchozí nastavení pro TCPM pro jednotlivé operace.

Režim kompenzace pro indexaci - sada parametrů pro nastavení způsobu generování souřadnic pro 3-osé obrábění po napolohování os stroje.

Režim kompenzace pro TCPM - sada parametrů pro nastavení 5-osého plynulého obrábění.

5-osá kompenzace seřizovacího bodu nástroje - nastavení umožňující rotaci seřizovacího bodu nástroje souběžně s rotací hlavy stroje.

5-osá kompenzace nulového bodu obrobku - nastavení umožňuje rotaci souřadného systému společně s rotací stolu stroje.

5-osá kompenzace souřadného systému - nastavení umožňuje posun a rotaci souřadného systému společně s pohybem rotačních os stroje.

Moderní systémy jako Heidenhain nebo Sinumeric umožňují využívat mód TCPM. V tomto módu jsou všechny tři možnosti aktivní. Toto umožňuje generovat dráhu pro 5-osé plynulé obrábění nezávisle na kinematice stroje, nastavení počátku a vyložení nástroje. Naproti tomu při 3-osém obrábění jsou tyto tři nastavení u většiny systémů vypnuty. Pro možnost indexovaného obrábění (3+2, např. sysém Heidenhain CYCLE 19) je vhodné nastavit položky dle požadavků. Více se dozvíte v následujících odstavcích.

5-osé pozicování

Některé dnešní řídící systémy vyžadují definici lokálního souřadného systému pro 5-osé indexované natočení. Bez této definice zůstává počátek na původní pozici (G54) i po natočení rotačních os stroje. V takovém případě řídící systém neví nic o kinematice stroje a jedná se 3-osý řídící systém. Pokud je ale specifikován nový lokální souřadný systém podle natočení a orientace nástroje, může vypadat situace odlišně.

Původní situace na stroji (A0 C0). G54 je levý horní a zadní roh polotovaru, seřizovací bod nástroje je na jeho ose a na čele.

Situace na stroji po 5-osém natočení s vypnutým "CS lokální" v systému SprutCAM (A20 C-40). Obrobek i nástroj se pohnuly, G54 a seřizovací bod nástroje však zůstávají na původním místě. Generovaná dráha bude závislá na umístění obrobku a na délce, vyložení nástroje.

Situace na stroji po 5-osém natočení s nastaveným "CS lokální - AUTO" v systému SprutCAM (A20 C-40). G54 zůstává na shodném umístění vůči obrobku a seřizovací bod nástroje je stále na jeho špičce. Generovaná dráha je nezávislá na umístění obrobku na stroji a na vyložení nástroje.

Obecně lze říci, že pro nastavení položky "CS Lokální", v jednotlivých cyklech systému SprutCAM, by bylo vhodné používat hodnotu AUTO. Chování lokálního souřadného systému pak vychází z nastavení schématu stroje.

Seznam stránek článku:

Následující část: Soustružení »

Předchozí část: « 2,5D obrábění ve SprutCAMu