856 MECHANIK NR 10/2005
większy wtedy kąt opasania narzędzia, który jest pro- matycznej optymalizacji posuwu, których przykłady
porcjonalny do tej części obwodu freza, która ma przytoczono na rys. 5 ÷ 9 (szerszy opis dziaÅ‚ania pro-
kontakt z materiałem obrabianym). gramu zawarty jest w [2]).
Nowoczesne systemy CAM wstępnie analizują kształt
toru narzędzia. Powoduje to automatyczną modyfika-
cję posuwu w zależności od tego, czy przewidywany tor
narzędzia jest zbliżony do prostoliniowego (zwiększanie
posuwu), czy też narzędzie będzie zmieniało kierunek,
co wymaga z kolei zmniejszenia prędkości posuwu (rys.
3). Programując obróbkę w ten sposób, możemy zwięk-
szyć jej dokładność i skrócić czas wykonania, zwłaszcza
na obrabiarkach starszego typu.
Zmiany grubości warstwy skrawanej.
Zasadniczym problemem podczas frezowania, jest
zmienny przekrój warstwy skrawanej. O ile stosun-
kowo łatwo można zapewnić stałą wartość przybie-
rania  na bok narzędzia (ae), o tyle chęć skracania
Rys. 5. Przykładowe symulacje zmiany czasu obróbki zgrubnej tej
czasu obróbki powoduje, że coraz więcej zabiegów
samej części, różnymi strategiami, po zastosowaniu automatycz-
wykonuje się  w jednym przejściu narzędzia. Za-
nej optymalizacji posuwu
stosowanie w takim przypadku parametrów skrawa-
nia właściwych dla przewidywanego, najtrudniejsze-
go fragmentu obróbki powoduje, że reszta zabiegu
przebiega nieefektywnie.
Z pomocÄ… przychodzÄ… nowoczesne rozwiÄ…zania
CAM, które dynamicznie uwzględniają zmianę grubo-
ści warstwy skrawanej w kolejnych operacjach obrób-
kowych. W konsekwencji tam, gdzie jest mały nad-
datek, posuw jest automatycznie zwiększany i odwro-
tnie  rosnÄ…cy naddatek powoduje zmniejszenie posu-
wu (rys. 4).
Rys. 6. Wpływ zmiany parametru  Patrz w przód (jako % śred-
nicy narzędzia) . Parametr ten określa maksymalną długość
segmentów, na jakie będą dzielone bloki danych programu NC.
Jak widać, zalecana przez dostawcę programu wartość 10% para-
metru nie powinna być zwiększana, ponieważ maleje efekt stoso-
wania modułu optymalizacji posuwu
Rys. 4. Zmiana posuwu w zależności od przekroju warstwy skra-
wanej
Rozwiązanie takie daje nie tylko skrócenie czasu
Rys. 7. Parametr  Maksymalna zmiana posuwu na blok definiu-
obróbki o 20% ÷ 50%, ale zwiÄ™ksza czas pracy narzÄ™-
je graniczną zmianę wartości posuwu między kolejnymi blokami
dzia do wymiany, dzięki zachowaniu stałej wydaj- danych. Mniejsza wartość parametru może spowodować większą
liczbę segmentów danych i w efekcie wydłuży program NC.
ności objętościowej skrawania.
Większa wartość tego parametru z kolei zmniejszy liczbę seg-
Zasadniczym problemem jest właściwe zastosowa-
mentów, ale może mieć jednocześnie wpływ na gwałtowny chara-
nie modułu optymalizacji posuwu, którego sterowa-
kter zmian posuwu przy obróbce naroży
nie ma charakter wielokryterialny z uwzględnieniem:
możliwości dynamicznych obrabiarki (efekt op-
tymalizacji posuwu jest widoczny również na obra-
biarkach starszego typu),
maksymalnych parametrów skrawania wynikają-
cych z rodzaju narzędzia i materiału obrabianego,
rzeczywistego kształtu materiału obrabianego
(przygotówki) w odniesieniu do kształtu przedmiotu
po obróbce.
Precyzyjny dobór nastaw programu nie jest opisany
w dostępnej literaturze, a sugerowane przez produ-
centa programu parametry sÄ… podane orientacyjnie,
na bazie doświadczeń. Praktyka produkcyjna nie za-
pewnia dostatecznego czasu na prowadzenie ekspery-
Rys. 8. Zwiększając parametr uwzględniający właściwości dy-
mentów i dlatego realizowane prace bardzo często są
namiczne obrabiarki uzyskamy w symulacji coraz krótszy czas
nieefektywne.
obróbki. Analiza ta przemawia oczywiście na korzyść nowoczes-
Prowadzone przez autora symulacje wskazujÄ… na
nych, dynamicznych frezarek, trzeba jednak pamiętać o ograni-
istotny wpływ poszczególnych nastaw układu auto- czeniach wynikających z możliwości zastosowanych narzędzi
MECHANIK NR 10/2005 857
Reduktory i motoreduktory
dla wszystkich branż
Getriebe und Getriebemotoren
für alle Industriezweige
walcowe
Stirnradgetriebe
ślimakowe
Rys. 9. W tej symulacji zwraca uwagę fakt, że podczas obróbki
Schneckengetriebe
wytypowanej części nie jest opłacalne zwiększanie posuwu robo-
planetarne
czego powyżej pewnej wartości (tutaj 12 m/min). Realizując ten
zabieg obróbkowy na obrabiarce o wyższych parametrach dyna-
Planetengetriebe
micznych, nie będziemy mogli w pełni wykorzystać jej możliwo-
kÄ…towe
ści
Kegelradgetriebe
specjalne
Wydaje się, że głęboko uzasadnione jest stosowanie
modułu automatycznej optymalizacji posuwu w przy-
Sondergetriebe
padkach:
falowniki
frezowania (3+2-osiowego) dużych elementów,
Frequenzumrichten
gdzie precyzyjne dobranie parametrów obróbki może
znacząco skrócić wykonanie zlecenia;
silniki
gdy dochodzi do znaczącego obciążenia narzę-
Motoren
dzia w kontakcie z przedmiotem obrabianym (np.
lokalnie duży kąt opasania narzędzia, praca bokiem
narzędzia na dużej powierzchni pionowej ściany; za-
chodzÄ… znaczÄ…ce zmiany przekroju warstwy skrawa-
nej itd.);
gdy nie jesteśmy pewni  ręcznie dobranych po-
suwów (duża różnica teoretycznych czasów obróbki
programu bez optymalizacji i programu automatycz-
nie korygowanego, pokazuje błędy opracowanej tech-
nologii: np. złe wartości naddatków, złe głębokości
ograniczające obróbkę, błędnie deklarowane wartości
posuwu, przekroczenie parametrów obróbkowych,
kolizje).
Można też zasugerować przypadki, w których dzia-
łanie modułu optymalizacji posuwu może być nieefe-
Części uzębione
ktywne. Będzie tak:
Verzahnungsteile
przy obróbce, w której bardzo często zmienia się
kierunek ruchu narzędzia (np. obróbka trochoidalna);
przy stosowaniu technik HSM (w niektórych
ślimaki
przypadkach), kiedy kształt toru ruchu jest projekto-
Schneckenwellen
wany tak, aby narzędzie pracowało cały czas z ma-
ślimacznice
ksymalnym posuwem roboczym.
Schneckenräder

koła stożkowe
Kegelräder
Prowadzone symulacje pokazują możliwość zna-
cznego skrócenia czasu obróbki frezowaniem na ob- koła walcowe
rabiarkach CNC. Doświadczenia prowadzone na rze-
Stirnräder
czywistych obiektach zasadniczo potwierdzajÄ… bada-
listwy zębate
nia symulacyjne, choć oszczędności czasu obróbki są
Zahnstangen
nieco mniejsze od wyliczonych teoretycznie. Ma to
związek m.in. ze sztywnością układu OUPN oraz ja- wałki wielowypustowe
kością chłodzenia strefy skrawania i odprowadzenia
Keilwellen
wiórów.
Automatyczna optymalizacja posuwu ma charak- FZN-Marbaise LS Marbaise Hanlos LS
ter wielokryterialny. Dobranie najlepszych nastaw
61-014 Poznań 44309 Dortmund
pracy modułu wymaga przeprowadzenia doświad-
ul. BaÅ‚tycka 6 Heßlingsweg 6
czeń na konkretnym stanowisku pracy. Zadanie to
tel. [phone]
może wykonać np. pracownik naukowy na zlecenie
fax [phone]
zakładu produkcyjnego.
LITERATURA
1. K. JEMIELNIAK: Obróbka skrawaniem. Oficyna Wydawnicza
PW Warszawa 1998.
2. S. SOBIESKI, A. OSIAK, Z. CHA
ODNICKI, A. ZALEWSKI:
Mastercam 9  podręcznik użytkownika. Cz. 2. P.W.P. Inter-
druk 2005.