4 astuces sous le radar pour une productivité CNC 5 axes

Il existe d'excellentes raisons d'utiliser des machines CNC à 5 axes, mais pour vraiment profiter des avantages de productivité, vous aurez besoin des bons outils et des bonnes techniques, dont certaines sont sous le radar. Nous discutons avec trois experts du secteur pour obtenir des conseils en matière de gain de temps et de productivité.

Que votre atelier utilise les cinq axes simultanément ou limite son usinage à 3+2, les centres d'usinage CNC 5 axes sont la meilleure chose qui soit arrivée à la productivité depuis le carbure. L'utilisation de l'usinage 5 axes présente de nombreux avantages, notamment :une manipulation réduite des pièces, moins de montages, des délais d'exécution plus courts, une meilleure qualité des pièces, l'élimination des travaux en cours et la fabrication de pièces complexes et autrement impossibles, telles que les implants du genou. et les pales de la turbine.

Avant de plonger jusqu'au bout, il est important de comprendre en quoi la fabrication de pièces sur une CNC 5 axes sera très différente du travail sur un VMC 3 axes ou un autre système.

Vous aurez peut-être besoin d'un outillage et d'un serrage entièrement différents, ainsi que de nouvelles stratégies de configuration et de changement. Nous discutons avec trois experts de l'industrie pour obtenir des conseils en matière de gain de temps et de productivité propres aux systèmes CNC à 5 axes.

Astuce d'usinage 5 axes n° 1 :fabriquez plusieurs pièces en moins de temps avec la bonne plaque de base, modifiez rapidement les configurations

L'un des premiers points négatifs que vous pourriez entendre à propos des centres d'usinage 5 axes est la notion qu'ils sont limités à une pièce par cycle. Ce n'est pas le cas, déclare Brad Evans, chef d'équipe pour le serrage stationnaire chez Schunk.

"Beaucoup de gens négligent la possibilité d'usiner plusieurs pièces sur une machine à 5 axes", dit-il. "Mais si vous équipez votre machine d'une plaque de base pyramidale à 45 degrés, vous éliminez la plupart des problèmes d'interférence et pouvez usiner de trois à six pièces par cycle, selon la pyramide."

Les étaux à 5 axes de la série KSC de Schunk sont conçus pour être montés sur l'une de ces pyramides de style SEP, mais Evans reconnaît que l'étau de n'importe qui conviendra. Les étaux spéciaux sont une autre chose que certains magasins négligent.

Quel que soit le serrage et le nombre de pièces pouvant être pressées dans la machine, Evans recommande fortement d'utiliser un système de positionnement du point zéro VERO-S ou comparable pour réduire le temps de configuration et tirer pleinement parti de la flexibilité d'un centre d'usinage 5 axes.

"En raison de leur coût plus élevé, il est particulièrement important de garder la porte fermée autant que possible sur un centre d'usinage 5 axes", explique Evans. « Donc, si vous avez un système de changement rapide et une pyramide à trois ou quatre côtés avec un étau de chaque côté, vous pouvez non seulement faire fonctionner la machine beaucoup plus longtemps entre les ouvertures de porte, mais également passer à une configuration différente en quelques minutes. Vous n'êtes pas en train d'appeler ou de toucher, il vous suffit de déposer le travail suivant et de partir. »

Découvrez pourquoi un système à tourillon ne peut pas rivaliser avec une CNC 5 axes et bien plus encore dans "8 faits importants sur les centres d'usinage 5 axes et l'usinage haute performance".

Astuce n° 2 pour l'usinage 5 axes :utilisez la simulation de parcours d'outil 

Plusieurs pièces par cycle peuvent augmenter le potentiel de crash déjà élevé de l'usinage 5 axes où les longues longueurs d'outils et les espaces restreints augmentent le risque d'interférence.

Les mauvaises journées dues aux collisions de machines peuvent être facilement évitées. Il suffit d'un petit effort supplémentaire à l'avance et d'un progiciel dédié à tirer le meilleur parti de chaque machine-outil, déclare Gene Granata, chef de produit pour le logiciel de simulation de parcours d'outils Vericut chez CGTech. .

"De nombreux ateliers s'appuient sur les capacités de simulation de leur système CAM pour détecter les interférences", dit-il. "Le problème ici est qu'un programme peut très bien fonctionner pendant le développement du parcours d'outil, mais une fois qu'il a été post-traité, des erreurs peuvent être introduites."

La véritable simulation de trajectoire d'outil vérifie également l'ensemble de la machine-outil, y compris les limites de déplacement, le comportement des fonctions de contrôle CNC spécifiques telles que les décalages dynamiques et la compensation de fraise, la pièce en constante évolution, les fixations et les porte-outils, et même les pinces qui maintiennent l'étau à la table. Ce niveau de réalisme et de précision est difficile à atteindre dans n'importe quel système de programmation.

Cependant, la simulation de trajectoire d'outil offre bien plus qu'un simple évitement des collisions :elle augmente également l'efficacité de l'usinage. Étant donné que les opérations d'usinage 5 axes sont généralement plus complexes que celles effectuées sur des machines-outils moins performantes, de nombreux programmeurs, en particulier ceux qui découvrent le travail 5 axes, rétractent les outils beaucoup plus loin qu'il n'est nécessaire pour dégager la pièce.

Ils peuvent également utiliser une approche lente et des vitesses d'avance de positionnement lentes parce qu'ils ne sont pas sûrs de la façon dont la machine se déplacera ou de la proximité réelle de l'outil avec une collision potentielle avec quelque chose.

"Ils perdent beaucoup de temps et de mouvement à faire cela et passent par des processus de vérification approfondis dans l'atelier, alors qu'un bon simulateur vous montre exactement ce qui se passe à l'intérieur de la machine et comment elle se comporte", explique Granata. « Cela permet aux programmeurs de rester plus près de la pièce pendant les déplacements de positionnement, ce qui augmente l'efficacité globale, tout en assurant au programmeur qu'il n'y aura aucun problème une fois que le travail aura été lancé. L'objectif doit toujours être la première partie, la bonne partie."

 Avez-vous besoin d'une réponse à une question technique ? Demandez à l'équipe technique de MSC Metalworking sur le forum.

Astuce d'usinage 5 axes n° 3 :Calibrez votre machine CNC pour un alignement correct 

Une autre façon d'éviter les ennuis est de garder la broche et les axes de la machine correctement alignés. La plupart des centres d'usinage à 5 axes sont équipés d'un point central d'outil (TCP) ou d'options de contrôle similaires pour éviter les décalages de surface et les inexactitudes géométriques qui pourraient autrement se produire lorsque les axes de la machine tournent d'un plan à l'autre. Mais si la machine elle-même est désaccordée, tous les TCP du monde ne seront pas efficaces.

L'étalonnage de routine de la machine est important sur toute machine-outil CNC, note Tom Ellis, directeur marketing de la division des produits laser et d'étalonnage de Renishaw, mais surtout sur les centres d'usinage 5 axes.

"Étant donné le centre de rotation relativement élevé, l'élimination de tout désalignement est fondamentale pour votre capacité à fabriquer correctement une pièce", déclare-t-il. "C'est pourquoi nous avons développé l'AxiSet."

Le système AxiSet Check-Up ne ressemble à rien de plus qu'une sucette en métal attachée à une base magnétique. Les apparences peuvent être trompeuses. En plaçant la sphère d'étalonnage sur la table d'un centre d'usinage 5 axes ou le mandrin sur un tour multitâche, puis en la palpant dans différentes positions axiales et radiales, les erreurs de forme mécanique peuvent être rapidement affichées et corrigées.
Le logiciel système est également capable de déterminer le centre de rotation exact et de transmettre cette information à la commande de la machine-outil. Le résultat est un alignement parfait de tous les axes et points de pivotement de la machine.

« L'AxiSet, associé au calibrateur multi-axes XM-60 et au ballbar QC20-W, est ce que nous utilisons sur nos propres machines-outils », déclare Ellis. "Beaucoup de gens ne s'en rendent pas compte, mais Renishaw est un fabricant majeur, produisant environ un million de pièces chaque mois pour nos différents produits. L'étalonnage de routine fournit des données sur les performances d'une machine et avertit les gens à l'avance des problèmes potentiels, qu'il y ait eu un crash ou non, ou que quelqu'un en ait signalé un ou non. »

Astuce d'usinage 5 axes n° 4 :la valeur du serrage automatisé

Brad Evans de Schunk a un autre conseil :Abandonnez la poignée de l'étau.

« Dans une situation d'automatisation, voire pour une plus grande ergonomie, les ateliers ont le choix entre le serrage hydraulique et pneumatique », précise-t-il. "L'hydraulique a l'avantage en termes de force de préhension, mais pas de beaucoup, et s'il y a une fuite dans le système, vous envisagez une contamination possible des fluides de coupe et du sol sec tout autour de la machine."

C'est pour ces raisons que le serrage pneumatique a gagné en popularité et en capacités au cours des dernières années. Il est simple à installer et à entretenir, et s'il y a une fuite, il s'évacue dans l'atmosphère.

Pas grave. Evans dit qu'il est assez facile de brancher l'un des mandrins à changement rapide VERO-S ou des fixations pyramidales pour l'air comprimé et de le relier à un automate à l'intérieur de l'armoire électrique de la machine si un serrage et un desserrage automatiques sont souhaités.

Sinon, un collecteur et une ou plusieurs vannes actionnées manuellement sont à la fois rapides et abordables. Dans tous les cas, le serrage automatisé est une case de plus à cocher sur un centre d'usinage 5 axes.

Utilisez-vous le serrage pneumatique ou hydraulique dans votre système 5 axes aujourd'hui ? Parlez à vos pairs sur le forum de la métallurgie. [inscription requise]