Obrabiarki CNC to urządzenia, które zrewolucjonizowały branżę produkcyjną i przemysłową. I choć zastosowanie i funkcjonalność tego typu technologii jest niezwykle szeroka, to jednak w pewnych specyficznych procesach, niezbędne jest wykorzystanie dodatkowego oprogramowania, którego przykładem może być sterowanie adaptacyjne, zapewniające znacznie większy potencjał wykorzystania maszyn CNC.

Znaczenie sterowania adaptacyjnego w branży produkcyjnej

Obrabiarki CNC, jako jeden z integralnych elementów każdej infrastruktury technicznej w dużym stopniu rozwinęły potencjał, z jakim firmy w branży przemysłu mechanicznego, metalurgii, automotive, czy aerospace realizują swoje projekty. Rozwój branży produkcji seryjnej może stanowić kolejny przykład tego, jak maszyny sterowane komputerowo nie tylko zwiększają wolumen produkcyjny przy zachowaniu relatywnie niskich kosztów, ale też eliminują ryzyko popełniania błędów.

Jednak obrabiarki CNC nie dysponują funkcjonalnością, która umożliwia automatyczne dopasowanie parametrów działania do jakichkolwiek zmian warunków w procesie. Wyobraźmy sobie sytuację, w której podczas pracy, obrabiarka CNC doświadczy zmiany skrawalności materiału obrabianego. W idealnym scenariuszu urządzenie automatycznie dopasuje swoje parametry do zmiany, by zapewnić powtarzalną jakość efektu końcowego. To samo może dotyczyć stępienia narzędzia. Wdrożenie rozwiązania, jakim jest sterowanie adaptacyjne w postaci odpowiedniego oprogramowania, zapewnia optymalne i nieprzerwane realizowanie procesu bez potrzeby manualnego regulowania warunków obróbki. Systemy adaptacyjne stanowią także pierwszą linię ochrony przed ryzykiem uszkodzenia maszyny CNC. Obróbka wysokowydajna przy napotkaniu zmiany warunków wejściowych materiału obrabianego może wpłynąć na niespodziewane problemy. System adaptacyjny natychmiast zareaguje na takie zmiany i wyreguluje parametry, zapewniając optymalną pracę maszyny.

Wykorzystanie systemów sterowania adaptacyjnego

W jaki sposób systemy sterowania adaptacyjnego mogą być wykorzystane w naszej infrastrukturze CAD/CAM? Przede wszystkim jedna z najistotniejszych funkcjonalności zapewnia monitorowanie stanu urządzenia w zakresie:

• diagnozowania osi sterowanych obrabiarki pod kątem optymalności
• stałego kontrolowania kondycji urządzenia, komponentów oraz wrzeciona.

Oprogramowanie CNC skupiające się na sterowaniu adaptacyjnym może występować w wariancie offline oraz online. Pierwszy, nieco bardziej ograniczony pod względem reagowania na wszelkie zmiany w czasie rzeczywistym system adaptacyjny przeprowadza symulację obróbki na podstawie danych źródłowych, a następnie dokonuje niezbędnych modyfikacji wartości posuwu. Druga, bardziej zaawansowana wersja systemu adaptacyjnego zapewnia możliwość dokonywania takich zmian bezpośrednio w trakcie procesu skrawania. 

Funkcjonalności stosowania sterowania adaptacyjnego podczas obróbki wysokowydajnej HPC

Choć proces obróbki wielu materiałów nie wymaga stałego kontrolowania procesu, to jednak w wielu gałęziach przemysłu – lotniczym, maszynowym powszechnie wykorzystuje się surowce stanowiące nieco większe wyzwanie nawet dla urządzeń takich, jak obrabiarka CNC. 

Świetnym przykładem jest stop aluminium, który kształtuje się przy wykorzystaniu metody skrawania HSC (High Speed Cutting) oraz HPC (High Performance Cutting). Drugi, popularniejszy wariant zakłada wykorzystanie nawet 5-krotnie wyższych prędkości skrawania niż tradycyjnie. Ten typ frezowania wysokowydajnego cechuje się zwiększonym parametrem dosuwu i posuwu, co z jednej strony wpływa na wydajność procesu, a z drugiej rodzi dodatkowe ryzyko generowania naddatku, który wpływa na zmiany w obciążeniu narzędzia podczas procesu skrawania. To idealny przykład, w którym wykorzystanie systemu adaptacyjnego ma swoje uzasadnienie. 

Na podstawie badań empirycznych i testów weryfikowano, jaki wpływ na jakość i efektywność procesu obróbki ma obecność systemu adaptacyjnego, regulującego podstawowe parametry w zależności od zmieniających się warunków. 

Ustalono, że funkcjonalność sterowania adaptacyjnego przy tak wymagającym procesie, jak obróbka HPC w istocie podczas każdego cyklu obróbkowego dokonywała niezbędnych modyfikacji wartości posuwu. Wykorzystanie systemu adaptacyjnego znacznie skróciło sumaryczny czas obróbki. Warto zwrócić uwagę, że system jako równie istotny czynnik bierze pod uwagę sprawność i bezpieczny dystans obciążenia, który mógłby spowodować uszkodzenia ostrzy frezu. A zatem sterowanie adaptacyjne to rozwiązanie, które świetnie sprawdza się w przypadku obróbki materiałów takich jak aluminium, gdzie odpowiednia jakość i efektywność procesu jest równie istotna co stabilność i bezpieczeństwo urządzenia biorącego udział w obróbce.