Wie es wirklich ist, 5-Achsen-CNC-Maschinen einzusetzen

Wie ist es für einen Betrieb, auf die 5-Achsen-Bearbeitung umzusteigen? Wir haben mit Columbus McKinnon und Leighton Machine &Tool gesprochen, um das herauszufinden.

Die Vorteile der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung sind bekannt, darunter kürzere Rüstzeiten und weniger Ausschuss sowie eine höhere Teilegenauigkeit und Produktivität. Aber was braucht ein Betrieb, um auf die 5-Achs-Bearbeitung umzusteigen? Um uns einen Eindruck aus der Praxis zu verschaffen, sprachen wir mit Bobby Widener von Columbus McKinnon (CM Hoist) und Jacob Leighton, CNC-Werkstattleiter von Leighton Machine &Tool.

Leighton betreibt seit 2012 5-Achs-Maschinen, als das Unternehmen seine erste 3+2-Maschine kaufte. Die jüngste Anschaffung des Unternehmens war eine komplette 5-Achsen-Dreh- und Fräsmaschine in Kombination. CM Hoist besitzt sowohl einen Mazak i200 Integrex als auch einen DMG Mori Seiki NLX 2500.

Herausforderungen und Lösungen:CNC-Programmierung, Werkzeugwegüberprüfung

Widener warnt davor, dass die Programmierung zu einem Problem werden könnte, mit dem sich eine Werkstatt befassen muss, wenn sie eine 5-Achsen-Maschine einrichtet.

„Ich war mit der Programmiersprache MAZATROL besser vertraut, aber die Mori-Seiki-Maschinen sind ziemlich kompliziert und führen alles unter der FANUC-Sprache mit G- und M-Codes aus“, sagt er.

Auch die Programmierung war für Leighton ein Thema.

„Wenn Sie eine vollständige 5-Achsen-Maschine betreiben, passieren viele Dinge in der Maschine und auf der CAD/CAM-Seite, die alle richtig miteinander kommunizieren müssen“, sagt Leighton. „Dann müssen Sie sich Gedanken darüber machen, wie Sie das Teil festhalten, und auf Ihre Werkzeuglänge achten – es gibt also viel zu bedenken.“

Um sich den Einstieg in die 5-Achsen-Bearbeitung zu erleichtern, untersuchte Leighton 3+2-Maschinen und stellte fest, dass er mehrere 3-Achsen-Programme schreiben konnte, indem er die Maschine anwies, sich zwischen den einzelnen Programmen zu drehen und in einer neuen geneigten Position zu verriegeln, um die verschiedenen Flächen zu bearbeiten. Er fand, dass dies viel einfacher zu implementieren war, bis sie für die vollständige 5-Achsen-Arbeit bereit waren.

Schließlich kaufte Leighton Machine eine DMG CTX gamma 2000 TC, die eine 6-Seiten-Komplettbearbeitung ermöglicht.

„Das einzige wirkliche Problem, das wir hatten, als wir schließlich den Sprung zur vollständigen Simultanbearbeitung schafften, war die Suche nach einer CAD/CAM-Software, die es genau ansteuern würde“, sagt Leighton. „Wir gingen mit unserer Maschine und der Steuerung zu einem Anbieter, der eine schlüsselfertige Lösung lieferte.“

Wenn Sie vorhaben, viele vollständige 5-Achsen-Arbeiten durchzuführen, empfiehlt Leighton auch, sich mit einer Werkzeugweg-Verifizierungssoftware zu befassen, um das Risiko zu vermeiden, eine Maschine zu beschädigen oder ein Teil zu beschädigen.

Unterschiedliche Werkzeuganforderungen für die 5-Achsen-Bearbeitung

Ein Vorteil einer 5-Achsen-Maschine besteht darin, dass sie tiefere und schnellere Schnitte ausführen kann, da sie das Werkstück so dreht, dass es tangential zum Schneidwerkzeug bleibt. Laut Widener bedeutet dies, dass die CAD/CAM-Programme dasselbe Werkzeug für eine Reihe von Schnitten verwenden können, ohne dass Werkzeuge in mehreren Größen erforderlich sind.

„Wir haben dafür gesorgt, dass wir nicht sieben verschiedene Schaftfräser haben müssen – wir verwenden nur ein paar Schaftfräser, um alles zu tun, was wir tun müssen“, sagt er.

„Da Sie auf fünf Seiten eines Teils zugreifen können, können Sie mit 5-Achsen auch Ihre Werkzeuglängen verkürzen“, sagt Leighton. „Dies sorgt für ein steiferes Werkzeug, mit dem Sie schneller arbeiten und bessere Oberflächengüten erzielen können.“

Die 5-Achsen-Bearbeitung kann noch viel mehr. Holen Sie sich die Highlights in "8 wichtige Fakten über 5-Achsen-Maschinen und Hochleistungs-Bearbeitungszentren."

Auswahl einer 5-Achsen-Maschine

„Mein Rat wäre, sich mit den vollen Möglichkeiten der Maschine vertraut zu machen, die Sie kaufen möchten, und sicherzustellen, dass Sie die CAD/CAM-Unterstützung haben, um sie zu betreiben, denn wenn Sie zu den 5-Achsen kommen, verlassen Sie sich fast ausschließlich auf sie Software, um es zu steuern“, sagt Leighton.

Und, sagt er, wenn Sie eine 5-Achsen-Maschine kaufen möchten, achten Sie auf das typische Gewicht und die Größe der Teile in Ihrer Werkstatt.

„Diese Maschinen scheinen in zwei Grundtypen erhältlich zu sein – was ich „Tisch-Tisch“ nenne, wo Sie zwei Rotationsachsen auf dem Tisch haben und Sie das Teil bewegen, oder „Kopf-Kopf“, wo Sie das Teil drehen Werkzeug zum Teil“, sagt Leighton. „Wenn Sie in große Formenbauanwendungen einsteigen, bei denen das Gewicht ein Problem wird, sollten Sie den Stil verwenden, bei dem Sie das Werkzeug drehen, und nicht einen großen Teil.“

CM Hoist stellt auf seinen 5-Achsen-Maschinen eine Reihe von Komponenten her, von 1-Zoll-Haubenmanschetten bis hin zu Hubrädern mit fünf Taschen für 2-Tonnen-Hebezeuge.

„Sie müssen die Art und Anzahl der von Ihnen hergestellten Teile bewerten, bevor Sie eine dieser Maschinen in Betracht ziehen“, sagt Widener.

„Wir befinden uns zwischen einer Auftragswerkstatt und einer Produktionswerkstatt und bearbeiten zwischen 50 und 100 Teile gleichzeitig, also müssen wir viele Teile wechseln“, sagt er.

„Wir haben festgestellt, dass wir unsere beiden 5-Achsen-Maschinen mit vielen unserer Stangenladungsarbeiten mehr kombinieren konnten, als wir ursprünglich gedacht hatten“, sagt Widener. „Das spart Zeit, es erspart mehrere Setups und es spart Personal für das Bewegen des Teils, denn ein Teil, das wir jetzt unter einem Setup ausführen, hätte auf bis zu zwei, drei, vielleicht vier anderen Maschinen laufen können.“

Welche Hürden müssen Sie Ihrer Meinung nach überwinden, um auf die 5-Achsen-CNC-Bearbeitung umzusteigen? Teilen Sie Ihre Geschichten.