4 consejos ocultos para la productividad CNC de 5 ejes

Hay algunas razones excelentes para usar máquinas CNC de 5 ejes, pero para obtener realmente los beneficios de la productividad, necesitará las herramientas y las técnicas adecuadas, algunas de las cuales pasan desapercibidas. Hablamos con tres expertos de la industria para obtener orientación sobre productividad y ahorro de tiempo.

Ya sea que su taller utilice los cinco ejes simultáneamente o limite su mecanizado a 3+2, los centros de mecanizado CNC de 5 ejes son lo mejor que le ha pasado a la productividad desde el carburo. Hay una gran cantidad de beneficios al usar el mecanizado de 5 ejes, que incluyen:manejo reducido de piezas, menos accesorios, plazos de entrega más cortos, mayor calidad de las piezas, la eliminación del trabajo en proceso y la fabricación de piezas complejas e imposibles, como implantes de rodilla. y palas del impulsor.

Antes de sumergirse completamente, es importante comprender cómo la fabricación de piezas en un CNC de 5 ejes será significativamente diferente al trabajo en un VMC de 3 ejes u otro sistema.

Es posible que necesite herramientas y sujeción de trabajos completamente diferentes, y nuevas estrategias para la configuración y el cambio. Hablamos con tres expertos de la industria para obtener consejos sobre productividad y ahorro de tiempo exclusivos de los sistemas CNC de 5 ejes.

Consejo de mecanizado de 5 ejes n.º 1:Cree piezas múltiples en menos tiempo con la placa base adecuada, cambie las configuraciones rápidamente

Uno de los primeros aspectos negativos que puede escuchar acerca de los centros de mecanizado de 5 ejes es la idea de que están limitados a una pieza por ciclo. No es así, dice Brad Evans, líder del equipo de sujeción de piezas estacionarias en Schunk.

“Muchas personas pasan por alto la capacidad de mecanizar varias piezas en una máquina de 5 ejes”, dice. “Pero si equipa su máquina con una placa base piramidal de 45 grados, elimina la mayoría de los problemas de interferencia y puede mecanizar entre tres y seis piezas por ciclo, según la pirámide”.

Las prensas de 5 ejes de la serie KSC de Schunk están diseñadas para montarse en una de estas pirámides de estilo SEP, pero Evans reconoce que la prensa de cualquier persona encajará. Las prensas especiales son otra cosa que algunas tiendas pasan por alto.

Sin embargo, sea cual sea la sujeción del trabajo y la cantidad de piezas que se puedan introducir en la máquina, Evans recomienda enfáticamente utilizar un VERO-S o un sistema de localización de punto cero comparable para reducir el tiempo de configuración y aprovechar al máximo la flexibilidad de un centro de mecanizado de 5 ejes.

“Debido a su mayor costo, es particularmente importante mantener la puerta cerrada tanto como sea posible en un centro de mecanizado de 5 ejes”, explica Evans. “Entonces, si tiene un sistema de cambio rápido y una pirámide de tres o cuatro lados con un tornillo de banco en cada lado, no solo puede operar la máquina por mucho más tiempo entre las aperturas de las puertas, sino también cambiar a una configuración diferente en cuestión de minutos. No está marcando nada ni terminando, simplemente deje el siguiente trabajo y listo".

Descubra por qué un sistema de muñones no puede competir con un CNC de 5 ejes y mucho más en "8 datos importantes sobre los centros de mecanizado de 5 ejes y el mecanizado de alto rendimiento".

Sugerencia de mecanizado de 5 ejes n.º 2:utilice la simulación de trayectoria 

Múltiples piezas por ciclo pueden aumentar el ya alto potencial de choque del mecanizado de 5 ejes donde las herramientas de gran longitud y los espacios reducidos aumentan el riesgo de interferencia.

Los días malos debido a las colisiones de la máquina se pueden evitar fácilmente:todo lo que se necesita es un poco de esfuerzo adicional por adelantado y un paquete de software dedicado a aprovechar al máximo cada máquina herramienta, dice Gene Granata, gerente de producto del software de simulación de trayectoria Vericut en CGTech. .

“Muchos talleres confían en las capacidades de simulación de su sistema CAM para detectar interferencias”, dice. "El problema aquí es que un programa puede funcionar bien durante el desarrollo de la trayectoria, pero una vez que se ha posprocesado, se pueden introducir errores".

La verdadera simulación de trayectoria también verifica toda la máquina herramienta, incluidos los límites de recorrido, el comportamiento de las funciones de control CNC específicas, como las compensaciones dinámicas y la compensación del cortador, la pieza de trabajo en constante cambio, los accesorios y portaherramientas, e incluso las abrazaderas que sujetan el tornillo de banco a la mesa. Este nivel de realismo y precisión es difícil de lograr en cualquier sistema de programación.

Sin embargo, la simulación de trayectoria proporciona mucho más que evitar colisiones:también aumenta la eficiencia del mecanizado. Debido a que las operaciones de mecanizado de 5 ejes son generalmente más complejas que las realizadas en máquinas herramienta de menor capacidad, muchos programadores, en particular los nuevos en el trabajo de 5 ejes, retraen las herramientas mucho más de lo necesario para limpiar la pieza de trabajo.

También pueden usar un enfoque lento y velocidades de avance de posicionamiento lentas porque no están seguros de cómo se moverá la máquina o qué tan cerca está realmente la herramienta de colisionar potencialmente con algo.

“Pierden todo tipo de tiempo y movimiento haciendo eso y pasan por extensos procesos de prueba en el taller, mientras que un buen simulador te muestra exactamente lo que sucede dentro de la máquina y cómo se comporta”, dice Granata. “Esto permite a los programadores permanecer más cerca de la pieza durante los movimientos de posicionamiento, lo que aumenta la eficiencia general y, al mismo tiempo, le asegura al programador que no habrá ningún problema una vez que el trabajo llegue al piso. El objetivo siempre debe ser la primera parte, la buena parte.”

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Consejo de mecanizado de 5 ejes n.º 3:Calibre su máquina CNC para una alineación adecuada 

Otra forma de no meterse en problemas es mantener el husillo y los ejes de la máquina correctamente alineados. La mayoría de los centros de mecanizado de 5 ejes vienen equipados con punto central de la herramienta (TCP) u opciones de control similares para evitar los desajustes de superficie y las imprecisiones geométricas que de otro modo podrían ocurrir cuando los ejes de la máquina giran de un plano a otro. Pero si la propia máquina está desafinada, todo el TCP del mundo no será efectivo.

La calibración rutinaria de la máquina es importante en cualquier máquina herramienta CNC, señala Tom Ellis, director de marketing de la división de productos de calibración y láser de Renishaw, pero especialmente en los centros de mecanizado de 5 ejes.

“Dado el centro de rotación relativamente alto, la eliminación de toda desalineación es fundamental para su capacidad de hacer una pieza correctamente”, dice. “Es por eso que desarrollamos el AxiSet”.

El sistema AxiSet Check-Up parece nada más que una piruleta de metal unida a una base magnética. Las apariencias engañan. Al colocar la esfera de calibración en la mesa de un centro de mecanizado de 5 ejes o el mandril en un torno multitarea y luego palparlo en varias posiciones axiales y radiales, los errores de forma mecánica se pueden mostrar y corregir rápidamente.
El software del sistema también puede determinar el centro de rotación exacto y transmitir esta información al control de la máquina herramienta. El resultado es una alineación perfecta de todos los ejes de la máquina y puntos de pivote.

“El AxiSet, junto con el calibrador multieje XM-60 y el ballbar QC20-W, es lo que usamos en nuestras propias máquinas herramienta”, dice Ellis. “Mucha gente no se da cuenta, pero Renishaw es un fabricante importante que produce alrededor de un millón de piezas cada mes para nuestros diversos productos. La calibración de rutina proporciona datos sobre el rendimiento de una máquina y advierte a las personas con anticipación sobre posibles problemas, ya sea que haya habido un bloqueo o no, o si alguien informó uno o no".

Sugerencia de mecanizado de 5 ejes n.° 4:el valor de la sujeción automatizada de piezas

Brad Evans de Schunk tiene otro consejo:Deshazte del mango del tornillo de banco.

“En una situación de automatización, o incluso para una mayor ergonomía, los talleres pueden elegir entre la sujeción hidráulica y neumática”, dice. "El sistema hidráulico tiene la ventaja en términos de fuerza de agarre, pero no por mucho, y si alguna vez hay una fuga en el sistema, está viendo una posible contaminación de los fluidos de corte y el suelo seco alrededor de la máquina".

Es por estas razones que la sujeción neumática ha crecido en popularidad y capacidades en los últimos años. Es fácil de instalar y mantener, y si hay una fuga, se ventila a la atmósfera.

No es gran cosa. Evans dice que es bastante fácil conectar uno de los portabrocas de cambio rápido VERO-S o accesorios piramidales para aire comprimido y conectarlo a un PLC dentro del gabinete eléctrico de la máquina si se desea sujetar y soltar automáticamente.

De lo contrario, una válvula o válvulas múltiples y accionadas manualmente son rápidas y asequibles. De cualquier manera, la sujeción automatizada es una de las casillas que deben verificarse en un centro de mecanizado de 5 ejes.

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