W nowoczesnym przemyśle coraz mniej miejsca pozostaje na przypadek. Elementy wykorzystywane w maszynach, urządzeniach i zaawansowanych systemach technicznych muszą spełniać ściśle określone wymagania dotyczące wymiarów, geometrii, jakości powierzchni i powtarzalności. Niekiedy o prawidłowym działaniu całego mechanizmu decydują różnice mierzone w setnych, a nawet tysięcznych częściach milimetra.
Właśnie dlatego obróbka skrawaniem CNC stała się jednym z fundamentów współczesnej produkcji. Łączy możliwości nowoczesnych obrabiarek, specjalistycznego oprogramowania oraz wiedzę doświadczonych technologów i operatorów.
W TOKAR CNC Technology wykorzystujemy technologię CNC do realizacji zarówno pojedynczych, wymagających detali, jak i powtarzalnej produkcji seryjnej. Precyzja nie jest dla nas jednak wyłącznie parametrem maszyny – jest efektem całego procesu, od analizy dokumentacji aż po końcową kontrolę gotowego elementu.
Skrót CNC pochodzi od angielskiego określenia Computer Numerical Control, czyli komputerowego sterowania numerycznego. Obrabiarka realizuje zaprogramowane ruchy narzędzi i osi maszyny zgodnie z przygotowanym wcześniej programem.
Program określa między innymi:
Nie oznacza to jednak, że człowiek przestaje być potrzebny. Wręcz przeciwnie. Im bardziej zaawansowana technologia, tym większego znaczenia nabiera wiedza specjalistów odpowiedzialnych za przygotowanie procesu.
Technolog musi dobrać właściwe narzędzia i parametry, przewidzieć zachowanie materiału, zaplanować sposób zamocowania detalu oraz zoptymalizować kolejność operacji. Operator odpowiada natomiast za prawidłowe przygotowanie obrabiarki i nadzorowanie procesu.
Maszyna zapewnia możliwości, ale dopiero odpowiednio zaprojektowany proces pozwala je w pełni wykorzystać.
Obróbka konwencjonalna przez wiele lat stanowiła podstawę produkcji części metalowych i nadal znajduje zastosowanie w określonych zadaniach. W przypadku elementów wymagających dużej dokładności, skomplikowanej geometrii lub wysokiej powtarzalności technologia CNC oferuje jednak znacznie większe możliwości.
Jedną z największych zalet CNC jest możliwość wykonywania detali z bardzo dużą dokładnością. Ma to szczególne znaczenie w przypadku części, które później współpracują z innymi elementami mechanizmu.
Niewielka odchyłka średnicy, położenia otworu czy powierzchni bazowej może wpłynąć na pasowanie części, zwiększyć zużycie podzespołów, powodować drgania albo uniemożliwić prawidłowy montaż.
Dlatego precyzyjna obróbka nie polega jedynie na uzyskaniu kształtu przypominającego projekt. Gotowy detal musi mieścić się w określonym polu tolerancji i zachować wymagane parametry geometryczne.
W produkcji seryjnej nie wystarczy wykonać poprawnie pierwszej sztuki. Takie same wymagania muszą spełniać kolejne dziesiątki, setki czy tysiące elementów.
Po właściwym przygotowaniu procesu obrabiarki CNC mogą wielokrotnie realizować tę samą sekwencję operacji. Pozwala to zachować wysoki poziom powtarzalności i ograniczyć wpływ czynników charakterystycznych dla ręcznej obróbki.
To właśnie powtarzalność jest jednym z powodów, dla których CNC tak dobrze sprawdza się w produkcji komponentów technicznych.
Nowoczesne komponenty coraz częściej posiadają złożone kształty, otwory wykonywane pod różnymi kątami, precyzyjne powierzchnie funkcjonalne, gwinty, kieszenie, rowki czy elementy wymagające obróbki z wielu stron.
Zaawansowane obrabiarki CNC pozwalają wykonywać wiele takich operacji w sposób zautomatyzowany. Odpowiednie zaplanowanie procesu może również ograniczyć liczbę ponownych zamocowań detalu.
Ma to ogromne znaczenie dla dokładności. Każde dodatkowe mocowanie oznacza bowiem konieczność ponownego ustalenia pozycji przedmiotu i może stać się kolejnym źródłem odchyłek.
Jedną z podstawowych specjalizacji TOKAR CNC Technology jest toczenie CNC.
W klasycznym procesie toczenia obrabiany detal wykonuje ruch obrotowy, natomiast narzędzie skrawające usuwa kolejne warstwy materiału. Technologia ta pozwala produkować między innymi:
Współczesne centra tokarskie oferują jednak znacznie większe możliwości niż samo wykonywanie powierzchni cylindrycznych.
Dzięki narzędziom napędzanym i rozbudowanym możliwościom obrabiarek można łączyć toczenie z wierceniem czy frezowaniem. Pozwala to wykonać wiele cech detalu podczas jednego procesu technologicznego.
Korzyść jest podwójna – krótszy czas realizacji oraz ograniczenie liczby zamocowań, które mogą wpływać na dokładność wzajemnego położenia poszczególnych powierzchni.
Drugim niezwykle ważnym obszarem obróbki jest frezowanie CNC. W tym przypadku ruch obrotowy wykonuje narzędzie wyposażone w ostrza skrawające, a odpowiednio sterowane osie maszyny umożliwiają stopniowe nadawanie materiałowi wymaganej geometrii.
Frezowanie pozwala wykonywać między innymi:
Wraz ze wzrostem liczby sterowanych osi rosną również możliwości technologiczne obrabiarki. Wieloosiowa obróbka pozwala dotrzeć narzędziem do powierzchni, których wykonanie na prostszej maszynie wymagałoby kilku osobnych operacji.
Nie chodzi jednak wyłącznie o tworzenie bardziej skomplikowanych kształtów. Odpowiednio zaplanowana obróbka wieloosiowa może również poprawić dokładność i skrócić czas realizacji.
Jedną z największych zmian, jakie technologia CNC przyniosła do przemysłu, jest ścisłe połączenie świata cyfrowego z rzeczywistą produkcją.
Proces może rozpocząć się od dokumentacji technicznej oraz modelu 3D. Następnie przygotowywana jest technologia wykonania części – wybierane są narzędzia, sposób zamocowania, kolejność operacji oraz parametry skrawania.
Oprogramowanie CAM pozwala przygotować ścieżki narzędzi, które następnie są przekształcane w instrukcje zrozumiałe dla sterowania obrabiarki.
To właśnie na tym etapie podejmowanych jest wiele decyzji wpływających później na jakość, czas wykonania i ekonomikę produkcji.
W nowoczesnej produkcji coraz większą rolę odgrywa cyfrowe przygotowanie procesu.
Symulacja może pomóc sprawdzić przebieg obróbki przed rozpoczęciem fizycznej produkcji. Pozwala analizować ścieżki narzędzi i ograniczać ryzyko niepożądanych sytuacji podczas pracy obrabiarki.
Daje również możliwość poszukiwania bardziej efektywnej strategii obróbki.
W przypadku produkcji seryjnej nawet niewielkie skrócenie pojedynczego cyklu może mieć duże znaczenie. Jeżeli operacja zostanie przyspieszona o kilka sekund, przy tysiącach wykonanych części oszczędność czasu staje się już bardzo wyraźna.
Nie istnieje jeden uniwersalny sposób obróbki wszystkich materiałów. Stal, stal nierdzewna, aluminium, miedź czy tworzywa konstrukcyjne zachowują się podczas skrawania inaczej.
Różnią się między innymi:
Dlatego doświadczenie w obróbce różnych materiałów jest równie ważne jak możliwości samego parku maszynowego.
Niewłaściwie dobrane parametry mogą powodować szybsze zużycie narzędzia, pogorszenie jakości powierzchni czy problemy z zachowaniem wymaganych wymiarów. Dobrze przygotowana technologia pozwala natomiast znaleźć kompromis pomiędzy dokładnością, trwałością narzędzi i czasem cyklu.
Wykonanie detalu to tylko jedna część procesu. Drugą jest potwierdzenie, że rzeczywiście odpowiada on wymaganiom dokumentacji technicznej.
W TOKAR CNC Technology kontrola jakości stanowi integralny element produkcji. Wykorzystujemy między innymi system pomiarowy KEYENCE IM, umożliwiający szybką i precyzyjną kontrolę wykonywanych komponentów.
Nowoczesne systemy pomiarowe pozwalają kontrolować wiele cech detalu i porównywać uzyskane wyniki z założonymi wartościami.
Jest to szczególnie ważne przy produkcji seryjnej. Kontrola nie służy wyłącznie wykrywaniu niezgodności – dostarcza również informacji pozwalających obserwować stabilność procesu i odpowiednio wcześnie reagować na pojawiające się odchylenia.
Może się wydawać, że skoro maszyna realizuje przygotowany program, rola człowieka ogranicza się do naciśnięcia przycisku „start". W praktyce jest dokładnie odwrotnie.
Za każdym dobrze wykonanym detalem stoi szereg decyzji technologicznych:
Jak zamocować część? Jakie narzędzie zastosować? Od której powierzchni rozpocząć obróbkę? Jak ograniczyć drgania? Jak uzyskać wymaganą jakość powierzchni? Jak skrócić cykl bez utraty stabilności procesu?
Odpowiedzi na te pytania wymagają doświadczenia.
Nowoczesna obróbka CNC jest więc połączeniem automatyzacji, technologii cyfrowej i wiedzy specjalistów. Dopiero współdziałanie tych elementów umożliwia wykorzystanie pełnego potencjału obrabiarek.
Dużą zaletą technologii CNC jest jej elastyczność.
Może być wykorzystywana do wykonania pojedynczego prototypu lub krótkiej serii części, gdy ważna jest możliwość szybkiego wdrożenia projektu i wprowadzania zmian konstrukcyjnych.
Jednocześnie doskonale nadaje się do produkcji seryjnej, w której najważniejsze stają się:
Dobrze przygotowany proces CNC może być rozwijany wraz z projektem – od pierwszych prototypów aż po regularną produkcję większej liczby komponentów.
Możliwości technologiczne firmy zajmującej się obróbką CNC często ocenia się przez pryzmat posiadanych maszyn. To ważny element, ale nie jedyny.
Nowoczesna obrabiarka bez odpowiednio przygotowanego procesu nie zagwarantuje oczekiwanego rezultatu.
W TOKAR CNC Technology łączymy możliwości zaawansowanego parku maszynowego, obejmującego między innymi obrabiarki MAZAK i STAR, z doświadczeniem zespołu odpowiedzialnego za przygotowanie i realizację produkcji.
Dzięki temu możemy podchodzić do zlecenia jako do całego procesu technologicznego, a nie tylko pojedynczej operacji skrawania.
Gotowy detal jest efektem całego łańcucha decyzji. Znaczenie ma dokumentacja techniczna, materiał, strategia obróbki, sposób mocowania, narzędzia, parametry skrawania, stabilność procesu oraz kontrola jakości.
Dlatego precyzyjna obróbka CNC nie zaczyna się w momencie, gdy narzędzie po raz pierwszy dotknie materiału. Zaczyna się znacznie wcześniej – podczas analizy projektu i przygotowania technologii.
Takie podejście pozwala nie tylko produkować dokładne części, ale również ograniczać ryzyko błędów, zwiększać powtarzalność i optymalizować koszty.
W TOKAR CNC Technology traktujemy CNC jako narzędzie pozwalające rozwiązywać konkretne wyzwania produkcyjne. Łączymy nowoczesne obrabiarki, cyfrowe przygotowanie produkcji, kontrolę jakości i doświadczenie specjalistów, aby dostarczać komponenty odpowiadające wymaganiom współczesnego przemysłu.
Niezależnie od tego, czy chodzi o wykonanie wymagającego detalu, uruchomienie krótkiej serii czy zapewnienie powtarzalnej produkcji większej liczby części, punktem wyjścia pozostaje dla nas dokładne poznanie wymagań projektu.
Bo w nowoczesnej obróbce skrawaniem precyzja nie jest pojedynczym etapem produkcji. Jest sposobem organizacji całego procesu.
TOKAR CNC Technology Mateusz Maćków
