CAM pro multitaskingové stroje s mill-turn a více kanály

Multitasking spojuje několik způsobů obrábění v jednom stroji

Multitaskingové stroje kombinují soustružení, frézování a další kroky obrábění v jednom upnutí. Podle konstrukce pracují hlavní vřeteno, protivřeteno, revolvery, frézovací vřeteno, osa B a poháněné nástroje v jednom společném procesu. Často se přidává několik kanálů, které současně provádějí pohyby a funkce stroje.

Menší počet přepnutí může zkrátit dobu obrábění a omezit manipulaci mezi operacemi. Současně však roste náročnost programování, seřízení a kontroly. Aby stroj skutečně využil své možnosti, je nutné společně plánovat prostorové pohyby, stavy upnutí a časové závislosti.

Dráhy nástrojů a časový průběh nelze oddělit

Na jednokanálovém stroji probíhá většina operací postupně. Na vícekanálovém stroji může paralelně pracovat několik nástrojových nosičů a vřeten. Každý zdroj proto musí být k dispozici v určený okamžik a každý kanál potřebuje jednoznačná povolení pro další krok.

Multitaskingový systém CAM určený pro tento účel podporuje plánování zdrojů, pořadí a závislostí. Vlastní synchronizaci může navíc zajišťovat synchronizační manažer a specifická logika stroje v postprocesoru. Jednotlivé systémy CAM nepokrývají tyto úlohy ve stejném rozsahu.

Předávání dílců propojuje upínací techniku a řídicí postup

Při předání z hlavního vřetena na protivřeteno musí souhlasit nájezdová dráha, otáčky, úhlová poloha, upínací příkazy a povolení. Obrobek nesmí být v žádném okamžiku nekontrolovaný. Jednoznačně musí být popsána také poloha upichovacího řezu a stav obrábění na obou stranách.

Pokud se oddělení provádí upíchnutím, zůstává hlavní vřeteno upnuté až do úplného dokončení řezu. Teprve potom může podle zamýšleného postupu stroje uvolnit a odjet. Jiné způsoby předání mohou vyžadovat odlišné kroky, ale také musí odpovídat skutečné upínací a řídicí logice.

Příklad paralelního obrábění

Na stroji mill-turn obrábí jeden revolver přední stranu dílce, zatímco druhý nástrojový nosič na protivřetenu dokončuje zadní stranu předchozího kusu. Obě operace mohou probíhat současně, pokud pracovní prostory, vřetena a nástrojové nosiče nejsou ve vzájemném konfliktu.

Časová úspora závisí na vyvážení obou kanálů. Je-li jedna operace výrazně delší, druhý kanál navzdory paralelnímu plánu čeká. Operace je proto nutné rozdělit tak, aby se zkrátily čekací doby, ale nevznikaly kolize ani zbytečně složité postupy.

Krátký cyklus nevzniká maximálním počtem souběžných pohybů

Vyšší míra souběhu automaticky neznamená kratší cyklus. Celkový průběh často určují výměny nástrojů, upínací operace, rozběh vřetena, měřicí cykly nebo jedna dlouhá operace. Tyto časy je nutné při plánování zohlednit stejně jako vlastní řezné pohyby.

Silné překrývání může navíc ztížit seřízení a hledání chyb. Pokud programu rozumí jen několik specialistů, část časové úspory se při každé změně znovu ztratí. O něco delší, ale přehlednější postup může být ve směnném provozu lepším řešením.

Model stroje, postprocesor a simulace musí mít stejný stav

Model stroje popisuje osy, pojezdy, vřetena, nástrojové nosiče a kolizní prostory. Postprocesor převádí naplánované postupy do NC kódu specifického pro stroj a řídicí systém. Simulace kontroluje, jak se tento výstup provede na uloženém modelu.

Pokud se tyto tři části liší, vypovídací hodnota kontroly klesá. Změny volitelné výbavy stroje, nástrojových nosičů, softwaru řízení nebo upínacích prostředků je proto nutné promítnout do všech dotčených datových stavů. Totéž platí pro nové synchronizační příkazy a strojní cykly.

Proč dostupné funkce stroje často zůstávají nevyužité

Mnoho podniků zpočátku používá multitaskingové stroje jako oddělené soustruhy a frézky. Důvodem bývají chybějící funkce postprocesoru, neúplné modely stroje, nejisté předávání dílců nebo malá zkušenost s vícekanálovými programy. Stroj by technicky zvládl více, ale schválený proces tyto možnosti nepokrývá.

Prvním krokem proto nemá být co největší počet paralelních operací. Nejprve je nutné ověřit jednoduchá předání, jasné sledy obrábění a typické kolizní prostory. Teprve potom lze souběžné obrábění cíleně rozšiřovat.

Multitasking se nehodí pro každé spektrum dílců

Zvlášť vhodné jsou obrobky, u nichž několik soustružnických a frézovacích operací vychází ze společné základny. Výhody vznikají také tehdy, když přepínání přináší vysoké riziko ztráty přesnosti nebo vyžaduje rozsáhlou mezimanipulaci. U velmi jednoduchých dílců však může být dodatečná práce na programování a seřízení větší než ušetřený strojní čas.

Rozhodnutí se proto má opírat o reprezentativní dílce. Společně se posuzují skutečné časy obrábění, náročnost seřízení, potřeba nástrojů, rozsah kontroly a požadované know-how. Teprve tato data ukážou, které funkce lze ve vlastním podniku opravdu využít.

Časté otázky k systémům CAM pro multitaskingové stroje

**Jaký je rozdíl mezi mill-turn a vícekanálovým obráběním?**
Mill-turn označuje kombinaci soustružení a frézování v jednom stroji. Vícekanálové obrábění znamená, že několik částí programu a zdrojů stroje pracuje časově sladěně paralelně nebo ve vzájemné závislosti.

**Proč je simulace u multitaskingových strojů zvlášť důležitá?**
Protože je nutné současně posuzovat nástrojové nosiče, vřetena, stavy upnutí a synchronizační body. Samostatné dráhy nástrojů neukážou, zda celý průběh stroje funguje bez konfliktů.