Tingkatkan Efisiensi CNC 5-Axis Anda: 4 Tips Insider Terbukti

Ada beberapa alasan yang bagus untuk menggunakan mesin CNC 5-axis, tetapi untuk benar-benar merasakan manfaat produktivitas Anda akan membutuhkan alat dan teknik yang tepat—beberapa di antaranya tidak banyak diketahui. Kami bicara dengan tiga ahli industri untuk panduan hemat waktu dan produktivitas.

Baik bengkel Anda menggunakan semua lima axis secara bersamaan atau membatasi pemesinannya pada 3+2, mesin pemesinan CNC 5-axis adalah hal terbaik yang terjadi pada produktivitas sejak carbide. Ada banyak manfaat dari menggunakan pemesinan 5-axis termasuk: penanganan bagian yang dikurangi, lebih sedikit fixture, waktu produksi yang lebih pendek, kualitas bagian yang lebih tinggi, eliminasi work-in-process, dan pembuatan bagian kompleks dan sebaliknya tidak mungkin, seperti implant lutut dan blader impeller.

Sebelum menyelam sepenuhnya, penting untuk memahami bahwa pembuatan bagian pada CNC 5-axis akan sangat berbeda dari pekerjaan pada VMC 3-axis atau sistem lainnya.

Anda mungkin membutuhkan alat dan workholding yang sepenuhnya berbeda—dan strategi baru untuk setup dan changeover. Kami bicara dengan tiga ahli industri untuk saran hemat waktu dan produktivitas yang unik untuk sistem CNC 5-axis.

5-Axis Machining Tip #1: Buat Beberapa Bagian dalam Waktu Lebih Singkat dengan Baseplate yang Tepat, Ganti Setup dengan Cepat

Salah satu kelemahan pertama yang mungkin Anda dengar tentang mesin pemesinan 5-axis adalah gagasan bahwa mereka terbatas pada satu bagian per siklus. Tidak demikian, kata Brad Evans, tim pemimpin workholding stasioner di Schunk.

“Banyak orang mengabaikan kemampuan untuk memproses beberapa bagian pada mesin 5-axis,” katanya. “Tetapi jika Anda melengkapi mesin Anda dengan baseplate piramidal 45 derajat, Anda menghilangkan sebagian besar masalah interferensi dan dapat memproses dari tiga hingga enam bagian per siklus, tergantung pada piramid.”

Vise 5-axis KSC-series Schunk dirancang untuk dipasang pada salah satu piramid SEP-style ini, tetapi Evans mengakui bahwa vise siapa pun akan cocok. Vise khusus adalah hal lain yang beberapa bengkel abaikan.

Bagaimanapun workholding dan berapa banyak bagian yang dapat Anda sematkan ke dalam mesin, Namun, Evans sangat merekomendasikan menggunakan sistem zero-point locating VERO-S atau yang setara untuk mengurangi waktu setup dan memanfaatkan sepenuhnya fleksibilitas mesin pemesinan 5-axis.

“Karena biayanya yang lebih tinggi, sangat penting untuk menjaga pintu tertutup sebanyak mungkin pada mesin pemesinan 5-axis,” menjelaskan Evans. “Jadi jika Anda memiliki sistem quick-change dan piramid tiga atau empat sisi dengan vise di setiap sisi, Anda tidak hanya dapat menjalankan mesin jauh lebih lama antara pembukaan pintu tetapi juga dapat beralih ke setup berbeda dalam beberapa menit. Anda tidak perlu memutar apa pun atau menyentuh—cukup jatuhkan pekerjaan berikutnya dan mulai.”

Temukan mengapa sistem trunnion tidak dapat bersaing dengan CNC 5-axis dan banyak lagi di “8 Important Facts About 5-Axis Machining Centers and High-Performance Machining.”

5-Axis Machining Tip #2: Gunakan Toolpath Simulation

Beberapa bagian per siklus dapat meningkatkan potensi crash yang sudah tinggi dari pemesinan 5-axis di mana panjang alat yang panjang dan ruang yang sempit meningkatkan risiko interferensi.

Hari buruk karena tabrakan mesin dapat dengan mudah dihindari—semua yang dibutuhkan adalah sedikit upaya tambahan di awal, dan paket perangkat lunak yang didedikasikan untuk memanfaatkan setiap mesin perkakas secara maksimal, kata Gene Granata, manajer produk untuk perangkat lunak simulasi toolpath Vericut di CGTech.

“Banyak bengkel mengandalkan kemampuan simulasi sistem CAM mereka untuk mendeteksi interferensi,” katanya. “Masalahnya di sini adalah sebuah program mungkin lolos dengan baik selama pengembangan toolpath, tetapi setelah diproses post, kesalahan dapat diperkenalkan.”

Simulasi toolpath sejati juga memverifikasi seluruh mesin perkakas, termasuk batas perjalanan, perilaku fungsi kontrol CNC tertentu seperti dynamic offsets dan cutter compensation, workpiece yang selalu berubah, fixture dan toolholder, bahkan klem yang memegang vise ke meja. Tingkat keakuratan dan realisme ini sulit dicapai dalam sistem pemrograman apa pun.

Namun, simulasi toolpath memberikan lebih dari sekadar menghindari crash—ini juga meningkatkan efisiensi pemesinan. Karena operasi pemesinan 5-axis umumnya lebih kompleks daripada yang dilakukan pada mesin perkakas yang kurang mampu, banyak programmer—terutama yang baru dalam pekerjaan 5-axis—menarik alat jauh lebih dari yang diperlukan untuk menghapus workpiece.

Mereka mungkin juga menggunakan feed rate perlahan dan positioning feed rate karena mereka tidak yakin bagaimana mesin akan bergerak atau seberapa dekat alat sebenarnya dengan tabrakan potensial.

“Mereka membuang segala macam waktu dan gerakan dengan melakukannya dan melalui proses prove-out yang luas di lantai bengkel, sementara simulator yang baik menunjukkan kepada Anda tepat apa yang terjadi di dalam mesin dan bagaimana perilakunya,” kata Granata. “Ini memungkinkan programmer tetap dekat dengan bagian selama gerakan positioning, yang meningkatkan efisiensi keseluruhan, sambil pada saat waktu memastikan programmer tidak akan ada masalah saat pekerjaan mencapai lantai. Tujuan harus selalu first part, good part.”

Butuh jawaban atas pertanyaan teknis? Tanyakan kepada tim teknis MSC Metalworking di forum.

5-Axis Machining Tip #3: Kalibrasi Mesin CNC Anda untuk Pengaturan yang Tepat

Cara lain untuk menghindari masalah adalah dengan menjaga spindle dan axis mesin tetap teratur dengan baik. Kebanyakan mesin pemesinan 5-axis dilengkapi dengan opsi kontrol tool center point (TCP) atau yang serupa untuk menghindari ketidaksesuaian permukaan dan ketidakakuratan geometris yang mungkin terjadi saat axis mesin berputar dari satu bidang ke bidang lainnya. Tetapi jika mesin itu sendiri tidak teratur, semua TCP di dunia tidak akan efektif.

Kalibrasi mesin secara rutin penting pada setiap mesin perkakas CNC, catat Tom Ellis, manajer pemasaran divisi produk laser dan kalibrasi Renishaw, tetapi terutama pada mesin pemesinan 5-axis.

“Dengan pusat rotasi yang relatif tinggi, eliminasi semua ketidakteraturan adalah dasar untuk kemampuan Anda membuat bagian dengan benar,” katanya. “Itulah sebabnya kami mengembangkan AxiSet.”

Sistem AxiSet Check-Up terlihat tidak lebih dari loli logam yang ditempel pada basis magnetik. Penampilan bisa menipu. Dengan menempatkan bola kalibrasi pada meja mesin pemesinan 5-axis atau chuck pada bor multitasking dan kemudian menyondinya di berbagai posisi axial dan radial, kesalahan bentuk mekanis dapat dengan cepat ditampilkan dan diperbaiki.
Perangkat lunak sistem juga dapat menentukan pusat rotasi yang tepat dan menyampaikan informasi ini ke kontrol mesin perkakas. Hasilnya adalah pengaturan yang sempurna dari semua axis dan titik pivots mesin.

“AxiSet, bersama dengan kalibrator multi-axis XM-60 dan ballbar QC20-W, adalah apa yang kami gunakan pada mesin perkakas kami sendiri,” kata Ellis. “Banyak orang tidak menyadarinya, tetapi Renishaw adalah produsen besar, menghasilkan satu juta bagian per bulan untuk produk-produk kami yang berbeda. Kalibrasi rutin menyediakan data tentang bagaimana mesin beroperasi, dan memberikan peringatan dini atas potensi masalah, apakah terjadi crash atau tidak, atau apakah ada yang melaporkannya atau tidak.”

5-Axis Machining Tip #4: Nilai Workholding Otomatis

Brad Evans dari Schunk memiliki saran lain: Buang tongkat vise.

“Dalam situasi otomatisasi, atau bahkan untuk ergonomi yang lebih baik, bengkel memiliki pilihan antara workholding hidrolik dan pneumatik,” katanya. “Hidrolik memiliki keunggulan dalam hal genggaman, tetapi tidak banyak, dan jika ada kebocoran dalam sistem, Anda melihat kontaminasi potensial pada cutting fluid dan lantai kering di seluruh mesin.”

Itulah alasan mengapa clamping pneumatik semakin populer dan mampu selama beberapa tahun terakhir. Ini mudah diinstal dan dipelihara, dan jika ada kebocoran, ini mengeluarkan udara ke atmosfer.

Tidak masalah besar. Evans mengatakan cukup mudah untuk menyalurkan salah satu chuck quick-change VERO-S atau fixture piramid untuk udara terkompresi dan menghubungkannya ke PLC di dalam kabinet listrik mesin jika automatic clamp and unclamp diinginkan.

Selain itu, manifold dan valve yang dioperasikan tangan atau keduanya cepat dan terjangkau. Bagaimanapun, automated workholding adalah satu kotak lagi yang harus dicentang pada mesin pemesinan 5-axis.

Apakah Anda menggunakan clamping pneumatik atau hidrolik dalam sistem 5-axis Anda saat ini? Bicarakan dengan rekan Anda di metalworking forum. [pendaftaran diperlukan]