4 dicas sob o radar para produtividade CNC de 5 eixos

Existem algumas razões excelentes para usar máquinas CNC de 5 eixos, mas para realmente colher os benefícios de produtividade, você precisará das ferramentas e técnicas certas, algumas das quais estão sob o radar. Conversamos com três especialistas do setor para obter orientação sobre economia de tempo e produtividade.

Quer sua oficina use todos os cinco eixos simultaneamente ou limite sua usinagem a 3+2, os centros de usinagem CNC de 5 eixos são a melhor coisa a acontecer para a produtividade desde o metal duro. Há uma série de benefícios no uso de usinagem de 5 eixos, incluindo:manuseio reduzido de peças, menos acessórios, prazos de entrega mais curtos, maior qualidade de peças, eliminação de trabalho em processo e fabricação de peças complexas e impossíveis, como implantes de joelho e pás do impulsor.

Antes de mergulhar completamente, é importante entender como a criação de peças em um CNC de 5 eixos será significativamente diferente do trabalho em um VMC de 3 eixos ou outro sistema.

Você pode precisar de ferramentas e suportes de trabalho totalmente diferentes - e novas estratégias para configuração e troca. Conversamos com três especialistas do setor para obter conselhos sobre economia de tempo e produtividade exclusivos dos sistemas CNC de 5 eixos.

Dica de usinagem de 5 eixos nº 1:faça várias peças em menos tempo com a placa de base certa, altere as configurações rapidamente

Um dos primeiros pontos negativos que você pode ouvir sobre os centros de usinagem de 5 eixos é a noção de que eles são limitados a uma peça por ciclo. Não é assim, diz Brad Evans, líder da equipe de retenção estacionária na Schunk.

“Muitas pessoas ignoram a capacidade de usinar várias peças em uma máquina de 5 eixos”, diz ele. “Mas se você equipar sua máquina com uma placa de base piramidal de 45 graus, você elimina a maioria dos problemas de interferência e pode usinar de três a seis peças por ciclo, dependendo da pirâmide.”

As morsas de 5 eixos da série KSC da Schunk são projetadas para serem montadas em uma dessas pirâmides no estilo SEP, mas Evans reconhece que a morsa de qualquer pessoa se encaixa. Tornos especiais são outra coisa que algumas lojas ignoram.

Seja qual for o suporte de trabalho e quantas peças possam ser espremidas na máquina, Evans recomenda enfaticamente o uso de um sistema de localização de ponto zero VERO-S ou comparável para reduzir o tempo de configuração e aproveitar ao máximo a flexibilidade de um centro de usinagem de 5 eixos.

“Devido ao seu custo mais alto, é particularmente importante manter a porta fechada o máximo possível em um centro de usinagem de 5 eixos”, explica Evans. “Então, se você tem um sistema de troca rápida e uma pirâmide de três ou quatro lados com uma morsa em cada lado, você pode não apenas operar a máquina por muito mais tempo entre as aberturas das portas, mas também mudar para uma configuração diferente em poucos minutos. Você não está discando nada ou tocando, apenas deixe o próximo trabalho e vá embora.”

Descubra por que um sistema de munhão não pode competir com um CNC de 5 eixos e muito mais em “8 fatos importantes sobre centros de usinagem de 5 eixos e usinagem de alto desempenho.”

Dica de usinagem de 5 eixos nº 2:use a simulação de percurso 

Várias peças por ciclo podem aumentar o já alto potencial de colisão da usinagem de 5 eixos, onde comprimentos de ferramenta longos e quartos apertados aumentam o risco de interferência.

Dias ruins devido a colisões de máquinas podem ser facilmente evitados – basta um pouco de esforço adicional inicial e um pacote de software dedicado a tirar o máximo proveito de cada máquina-ferramenta, diz Gene Granata, gerente de produto do software de simulação de caminho de ferramenta Vericut na CGTech .

“Muitas lojas confiam nos recursos de simulação de seu sistema CAM para detectar interferências”, diz ele. “O problema aqui é que um programa pode funcionar bem durante o desenvolvimento do caminho da ferramenta, mas depois de ser pós-processado, erros podem ser introduzidos.”

A verdadeira simulação do caminho da ferramenta também verifica toda a máquina-ferramenta, incluindo limites de deslocamento, comportamento de funções específicas de controle CNC, como deslocamentos dinâmicos e compensação de cortador, a peça de trabalho em constante mudança, os acessórios e porta-ferramentas e até os grampos que prendem a morsa à mesa. Este nível de realismo e precisão é difícil de alcançar em qualquer sistema de programação.

No entanto, a simulação do caminho da ferramenta oferece muito mais do que evitar colisões – ela também aumenta a eficiência da usinagem. Como as operações de usinagem de 5 eixos são geralmente mais complexas do que aquelas executadas em máquinas-ferramentas menos capazes, muitos programadores – particularmente aqueles novos no trabalho de 5 eixos – retraem as ferramentas muito mais do que o necessário para limpar a peça de trabalho.

Eles também podem usar uma abordagem lenta e taxas de avanço de posicionamento lentas porque não estão confiantes sobre como a máquina se moverá ou quão perto a ferramenta realmente está de potencialmente colidir com algo.

“Eles desperdiçam todo tipo de tempo e movimento fazendo isso e passam por extensos processos de comprovação no chão de fábrica, enquanto um bom simulador mostra exatamente o que está acontecendo dentro da máquina e como ela está se comportando”, diz Granata. “Isso permite que os programadores fiquem mais próximos da peça durante os movimentos de posicionamento, o que aumenta a eficiência geral e, ao mesmo tempo, garante ao programador que não haverá problemas quando o trabalho chegar ao chão. O objetivo deve ser sempre a primeira parte, a parte boa.”

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Dica de usinagem de 5 eixos nº 3:calibre sua máquina CNC para alinhamento adequado 

Outra maneira de evitar problemas é manter o eixo e os eixos da máquina alinhados corretamente. A maioria dos centros de usinagem de 5 eixos vem equipada com ponto central da ferramenta (TCP) ou opções de controle semelhantes para evitar incompatibilidades de superfície e imprecisões geométricas que podem ocorrer quando os eixos da máquina giram de um plano para outro. Mas se a própria máquina estiver desafinada, todo o TCP do mundo não será eficaz.

A calibração de rotina da máquina é importante em qualquer máquina-ferramenta CNC, observa Tom Ellis, gerente de marketing da divisão de produtos de calibração e laser da Renishaw, mas especialmente em centros de usinagem de 5 eixos.

“Dado o centro de rotação relativamente alto, eliminar todo o desalinhamento é fundamental para sua capacidade de fazer uma peça corretamente”, diz ele. “É por isso que desenvolvemos o AxiSet.”

O sistema AxiSet Check-Up se parece com nada mais do que um pirulito de metal preso a uma base magnética. As aparências podem enganar. Ao colocar a esfera de calibração na mesa de um centro de usinagem de 5 eixos ou o mandril em um torno multitarefa e depois apalpá-la em várias posições axiais e radiais, erros de forma mecânica podem ser exibidos e corrigidos rapidamente.
O software do sistema também é capaz de determinar o centro de rotação exato e transmitir essa informação ao controle da máquina-ferramenta. O resultado é o alinhamento perfeito de todos os eixos e pontos de articulação da máquina.

“O AxiSet, junto com o calibrador multieixo XM-60 e o ballbar QC20-W, é o que usamos em nossas próprias máquinas-ferramentas”, diz Ellis. “Muitas pessoas não percebem, mas a Renishaw é uma grande fabricante, produzindo cerca de um milhão de peças por mês para nossos diversos produtos. A calibração de rotina fornece dados sobre o desempenho de uma máquina e avisa as pessoas com antecedência sobre possíveis problemas, se houve ou não uma falha, ou se alguém relatou uma ou não.”

Dica de usinagem de 5 eixos nº 4:o valor da retenção de trabalho automatizada

Brad Evans, da Schunk, tem outro conselho:abandone a alça do torno.

“Em uma situação de automação, ou mesmo para maior ergonomia, as oficinas podem escolher entre fixação hidráulica e pneumática”, diz ele. “A hidráulica tem a vantagem em termos de força de preensão, mas não muito, e se houver um vazamento no sistema, você está analisando uma possível contaminação dos fluidos de corte e piso seco ao redor da máquina.”

É por esses motivos que a fixação pneumática cresceu em popularidade e capacidade nos últimos anos. É simples de instalar e manter e, se houver vazamento, ele é liberado para a atmosfera.

Nada demais. Evans diz que é muito fácil conectar um dos mandris de troca rápida VERO-S ou acessórios de pirâmide para ar comprimido e amarrá-lo em um PLC dentro do gabinete elétrico da máquina se for desejado o grampo e o desbloqueio automáticos.

Caso contrário, uma válvula ou válvulas acionadas manualmente são rápidas e acessíveis. De qualquer forma, a fixação automatizada é mais uma das caixas que devem ser verificadas em um centro de usinagem de 5 eixos.

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