JAK SPRÁVNĚ NASTAVIT PROJEKT PRO OBRÁBĚNÍ VE 4. ROTAČNÍ OSE VE VECTRIC ASPIRE
Mnoho uživatelů si myslí, že nejtěžší část obrábění ve 4. rotační ose spočívá ve vytvoření samotné nástrojové dráhy. Ve skutečnosti však většina problémů vzniká mnohem dříve – již při nastavování základních parametrů projektu.
Stačí nesprávně nastavit průměr materiálu nebo zvolit nevhodnou polohu počátku souřadného systému a výsledkem může být obrábění mimo materiál, nesprávná hloubka řezu nebo dokonce zlomení nástroje.
V tomto prvním dílu seriálu si proto ukážeme, jak správně vytvořit nový rotační projekt ve Vectric Aspire a na co si dát pozor ještě před zahájením samotné práce.
NASTAVENÍ PROJEKTU (A)
Rotační projekt vytvoříte jednoduše tak, že v sekci Typ práce zvolíte možnost Rotační.
Tím Vectric automaticky přepne pracovní prostředí do režimu určeného pro rotační obrábění.
Na první pohled si všimnete několika změn:
- pracovní plocha představuje rozvinutý plášť válce,
- simulace počítá s rotační osou,
- nástrojové dráhy jsou připravovány pro obrábění válcových obrobků.
VELIKOST ÚLOHY (B)
Prvním krokem je zadání skutečných rozměrů obráběného polotovaru.
Length – délka materiálu
Udává délku obráběného materiálu ve směru osy válce.
Diameter – průměr materiálu
Udává průměr válcového obrobku.
Je důležité si uvědomit, že rozměry pracovní plochy zobrazené ve Vectricu neodpovídají klasické rovinné ploše. Jedna její strana představuje délku válce a druhá jeho rozvinutý obvod.
Proto se při změně průměru materiálu automaticky změní také velikost rozvinuté pracovní plochy.
NULOVÁ POLOHA Z (C)
Při vytváření rotačního projektu nabízí Vectric dvě možnosti nastavení počátku souřadnice Z.
Center of Cylinder – osa válce
Jedná se o doporučené nastavení pro většinu rotačních projektů.
Nulový bod souřadnice Z leží přímo ve středu rotační osy, tedy v ose válce.
Toto nastavení má několik důležitých výhod:
- poloha nulového bodu se nemění se změnou průměru materiálu,
- nulový bod není závislý na skutečném povrchu obrobku,
- při změně průměru není nutné znovu nastavovat nulovou polohu Z,
- usnadňuje opakovanou výrobu,
- odpovídá skutečné poloze středu rotační osy stroje.
Právě proto Vectric tuto možnost doporučuje jako standardní způsob práce.
Při použití tohoto nastavení je však nutné zajistit, aby stejná poloha nulového bodu byla nastavena také v řídicím systému CNC stroje.
Surface of Cylinder – povrch válce
Druhou možností je nastavení nulového bodu Z na povrch materiálu.
Toto nastavení může být užitečné například při obrábění již hotového válce známého průměru, kdy potřebujete přesně navázat na jeho povrch.
Pro většinu běžných rotačních projektů však přináší více komplikací než výhod. Při každé změně průměru materiálu je nutné znovu nastavit také nulovou polohu Z.
Pokud se skutečný průměr obrobku liší od hodnoty zadané v projektu, může se tato odchylka projevit také v hloubce obrábění.
NASTAVENÍ POČÁTKU X A Y – POZICE VZTAŽNÉHO BODU XY (D)
Stejně jako u klasického projektu určujete, odkud bude obrábění vycházet.
Nejčastěji se používají dvě možnosti:
Střed válce
Toto nastavení je vhodné zejména pro symetrické rotační modely.
Počátek souřadného systému se nachází uprostřed délky obrobku. Výhodou je jednoduché vytváření symetrických návrhů a snadné zarovnání modelu vůči středu materiálu.
Čelo materiálu
Počátek souřadného systému se nachází na jednom konci obráběného materiálu.
Toto nastavení je praktické například při:
- gravírování textů,
- výrobě dílů s přesně definovanou délkou,
- obrábění modelů navazujících na konkrétní hranu nebo čelo obrobku.
Důležité je, aby poloha počátku zvolená ve Vectricu odpovídala poloze, kterou následně nastavíte na CNC stroji.
ORIENTACE (E)
Orientace určuje, zda bude osa válce ve Vectricu vedena ve směru osy X, nebo Y.
Volba závisí především na fyzickém umístění jednotky 4. rotační osy na vašem CNC stroji.
Pokud je rotační osa STEPCRAFT umístěna ve směru osy X, musí této orientaci odpovídat také nastavení projektu. Pokud je jednotka umístěna ve směru osy Y, zvolíte odpovídající orientaci ve Vectricu.
Nejde tedy o volbu, která by měla vliv na kvalitu obrábění. Jejím účelem je zajistit, aby souřadný systém projektu odpovídal skutečnému uspořádání rotační osy na CNC stroji.
Při nesprávně zvolené orientaci může být model při obrábění otočený nebo může dojít k pohybu v jiném směru, než očekáváte.
Flip Design
Volba Flip Design převrátí návrh vzhledem k rozvinuté pracovní ploše válce.
Tuto funkci využijete například tehdy, když:
- je návrh po vytvoření rotačního projektu orientován opačně, než požadujete,
- potřebujete změnit směr navíjení návrhu kolem válce,
- chcete upravit orientaci modelu bez nutnosti jeho ručního otáčení nebo zrcadlení.
Při použití této volby se nemění samotná geometrie modelu ani rozměry projektu. Změní se pouze orientace návrhu vzhledem k rotačnímu materiálu.
Před vytvořením nástrojových drah je vhodné vždy zkontrolovat orientaci modelu v náhledu a následně ji ověřit také pomocí simulace.
ŠKÁLOVÁNÍ NÁVRHU (F)
Při změně průměru válce se mění také jeho obvod a tím i rozměr rozvinuté pracovní plochy.
Vectric proto nabízí možnost přizpůsobit měřítko návrhu novému průměru materiálu.
Pokud je tato možnost aktivní, návrh se při změně průměru automaticky přepočítá tak, aby si zachoval stejné relativní umístění vůči rozvinutému plášti válce.
To může být užitečné například při vytváření dekorativních vzorů, které mají pokrývat celý obvod válce.
Pokud však potřebujete zachovat skutečné rozměry návrhu v milimetrech, je nutné změnu průměru vždy pečlivě zkontrolovat.
Při změně průměru se může změnit především velikost návrhu ve směru obvodu válce. To může ovlivnit například:
- šířku gravírovaného textu,
- rozteč dekorativních prvků,
- velikost reliéfu,
- návaznost vzoru po obvodu válce.
Po každé změně průměru proto doporučujeme ověřit skutečné rozměry návrhu a případně je upravit.
ROZLIŠENÍ MODELOVÁNÍ (G)
Rozlišení modelování určuje jemnost výpočtové mřížky používané pro vytváření a zobrazení 3D modelů.
Vyšší rozlišení umožňuje přesnější zobrazení jemných detailů, oblých přechodů a reliéfů. Současně však zvyšuje nároky na výkon počítače a může prodloužit dobu výpočtu.
Pro většinu běžných rotačních projektů je vhodné použít standardní nebo vysoké rozlišení.
Velmi vysoké rozlišení má smysl především u modelů obsahujících:
- jemné ornamenty,
- drobné textury,
- detailní reliéfy,
- malé dekorativní prvky.
Je však důležité si uvědomit, že vyšší rozlišení modelování automaticky nezvýší přesnost samotného CNC obrábění.
Kvalitu výsledného výrobku ovlivňuje také:
- průměr použitého nástroje,
- strategie obrábění,
- rozteč dokončovacích průchodů,
- mechanická přesnost stroje,
- skutečná kvalita obráběného materiálu.
Pro jednoduché tvary není nutné používat maximální rozlišení. Zbytečně by se tím zvýšila velikost projektu a doba výpočtu bez výrazného přínosu pro výslednou kvalitu.
NASTAVENÍ MATERIÁLU (H)
V této části nastavujete základní barvu materiálu.
POMOCNÉ VRSTVY(CH)
Po vytvoření rotačního projektu vytvoří Vectric také několik pomocných vektorů.
Ty slouží jako orientační pomůcka při tvorbě projektu a jsou standardně skryté, aby nepřekážely při práci.
Pokud je budete potřebovat, můžete je jednoduše zobrazit v seznamu vrstev.
Pomocné vektory mohou usnadnit orientaci v rozvinuté pracovní ploše a kontrolu polohy návrhu vůči materiálu.
PRAKTICKÉ TIPY Z PRAXE
Během instalací rotačních os STEPCRAFT se nám osvědčilo několik jednoduchých pravidel.
POUŽÍVEJTE FUNKCE PRO HLEDÁNÍ STŘEDU ROTAČNÍ OSY NEBO SI ZMĚŘTE VÝŠKU STŘEDU ROTAČNÍ OSY
Pro CNC stroje STEPCRAFT s řídicím systémem UCCNC jsou k dispozici makra, která usnadňují nalezení středu rotační osy.
Pomocí těchto funkcí lze provést měření a určit skutečnou polohu středu rotace vůči referenční ploše CNC stroje.
Správně nastavená výška středu rotační osy je důležitá zejména při použití počátku Z v ose válce – Center of Cylinder.
Pokud makro pro vyhledání středu rotační osy nepoužíváte, můžete výšku středu změřit také ručně.
Po správném nastavení stroje změřte vzdálenost středu rotační osy od referenční plochy stroje a tuto hodnotu si poznamenejte.
Tuto hodnotu následně využijete při nastavování nulové polohy Z pro rotační obrábění.
Při opakovaném používání stejné rotační jednotky není nutné měření provádět před každým projektem. Doporučujeme však hodnotu znovu ověřit po změně výšky pracovní plochy, použití jiného upínacího systému nebo přemístění rotační osy.
KONTROLUJTE SKUTEČNÝ PRŮMĚR MATERIÁLU
Soustružené polotovary často nemají přesně deklarovaný průměr.
Rozdíl několika desetin milimetru může být u detailních reliéfů znatelný.
Průměr proto měřte na několika místech po délce materiálu.
Pokud není materiál dokonale válcový, zvažte jeho předběžné srovnání pomocí funkce Create Rounding Toolpath, které se budeme věnovat v příštím dílu seriálu.
PŘED PRVNÍM OBRÁBĚNÍM VŽDY SPUSŤTE SIMULACI
Simulace ve Vectricu dokáže velmi dobře odhalit:
- nesprávně otočený model,
- nesprávně nastavený počátek souřadného systému,
- příliš hluboké obrábění,
- chybnou orientaci rotační osy,
- nesprávnou polohu návrhu vůči materiálu.
Vyplatí se jí věnovat několik minut.
Simulace sice nenahradí kontrolu skutečného nastavení CNC stroje, ale dokáže odhalit velkou část chyb ještě před zahájením obrábění.
NEJČASTĚJŠÍ CHYBA ZAČÁTEČNÍKŮ
Ve většině případů nebývá problém v samotné nástrojové dráze.
Chyba vzniká tím, že nulový bod nastavený ve Vectricu neodpovídá nulovému bodu použitému při nastavování CNC stroje.
Pokud například projekt počítá s nulou ve středu válce, ale na stroji nastavíte nulu na povrch materiálu, bude celé obrábění posunuto právě o poloměr obrobku.
Výsledkem může být příliš hluboký záběr, obrábění mimo materiál nebo dokonce kolize nástroje.
Proto vždy kontrolujte, zda:
- poloha počátku X a Y ve Vectricu odpovídá skutečnému počátku na CNC stroji,
- poloha nuly Z odpovídá zvolené možnosti Center of Cylinder nebo Surface of Cylinder,
- orientace rotační osy odpovídá skutečnému umístění jednotky na stroji,
- zadaný průměr odpovídá skutečnému průměru obráběného materiálu.
ZÁVĚR
Správně nastavený rotační projekt je základem každého úspěšného obrábění ve 4. rotační ose.
Pokud věnujete několik minut správnému nastavení délky, průměru, orientace a počátku souřadného systému, ušetříte si mnoho času při samotném obrábění a výrazně snížíte riziko chyb.
Nejdůležitější je, aby nastavení projektu ve Vectricu odpovídalo skutečnému nastavení rotační osy a nulovým bodům použitým na CNC stroji.
V příštím dílu seriálu se podíváme na funkci Create Rounding Toolpath, pomocí které lze z obyčejného hranolu automaticky vytvořit přesný válec připravený pro rotační obrábění.