Usinagem 5-Eixos para Moldes
Sandro, Vero Software
Vero Software está no topo do
relatório de fornecedores de CAM da CIMData 2014 – Com maior Market Share, crescimento da receita e mais rápido crescimento da empresa
• Software nº1 da Vero
• Mundialmente reconhecido como o: Mais automatizado
Mais confiável
Mais fácil de aprender
• 160 pessoas dedicadas em 9 país • 35 distribuidores em todo mundo • Tem a maior taxa de renovação de
manutenção do mercado, com 96% de fidelidade dos seus clientes.
• Diferença entre 3 + 2 e 5 eixos
• Objetivo de usinagem de 5 eixos para moldes
• Problema ao utilizar usinagem em 3 eixos e formas para resolvê-la • Funções Específicas e Funções Gerais em 5-eixos
• Conversão de percursos de 3 eixos em 5 eixos
• Decidindo quando implementar 3+2 e 5 eixos simultâneos • Considerações ao implementar 5 eixos
• Exemplo de aplicação 3, 3+2 e 5 eixos sim. – simulação virtual • Estudo de caso no uso de 5 eixos
• Conclusão
Usinagem 3 + 2 eixos, por vezes referido como “5 eixos posicionados”, é quando a ferramenta rotaciona para a
posição de corte antes do corte. E permanece nesta posição durante todo o período do corte.
Não corta e rotaciona ao mesmo tempo.
Usinagem em 5 eixos, algumas vezes denominado como “5 eixos simultâneos”, rotaciona o eixo da ferramenta usando os eixos rotativos da máquina ao mesmo tempo em que a ferramenta corta e se move ao longo dos eixos lineares.
Corta e rotaciona ao mesmo tempo.
Usinar uma peça completa de forma mais produtiva possível, maximizando os lucros.
• Utilizar ferramentas mais curtas sempre que possível; • Automatizar operações;
• Reduzir Interação com o usuário; • Eliminar / reduzir o uso de eletrodos.
Nem sempre é a melhor solução - vibrações, quebra, custos, acabamento, etc.
Utilizar uma ferramenta longa.
Utilizar vários percursos inclinados 3+2.
Pode não ser sempre a melhor solução, porque: • Envolve maior interatividade com o usuário. • Pode ter problemas de conexões¹.
¹Junções de programas por pontos de contatos diferentes da ferramenta.
Utilizar vários percursos inclinados 3+2.
Bons percursos em 5 eixos simultâneos podem usinar toda a peça utilizando
ferramentas o mais curta possível.
Utilizar percursos 5 eixos simultâneos.
• Menos percursos que 3+2 • Menos conexões
• Ferramentas curtas
• Menor Interação do usuário
Estes detalhes exigem funcionalidades que são determinadas como específicas de 5 eixos.
Outras funcionalidades de usinagem em 5 eixos podem ser chamadas de gerais.
• Áreas com contrassaída
• Detalhes como canais/rasgos complexos
Mas o que são funções específicas e funções
gerais em 5 eixos simultâneos e onde
São funções projetadas para usinagem de uma forma ou característica particular, ou utilizada em áreas específicas da peça.
Exemplos:
Canais/rasgos 5 Eixos, Aletas e Rotores de Turbina…
Canais/Rasgos 5 Eixos
Canais/Rasgos 5 Eixos
São semelhante aos muitos programas de acabamento em 3 eixos disponíveis para programar uma peça e podem ser usadas na maioria das peças, diferentemente das características específicas.
Exemplos:
Acabamento por nível 5-Eixos, Acabamento paralelo 5-Eixos,
Reusinagem 5-Eixos, Acabamento em 5-Eixos seguindo a curva…
Semelhante aos programas de acabamento em 3 eixos. As funcionalidades devem ser:
• Confiáveis como 3 eixos
• Automatizadas como 3 eixos • Flexíveis como 3 eixos
Uma abordagem geral de percursos 5 eixos para moldes e outras peças profundas é converter percursos de 3 eixos em 5 eixos. Evitando automaticamente colisões através da rotação do eixo da ferramenta.
Benefícios para essa abordagem são: • Menor curva de aprendizagem
• Começar com confiança em percursos de 3 eixos • Flexibilidade nos percursos
• Pode ser automatizado
• Evitar colisões automaticamente
• Usina toda a peça com uma ferramenta curta
• Depende do formato da peça
– Peças com muitas áreas planas pode apenas precisar de usinagem 3+2 eixos.
– Peças com apenas uma ou duas áreas de contrassaída, pode ser suficientemente usinada com usinagem 3+2 eixos.
• Trabalhos com múltiplos setups aumentam e tornam-se uma parte significativa do negócio.
• Realizar vários setups começa a ser contra-produtivo. • Impossível de competir devido ao tempo ou custos
Parece simples, mas a
peça contém diferentes
tipos de inclinações para
realizar a furação.
Quando mudar para usinagem 3+2 eixos:
• Depende do formato da peça
– Se uma peça exige uma série de rotações de posicionamento, então ela pode ser uma boa candidata para a usinagem em 5 eixos. (isto é, uma operação de 5 eixos pode substituir várias operações 3+2 eixos)
• Checagem de colisão virtual :
- 3-Eixos precisa somente da ferramenta e do suporte para verificação de colisão
- 5-Eixos também deve considerar a haste da ferramenta, o spindle e os componentes da máquina que permitem rotações
- A área de trabalho é afetada pelo eixo de rotação - Requer modelo CAD 3D da máquina
- Tomando o tempo para verificação, pode-se economizar um monte de problemas no caminho
- A Cinemática da máquina deve ser considerada, incluindo qualquer limite linear e angular
• Posição da ferramenta antes de fazer um corte, e imediatamente depois
– Pode exigir ajustes do pós-processador para movimentos iniciais da ferramenta.
• Compreender diferentes sistemas de coordenadas podem ajudar – Manipular a ferramenta em locais seguros antes da peça girar na
posição.
• Supondo que você tenha um bom software de CAM, Ferramentas e Máquinas. Qual é um dos maiores obstáculos para implementar 5 eixos?
“PESSOAS”
Conseguir com que as pessoas que estão acostumadas a fazer as coisas de uma forma passem a utilizar novas e diferentes ferramentas.
Isto exige treinamento, tempo e prática até que se torne um hábito.
• Não hesite em trocar para porta ferramentas e sistemas de fixação de alta tecnologia.
• Ferramenta usinando à capacidade total da máquina. – Aproveite de ferramentas avançadas.
– Melhor precisão se a furação for feita na mesma máquina. – Incluir a quantidade suficiente de suportes
• A implementação bem sucedida significa manter o eixo cortando, tanto quanto possível.
– Requer ferramentas e porta ferramentas adequados – Requer planejamento cuidadoso dos recursos 5 eixos
– Requer o envolvimento dos operadores, programadores e gestores para manter sua alta capacidade produtiva.
• Passar de 3 eixos para 3+2 eixos. ( 5 eixos indexados ) – Pode ser feito com bastante rapidez.
– Requer treino adicional e / ou módulos opcionais baseados no sistema de CAM utilizado.
– Requer pós-processadores novos ou modificados.
• Passar de 3+2 eixos para 5 eixos simultâneos.
– Requer tempo para aprender as funções do comando. – Requer tempo para teste de usinagem.
– Requer tempo para ajustes pós-processadores.
– Requer tempo para ajustes de parâmetros internos da máquina para suavização.
– Deve-se de forma realista preparar-se para utilizar algumas semanas para aprendizagem, testes e praticar antes que a máquina começe a produzir.
• Isso será diferente para cada caso, mas de uma forma geral abrangem:
- Usinagem em 3 Eixos apenas cerca de 20% - Usinagem em 3+2 Eixos cerca de 70%
- Usinagem em 5 Eixos* cerca de 10%
*A maioria destes são conversões de 3 para 5 eixos
De forma real, qual a proporção do
trabalho é executada em 5 eixos?
Exemplo: Aplicação 3, 3+2, 5 eixos sim.
e máquina virtual.
Exemplo: Aplicação de peça que foi utilizada
Exemplo: Aplicação de peça que foi utilizada
Exemplo: Aplicação de peça que foi utilizada
Exemplo: Aplicação de peça que foi utilizada
A seguir um exemplo, muitas vezes encontrados na
implementação de 5 eixos, e a dica para contornar o problema.
Caixa
Concepção e produção de itens para cozinha e banheiro.
Máquina CNC Zimmerman FZ 37
High Speed Spindle
+/- 200 Graus de rotação no Eixo “C”
• Ideal para Usinagem 5 eixos - Parte profunda
- Reduzir problemas de conectividade 3+2 - Obrigatório Alto Acabamento da Superfície
Problema 1:
Devido a limitações do Eixo C, o cliente deseja eliminar o corte no vazio, usinando a peça com dois percursos de 5 eixos separados.
Kohler Inc.
Problema 2:
Acabamento da superfície sofre devido a grandes variações de movimento do eixo C.
C Rápido
Lento C
Sem C
C Rápido
Lento C
Sem C
Kohler Inc.
Problema 2:
Problema 2:
Kohler Inc.
Kohler Inc.
Kohler Inc.
Benefícios:
• Redução global de 30% de rotação do eixo • Movimentos Suaves do Eixo C
• Melhor acabamento da Superfície
A usinagem em 5 eixos, na maioria dos casos, é apropriada para: Peças profundas,
Redução de cortes em 3+2 eixos, Utilização de ferramentas curtas,
Reduzir problemas de conectividade, Usinagem em regiões de difícil acesso,
Evitar ou minimizar a utilização de eletrodos.
O Software CAM 5 eixos para Moldes deve:
Conter as funções 5 eixos específicos e gerais; Ser relativamente automatizado;
Evitar colisões automaticamente;
Ter Flexibilidade em Estilos de Usinagem.
