Optymalizacja programów obróbczych na obrabiarkach CNC

Tradycyjne obrabiarki sterowane numerycznie (CNC) mają najczęściej parametry obróbki wybierane zgodnie z książkową wiedzą i doświadczeniem technologa. W praktyce bardzo często spotykamy się z tendencją do wybierania konserwatywnych parametrów skrawania w celu uniknięcia uszkodzeń maszyn i zapewnienia wymaganej jakości produktu. Aby zwiększyć wydajność procesu obróbki w wyniku przeprowadzania eksperymentów w nowoczesnych firmach niestosujących takich konserwatywnych praktyk, próbuje się znaleźć optymalne parametry obróbki off-line z wykorzystaniem odpowiednich systemów komputerowych (np.: VERICUT-OptiPath, OMATIVE, NCSIMUL).

Siłą napędową optymalizacji parametrów obróbki w przemyśle wytwórczym są wymóg zwiększenia wydajności oraz dążenie do obniżenia kosztów obróbki, jak i zwiększenie jakości obrabianych części. Większość stosowanych systemów optymalizacyjnych opiera się na optymalizacji wielkości prędkości posuwu i prędkości skrawania [2].

Za pomocą odpowiednich systemów optymalizacyjnych możemy więc skrócić czas produkcji, podnosząc jakość i jednocześnie produkując więcej części.

Program obróbczy CNC – metodologia postępowania przy opracowaniu

Proces opracowania programu obróbczego został dokładnie przedstawiony na rys 1.  Na podstawie modelu części opracowanego w biurze konstrukcyjnym technolog programista wybiera typ obrabiarki zapewniającej prawidłowe jakościowo wykonanie części. Następnie dokonuje wyboru odpowiedniej strategii obróbki tej części, opracowuje założenia do zaprojektowania i wykonania oprzyrządowania oraz narzędzi skrawających. Potem przy pomocy systemu sterowania produkcją (np. SAP) składa stosowne zamówienie na opracowanie konstrukcji i wykonanie oprzyrządowania oraz zamawia narzędzia skrawające. W systemie CAM (np. SURFCAM) opracowuje program obróbczy dla wybranej obrabiarki CNC, poprzez postprocesor generuje program obróbczy w kodzie konkretnej obrabiarki. Ponadto dokonuje sprawdzenia programu obróbczego przy pomocy systemu symulacyjnego VERICUT i wprowadza ewentualne poprawki w przypadku kolizji czy błędów obróbczych. Po wykonaniu tych czynności opracowuje arkusz ustawczy dla logistyka i operatora obrabiarki CNC.

Program obróbczy jest umieszczany na specjalnym serwerze i następnie pobierany przez operatora obrabiarki CNC. Program obróbczy jest testowany na obrabiarce pod nadzorem technologa programisty, tzw. FAI (First Article Inspection). Po teście wprowadzane są ewentualne poprawki do programu, jak i do arkusza ustawczego narzędzi. Po zakończonych pozytywnie testach i ewentualnych zmianach program obróbczy zostaje skopiowany na serwer. Następuje także przekazanie arkusza ustawczego do archiwum wydziałowego. Ostatnim etapem jest optymalizacja programu obróbczego polegająca na uzyskaniu jak najkrótszego czasu wykonania danej części [3, 4].

Powyżej pokazano metodologię postępowania przy opracowaniu programów obróbczych na obrabiarki sterowane numerycznie. Przedstawiona metodologia nadaje się do każdego przedsiębiorstwa używającego obrabiarki CNC. W mniejszych firmach z niektórych pokazanych elementów można zrezygnować. Jednak w firmach lotniczych, które są na wysokim szczeblu organizacyjnym, te wszystkie pokazane elementy powinny być zachowane [3].

Program obróbczy przygotowany dla obrabiarek sterowanych numerycznie można podzielić na trzy główne etapy:

1. opracowanie programu wykonania części w programie CAD/CAM wraz z wygenerowaniem kodu sterującego obrabiarką,
2. testowanie i wdrożenie programu obróbczego na obrabiarce CNC,
3. optymalizacja programu obróbczego, w którym za najważniejsze kryterium optymalizacyjne w praktyce uznaje się czas wykonania części, a co za tym idzie – koszty wytwarzania.

Galeria

Zobacz więcej