Jedną z najbardziej zaawansowanych technik obróbki jest dziś obróbka w 5 osiach. Dzięki niej można obrabiać detale o różnych kształtach i rozmiarach, których ze względu na ich cechy nie da się wykonać na innych obrabiarkach. Jak działa obróbka CNC w 5 osiach? Które obrabiarki ją umożliwiają?
Czym jest obróbka 5-osiowa?
Zanim wyjaśnimy, jak działa 5-osiowa obróbka CNC, warto poznać tę rewolucyjną technikę, która przynosi przemysłowi same korzyści. Jej nazwa pochodzi od liczby kierunków, w których może poruszać się narzędzie skrawające maszyny. Jak wiadomo, obrabiarki konwencjonalne mogą poruszać się w różnych kierunkach, ale tylko w określonych, ograniczonych płaszczyznach; na przykład tokarka pracuje wyłącznie w płaszczyźnie X i Z, a frezarka w osiach X, Y i Z. W obróbce 5-osiowej dochodzą do nich dwie kolejne: A i B.
Osie A i B to w rzeczywistości ruchy obrotowe, które pozwalają narzędziu skrawającemu dotrzeć do obrabianego detalu pod dowolnym kątem i z dowolnego kierunku. W praktyce każda maszyna, nawet jeśli nie jest 5-osiowa, może dotrzeć do dowolnego punktu detalu; różnica polega na tym, że detal trzeba ręcznie przezbroić, czego nie wymaga maszyna CNC.
To, że maszyna 5-osiowa jest sterowana CNC, daje zakładom mechanicznym same korzyści. Na maszynie konwencjonalnej operator musi zmieniać położenie detalu, natomiast maszyna CNC robi to automatycznie dzięki osiom A i B – zależnie od operacji, którą chcemy wykonać na detalu; pozwala to skrócić czas produkcji.
Podsumowując: 5-osiowa obróbka CNC pozwala obrobić wszystkie pięć stron detalu w jednym zamocowaniu, bez zatrzymywania maszyny i przezbrajania detalu. Uważa się, że obróbka w 5 osiach to jedna z najbardziej zaawansowanych i złożonych technik w branży obróbki skrawaniem. Jest to obróbka skrawaniem, a ruchy obrotowe może wykonywać zarówno stół roboczy, jak i głowica.
Obróbka wieloosiowa
Ważne, aby nie mylić rodzajów obróbki wieloosiowej. Choć są to najbardziej zaawansowane techniki i w obu przypadkach maszyna ma pięć osi, trzeba umieć je rozróżnić. Rodzaje obróbki wieloosiowej to:
- Obróbka 3+2. Również tu występują osie A i B, ale pozostają one zablokowane, w odróżnieniu od osi X, Y i Z, które poruszają się jednocześnie. Osie A i B mogą zmieniać położenie, ale tylko przy przejściu od jednej operacji do drugiej.
- Obróbka 5-osiowa (symultaniczna). Jak już wspomnieliśmy, wszystkie 5 osi porusza się jednocześnie.
Jak działa obróbka CNC w 5 osiach: centra obróbcze
Nie wszystkie maszyny CNC pracują w 5 osiach. Potrafią to tylko specjalne maszyny nazywane centrami obróbczymi. Pracują one w sposób zautomatyzowany, wykonują wiele operacji obróbkowych i działają dzięki komputerowemu sterowaniu numerycznemu CNC. Wymagają minimalnego udziału człowieka i wykorzystują obrotowe narzędzia skrawające – przede wszystkim wiertła i frezy.
Jak działa obróbka CNC w 5 osiach w centrum obróbczym? Obrabiarki tego typu wykonują procesy zautomatyzowane dzięki CNC. Podobnie jak inne maszyny sterowane numerycznie, centra obróbcze wymagają dodatkowego oprogramowania do programowania, aby obrobić detal. Zanim detal zostanie zamocowany na stole maszyny, musi zostać zaprojektowany na zewnętrznych komputerach w programach CAD (komputerowe wspomaganie projektowania) i CAM (komputerowe wspomaganie wytwarzania). Po wykonaniu projektu poza maszyną trzeba go przełożyć na alfanumeryczny język CNC i wczytać do komputera obrabiarki.
Po wykonaniu programowania (automatycznego lub ręcznego) centrum obróbcze może rozpocząć pracę. Właśnie dzięki projektowi wczytanemu do komputera maszyna wie, jakich narzędzi skrawających użyć i jak ustawić detal.
Ruch osi
Jedną z cech centrum obróbczego jest możliwość obróbki wszystkich stron detalu w jednym zamocowaniu. Umożliwia to 5 osi, w które jest wyposażone. Pierwsze trzy odpowiadają kartezjańskiemu układowi X, Y i Z. Czwarta i piąta oś to odpowiednio A i B. Oś A służy do sterowania obrotem detalu wokół jednej z osi; sprawdza się szczególnie przy obróbce detali o kształcie cylindrycznym.
Z kolei oś B odpowiada za obrót wszystkich osi jednocześnie. Dzięki piątej osi można łączyć obroty, co daje większą swobodę ruchu; ponadto oś B pozwala wykonać ruch prostopadły względem osi, podczas gdy detal jest nachylany prostopadle do niej.