Frezowanie CNC - precyzja i powtarzalność za pomocą wspomagania komputerowego

 

Frezowanie CNC (ang. Computerized Numerical Control) to precyzyjny proces obróbki skrawaniem, w którym przebieg frezowania przejmuje mikrokomputer, zintegrowany
z częścią sterującą obrabiarki. Technologia ta pojawiła się w połowie lat siedemdziesiątych, wraz z rozwojem komputerów. Zasada obróbki wiórowej na frezarkach sterowanych numerycznie jest taka sama jak w przypadku frezowania konwencjonalnego. Ruch główny obrotowy wykonywany jest przez narzędzie skrawające, najczęściej wieloostrzowe, natomiast ruch posuwowy może wykonywać przedmiot obrabiany, narzędzie lub jednocześnie przedmiot wraz z narzędziem.

Podczas frezowania konwencjonalnego czynności takie jak ustawienie posuwów i pozycji narzędzia, włączenie/wyłączenie chłodziwa, pobranie narzędzia z magazynu oraz jego zamocowanie we wrzecionie, dobór obrotów wrzeciona, a także przejazdy narzędzia wykonywane są przez operatora frezarki. W przypadku frezowania CNC, czynności te zostają przejęte przez odpowiednio napisany program.

Programowanie polega na wprowadzeniu odpowiedniego algorytmu, m.in. w postaci G-kodów czy funkcji maszynowych, w odpowiednim języku programowania, w jaki wyposażona jest frezarka sterowana numerycznie. Polecenia z programu, zapisane w odpowiednio ułożonych blokach/zdaniach, wykonywane są za pomocą sterownika PLC. Sterownik ten reguluje całą pracą maszyny. Zadaniem operatora frezarki CNC jest zatem uzbrojenie maszyny, zamocowanie materiału, napisanie lub wywołanie odpowiedniego programu, a także ustawienie punktu zerowego tego programu.

Frezowanie CNC charakteryzuje się niezwykłą precyzją i powtarzalnością wykonanych części. Wpływ na dokładność ma zarówno budowa frezarek sterowanych numerycznie, które w zależności od producenta posiadają dokładność pozycjonowania do 0,002mm, jak i funkcja programowania. Zaprogramowana maszyna podczas obróbki wytwarza części
w sposób cykliczny. Ewentualne korekty wymiarów obrabianej części, czy parametrów skrawania narzędzi, mogą być wprowadzane bezpośrednio w programie lub w kompensacji narzędzi. Służy do tego panel sterowania, w który wyposażona jest każda maszyna CNC.

Frezarki CNC można również programowa mając do dyspozycji gotowy trójwymiarowy model produktu. W tym celu wymagany jest osobny komputer z zainstalowanym programem typu CAD/CAM, a także postprocesor, potrzebny do wygenerowania programu w języku programowania dla danej frezarki CNC .

 

Frezowanie CNC zalety

 

Frezowanie CNC zapewnia niewiarygodną elastyczność oraz ogromnie skraca łańcuch procesu produkcyjnego. Sterowanie manualne maszyną przejmuje komputer, zwiększa się przez to produktywność stanowiska, precyzja wytwarzanych części oraz zminimalizowane zostają błędy operatora podczas obróbki. Bezpieczeństwo pracy na stanowisku również ulega poprawie, ponieważ operator frezarki CNC nie ma bezpośredniej styczności z przedmiotem obrabianym. Regulacja parametrów skrawania przez komputer, takich jak posuw, przyczynia się do wydłużenie żywotności narzędzia skrawającego. Polepsza się również jakość wykonania frezowanych powierzchni.

Osie frezarek numerycznych mogą być sterowane indywidualnie lub jednocześnie z posuwami. Z racji tego, nawet trudne do wykonania płaszczyzny części, mogą być łatwo zrealizowane. Przykładem są wkłady form wtryskowych, gdzie bardzo często występują powierzchnie skośne, wklęsłe i wypukłe, wymagające posuwu narzędzia w trzej osiach jednocześnie. Czas wykonania takich skomplikowanych form jest nieporównywalnie krótszy i mniej pracochłonny, niż w przypadku frezowania konwencjonalnego.

Niezbędne narzędzia są przechowywane w magazynie wymiany narzędzi. W razie potrzeby są używane bez konieczności przerywania procesu frezowania CNC, przez czasochłonne ponowne ich mocowanie. Wspomniana elastyczność znajduje również odzwierciedlenie w nieskomplikowanej możliwości wytwarzania odmian przedmiotów, poprzez zwykłą modyfikację już istniejącego programu CNC.

Frezowanie CNC jest popularnym procesem obróbki zarówno w produkcji mało- jak i wielkoseryjnej, w takich sektorach jak przemysł motoryzacyjny, lotniczy, maszynowy, gdzie wymagana jest dokładność i powtarzalność wykonania.

W innym artykule opisaliśmy Rodzaje frezów