Produkcja małoseryjna elementów na frezarce CNC poradnik cz.1 PROJEKTOWANIE
W dzisiejszym świecie wiodącą i wciąż rozwijającą rolę spełniają maszyny produkcyjne typu CNC (ang. Computer Numerical Control – Komputerowe Sterowanie Urządzeń Numerycznych). Frezarki, tokarki czy wiertarki sterowane bezpośrednio przez komputer stanowią przyszłość produkcji – w pełni zautomatyzowanej, wielkoseryjnej, wydajnej a co najważniejsze powtarzalnej. Obsługa maszyn ma jednak swoje wady. Mnogość parametrów, koszta zakupu czy eksploatacji oraz potrzeba zatrudnienia wykwalifikowanej załogi stanowią często przeszkodę dla małych przedsiębiorstw rozważających inwestycję w numeryczne maszyny do obróbki skrawaniem. Czy jednak warto rozważyć zakup takiego urządzenia, czy też lepiej zlecić wykonanie elementów firmom wyspecjalizowanym? Jakie korzyści płyną z posiadania maszyny gotowej od razu do pracy i o czym należy pamiętać? Swoimi doświadczeniami podzielimy się z Tobą, Czytelniku, w naszym cyklu poradników.
W firmach takich jak KD Aerial Technology produkuje się wysoce wyspecjalizowane produkty dopasowane pod najbardziej wyśrubowane wymagania klientów. Korzystając z technologii CAD powstają produkty unikatowe, potrzebne do wytworzenia w małych seriach, nierzadko jest to produkcja jednostkowa. Do tego celu została nabyta frezarka CNC (rysunek powyżej). Urządzenie opisywane przez dystrybutora, firmę Tombit, jako „do grawerowania i cięcia takich materiałów jak drewno, plexi, płyty MDF, PVC, akryl, drewno kompozytowe, stopy aluminium, lekkie metale”.[1] Dane techniczne urządzenia wyszczególniono w tabeli poniżej. Do obsługi maszyny wykorzystywane jest oprogramowanie Mach3.
Procedura produkcji od projektu do gotowego detalu składa się z kilku etapów. W pierwszej kolejności należy stworzyć model w oprogramowywaniu CAD. Należy zwrócić przy tym uwagę na kilka ważnych aspektów. Przede wszystkim obszar roboczy. Musimy pamiętać, aby wygenerowane przez nas elementy nie wykraczały poza możliwości pracy frezarki – może to spowodować uszkodzenie materiału, błędu sterownika urządzenia lub złamanie frezu / wiertła. Zapobiec przypadkowemu wykroczeniu poza obszar roboczy można rysując przed rozpoczęciem pracy prostokąt odwzorowujący pole działania frezarki w programie. Warto przy tym pamiętać o pozostawieniu marginesu bezpieczeństwa – może się przecież zdarzyć sytuacja
w której np. materiał do obróbki zostanie źle umiejscowiony
w łożu frezarki.
Podczas samego projektowania należy dopasować projekt do możliwości frezarskich. Należy pamiętać
o odpowiednim doborze średnic otworów oraz odpowiedniej metody ich wykonania. Przykładowo: otwór 3 mm możemy wykonać w dwojaki sposób, frezowaniem lub wierceniem. Jeśli zdecydujemy się na frez musimy pamiętać, że otwór 3 mm nie wykonamy frezem o tej samej średnicy. Z doświadczeń zebranych podczas frezowania w KD Aerial Technology można było wywnioskować, że im mniejszy frez od wymaganej średnicy otworu, tym lepszy efekt końcowy frezowania. Doskonałe efekty daje druga metoda
– wiercenie. Ze względu na specyfikę tej metody (narzędzie wykonujące jedynie ruch posuwowy w osi Z frezarki) średnicę otworu ustalamy dobierając średnicę wiertła. Minusem tego rozwiązania jest jednak potrzeba dodatkowej operacji przezbrojenia maszyny (zamiany wiertła na frez).
Przy projektowaniu konturów zewnętrznych i wewnętrznych elementów również średnice posiadanych frezów pełnią bardzo istotną rolę. Jeśli dopiero rozpoczynasz swoją pracę z frezarkami CNC zalecane jest abyś wykonał próbnie projekt przedstawiony na rysunku powyżej. Po jego wykonaniu można zauważyć, że pomimo braku zadanych zaokrągleń krawędzi niektóre z rogów i tak zostały wykonane w formie łuków. Wynika to z ruchów jakie wykonuje frezarka. Zasada działania tego mechanizmu została przedstawiona na rysunku poniżej.
W kolejnej części poradnika podpowiemy co to jest G-Code, jakie daje możliwości i jak go optymalnie wygenerować.
[1] Tombit Automatyka, http://www.automatyka-tombit.pl/strefa-cnc/333-6040z-s15-3d-frezarka-cnc.html, dostęp online dnia 28 czerwca 2016
