DAK/DAP-skolen
Artikkel 10 – Fresing
Forrige artikkel viste hvordan vi kan integrere DAK og DAP sømløst. På den måten blir vi i stand til å generere verktøybaner uten behov for filoversetting eller å måtte forholde oss til ulike brukergrensesnitt. Nå vil vi videreføre denne metodikken til fresing, som er mer vanlig i den forstand at flere fresemaskiner har CNC-styring.
Denne gangen skal vi lage en elektrode for bruk til framstilling av hunnsiden i en støpeform. Selve produktet er et 6x6x2cm plastlokk. Når vi kompenserer for plastkrymp og gnistgap får vi formen på elektroden. Med DAK-systemet har vi naturligvis laget modellene slik at en endring på produktet automatisk vil påvirke elektroden.
Maskineringen starter jo med et råemne som er større enn sluttproduktet. Vi må beskrive dette i DAP-programmet så det stemmer med det faktiske arbeidsstykket. Her har vi sagt at emnet skal være en kloss som er 6mm større enn yttermålene på elektroden. I samme slengen må vi passe på å angi et fornuftig koordinatsystem så z-aksen og fresespindelen peker samme veien.
Vi kan velge om vi vil maskinere hele eller deler av objektet. Det enkleste er å dra et vindu rundt de flatene som skal utfreses, slik det er gjort i figur 1. Vi angir at dette skal maskineres i tre akser. I motsatt fall kunne vi brukt såkalt 2 ½-akse, som innebærer at fresen ville gått i faste steg nedover.
Figur 1 : Definisjon av fresejobbem
På forhånd har vi valgt hvilken verktøymaskin vi skal bruke. Alle maskininnstillinger er da gjort på forhånd, og vi ber systemet om å foreslå en operasjonsplan. Komponenten blir automatisk analysert, og det blir foreslått to kutt; ett grovt og ett fint.
Figur 2 : Automatisk prosess
Som vi ser på figur2, foreslår DAP-programmet også hvilke verktøy som skal brukes i hvert kutt. For eksempel vil verktøy T43 bli brukt først. I artikkel 9 nevnte vi en kunnskapsdatabase som sikrer fornuftige valg av verktøy, hastigheter osv. Det er den samme databasen som brukes her. Vi kan enkelt endre de foreslåtte parametrene. Figur 3 viser en dialogboks som vi kan bruke for å bytte verktøy eller gjøre andre innstillinger knyttet til hver enkelt deloperasjon. Eksempelvis vil grovfresen i vårt tilfelle sette igjen 1mm gods for neste kutt.
Figur 3 : Verktøydatabase
Med en ferdig operasjonsplan kan vi få verktøybanene direkte ut, og simulere fresingen på dataskjermen. Vi kan se en animasjon av verktøybevegelsene, eller hoppe direkte fra kutt til kutt. På figur 4 ser vi resultatet etter at begge kuttene er kjørt. Her er standardinnstillingene brukt uten justeringer. Resultatet er ikke tilfredsstillende. Hver av sideflatene blir ulikt maskinert, og vi ønsker en jevnere toppflate enn dette. Vi avgjør at vi nok bør dele finkuttet i to separate operasjoner der sideflatene og toppen freses hver for seg. Vi skal også bruke et annet bevegelsesmønster på fresen.
Figur 4 : Uheldig finkutt
Det som må gjøres i DAP-systemet er å legge til en ny operasjon samt å endre innstillingene for det finkuttet vi allerede har.
Figur 5 : Behov for en ny operasjon
Når vi nå har opprettet to finkutt, kan vi optimalisere ved å justere innstillingene for hvert av dem. Vi vil at sideflatene skal freses ved at verktøyet beveger seg rundt elektroden i stedet for å sveipe fram og tilbake. Som vi ser av figur 6, får vi grafisk hjelp til å velge bevegelsesstrategi.
Figur 6 : Nytt mønster
Resultatet av forandringen ser vi på figur 7. Her har vi valgt å vise verktøybanene som streker. Strekene ligger utenfor delen fordi det er banene til verktøyets senterpunkt vi ser. Nå vil vi få et jevnt mønster som er symmetrisk rundt hele delen.
Figur 7 : Bedre baner
Også oppå elektroden skal vi prøve å forbedre resultatet. Vi velger et bevegelsesmønster av typen offset, der alle kuttene er parallelle. Fresen starter i midten og jobber utover til ytterkanten på den plane toppflata. Hvert trinn i banen er tilpasset ytterkonturen med en jevn avstand, se figur 8. Figur 9 viser også hvor mye bedre toppflata blir seende ut på denne måten.
Figur 8 : Offset-baner
Figur 9 : Simulering av siste finkutt
Før vi endelig godtar resultatet er det naturlig å prøve ulike innstillinger for blant annet kurvetoleranse og tetthet på verktøybanene. Det er også viktig å sammenligne det utfreste emnet med den ideelle formen. En slik verifisering er vist på figur 10. Fargekoder brukes for å vise hvor det står igjen materiale, eller om det kanskje er fjernet litt for mye. Vi vil selvsagt ikke få null forskjell, siden det alltid vil stå igjen små topper mellom fresebanene. Vi kan også få ut tidsforbruket på maskineringen, som i dette tilfellet ble i underkant av elleve minutter.
Figur 10 : Verifisering
Verktøybanene må kodes om til et språk som fresemaskina kan forstå, og det gjøres enkelt ved hjelp av innebygde postprosessorer som er tilpasset hver maskin. Koden kan vi eventuelt se på senere for å kontrollere at bruken av bokstavkoder og annen terminologi er riktig.
Figur 11 : NC-kode
I forrige artikkel demonstrerte vi hvordan en endring på produktet forplantet seg gjennom systemet slik at alle verktøybanene ble oppdatert. Slik vil det også være her, for eksempel i tilfelle vi vil endre gnistgapet og dermed må skalere elektroden.
Dette er slutten på DAK/DAP-skolen. Ta gjerne kontakt med oss for en faglig prat om noen av temaene som er tatt opp. Vi svarer også gjerne på spørsmål angående programvare for 3D-modellering, programmering av verktøymaskiner eller andre ingeniørdisipliner.
Vidar Kvam
Siv.ing, produktsjef DAK
ProNor AS, tlf 6394 2022
Brynjulf Spalder
Ing., salgssjef
ProNor AS, tlf 5187 4352