Encara que abans la majoria dels motllistes programaven les seves màquines al taller, augmenta la tendència a utilitzar moderns programes CAD / CAM

Petit nombre de peces, geometries de formes lliures i acabats superficials d'alta qualitat són les premisses de les quals parteixen els fabricants d'eines i motlles en el procés de fresat dels seus productes. Aquests requisits de fabricació exigeixen la màxima eficàcia en tot el procés, en què els controls de CNC tenen un paper central.

Tant si es tracta de motlles d'acer per a modelat per injecció o d'eines per a processos d'embotició profunda, qualsevol que vulgui satisfer als seus clients amb aquest tipus de productes, necessita un profund coneixement tècnic, així com una sèrie de processos eficaçment coordinats. Cada element ha d'executar la seva comesa de forma òptima, començant pels sistemes CAD / CAM i el postprocés, passant pel control de CNC i la màquina-eina, fins arribar a la pròpia eina de tall. Només així poden les empreses mantenir-se amb èxit en aquesta indústria d'alta tecnologia.

Encara que anteriorment la majoria dels constructors de motlles i eines programaven les seves màquines al taller, la tendència actual d'utilitzar els moderns programes CAD / CAM té cada vegada més partidaris. Una de les raons per a això és la creixent complexitat de les peces que es fabriquen i les considerables avantatges que en aquest cas la construcció CAD promet. Una altra raó és que el programari CAM és avui dia molt més eficaç, i capaç de programar els processos de mecanitzat de cinc eixos. Una tercera raó és l'augment de la capacitat de transferència i emmagatzematge de dades: els grans programes de CNC utilitzats en el mecanitzat d'eines i motlles poden ser transferits en pocs minuts des del sistema CAM als controls de CNC per mitjà del maquinari i programari moderns.

Wilfried Steiger, una autoritat en la mecanització d'altes prestacions de GE Fanuc Automation CNC Europe, cita alguns exemples de l'eficàcia dels components actuals: "Els usuaris dels controls de CNC de GE Fanuc poden, bé utilitzar una targeta PCMCIA, que pot emmagatzemar fins a 1GB de dades, o bé poden triar el nostre ràpid servidor de dades, que transfereix programes a una velocitat de fins a 100 Mbit / s. En ambdós casos, l'eficàcia s'està incrementant tan ràpidament que fa esperar un augment en la utilització dels sistemes CAM. "

Els motlles que s'utilitzen per la fabricació de nombrosos objectes d'ús quotidià són produïts en màquines especials, per exemple, centres de fresat de cinc eixos. Els controls de CNC tenen un paper central en aquestes.

GE Fanuc sap també el que els fabricants de motlles esperen de la tecnologia d'accionament: accionaments dinàmics dels eixos, alta velocitat de gir del capçal, així com bona sincronització i alta precisió de contorn.

La funció "Nano Smoothing" transforma programes peça lineals en corbes NURBS

Les dades són transferits entre el sistema CAM i el control de CNC per mitjà d'un postprocés que tradueix les línies i els segments circulars al llenguatge específic del control. Entre aquests hi ha diferències qualitatives. Un postprocés simple és capaç de processar fitxers CL, un quasi-estàndard dels anys 1990, que està basat en línies i arcs circulars. D'altra banda, un processador de major capacitat pot llegir conjunts de dades estesos i, per exemple, transferir en forma de NURBS. Wilfried Steiger ho considera un bon mètode. No obstant això, esmenta una alternativa: "Amb l'anomenada Nano Smoothing, oferim una funció que converteix programes peça lineals en corbes NURBS en temps real en els nostres controls GE Fanuc, proporcionant un mecanitzat uniforme de les superfícies i moviments de processament més fluids."

Nano Smoothing utilitza també tots els avantatges de la interpolació Nano, un dels principals punts forts dels CNCS de GE Fanuc. En la interpolació Nano, els controls generen instruccions de posicionament d'una precisió de nanòmetres, aprofitant al màxim el potencial de precisió dels sistemes servo digitals de precisió. Utilitzant aquesta interpolació, en què les ordres de desplaçament més petites no s'arrodoneixen, els mecanismes servo d'alta qualitat poden seguir uniformement la trajectòria de l'eina i obtenir les millors superfícies a altes velocitats d'avanç i de rotació. Nano Smoothing està disponible en els controls de gamma alta de la Sèrie 30i, tant per a la mecanització de tres eixos, com per al de cinc eixos.

L'ús idoni d'aquesta funció no només depèn de l'eficàcia del postprocés i de la longitud dels blocs lineals que genera, sinó també de la mesura en que l'usuari valora l'alta qualitat superficial i la precisió. En qualsevol dels casos, la funció Nano Smoothing deixa a l'usuari l'opció d'activar o desactivar en qualsevol moment o lloc. A més, disposa d'un algorisme de regulació que permet reconèixer les cantonades i línies rectes com a tals, i adaptar els moviments a les mateixes.

Per als fabricants d'eines i motlles, el control de CNC 31i-A5 és d'especial interès. Ofereix fins a quatre canals i 24 eixos, cinc dels quals poden interpolar simultàniament. Estan fets a mida per a la mecanització de cinc eixos complex, i són cada vegada més utilitzats per a superfícies de formes lliures.

La Interpolació Nano és un aspecte destacat dels controls de CNC de GE Fanuc. Ajuda a produir la millor qualitat superficial.

Juntament amb els controls de CNC de la Sèrie 30i de GE Fanuc, Steiger considera també el CNC de la Sèrie 31i-A5 com especialment interessant per als fabricants d'eines i motlles: "Aquest control de CNC ofereix fins a quatre canals i 24 eixos, cinc dels quals poden interpolar simultàniament. Al mateix temps, els altres eixos poden controlar de manera asíncrona, per exemple per iniciar un canvi d'eina o per realitzar determinats moviments auxiliars. Amb aquestes capacitats, els controls de CNC de la Sèrie 31i-A5 estan fets a mida per a la mecanització complex de cinc eixos, que s'utilitza cada vegada més freqüentment per les superfícies de formes lliures. "

Per a aquest tipus de màquines, GE Fanuc ofereix funcions que permeten una òptima utilització de tot el potencial de la màquina i el control. Estan disponibles, per exemple, opcions de compensació per a la longitud, la direcció i el radi de l'eina (TCP, TPC i TRC). Aquestes funcions són millorades, al seu torn, amb la contínua incorporació de noves extensions com, per exemple, la Compensació del Punt de Tall de l'eina, que simplifica la programació de CNC. S'utilitza per calcular el punt en què l'eina ha de tallar el material. Les eines de formes especials, com les trapezoïdals o de punta arrodonida, requereixen dades de correcció especials, que normalment s'inclouen en el programari CAM. En els nous controls de CNC de GE Fanuc, aquests valors són constantment memoritzats després del mesurament de l'eina, i poden recuperar prement un botó. Això no només simplifica la programació de CNC, sinó que permet canviar ràpidament les eines sense necessitat de modificar el programa de CNC.

També per el Pla de Treball Inclinat (TWP) hi ha noves funcions disponibles. El Dr Wilfried Steiger explica un exemple: "Ara és possible definir el pla de treball no només mitjançant els angulos eulerians, sinó també amb instruccions" roll, pitch i Yaw "(RPY), o per mitjà de tres punts en l'espai. Per facilitar l'ús d'aquestes funcions, GE Fanuc ha desenvolupat una pantalla guiada que assisteix a l'operador durant la introducció de les dades i li ofereix suport gràfic. "

Tecnologia d'accionament per a la construcció de motlles

GE Fanuc, líder del mercat mundial en tecnologia de CNC, és també un dels principals especialistes en accionaments i, a més, bon coneixedor dels requisits de la indústria de fabricació d'eines i motlles. Els factors determinants en aquesta són: accionaments dinàmics dels eixos, alta velocitat de gir del capçal, així com bones sincronització i precisió del contorn.

Els motors i amplificadors han de ser acuradament seleccionats d'acord amb aquestes característiques. Els servomotors amb petits moments d'inèrcia (motors de terres rares) o els motors lineals són ideals. Els amplificadors amb altes corrents en períodes curts per a una alta acceleració són també els més adequats. Per assolir ràpides respostes dels eixos a les més petites instruccions de posicionament, els bucles del control (corrent / velocitat / posició) s'han d'ajustar molt dinàmicament, la qual cosa pot aconseguir-se amb els controls HRV3 i HRV4 (High Response Vector). Cal utilitzar filtres HRV especials per evitar ressonàncies a la màquina.

Els motors de capçal asíncrons integrats proporcionen altes velocitats de rotació i són, per tant, especialment eficaços per al mecanitzat d'eines i motlles. Això és degut a que quan es mecanitzen els motlles, normalment l'eina gira a alta velocitat durant un prolongat període de temps. En comparació amb els capçals síncrons, els motors asíncrons tenen l'avantatge que les pèrdues de potència, i en conseqüència la calor desenvolupat, són mínimes per a càrregues petites i altes velocitats de rotació.

Els servomotors amb bona sincronització són molt demanats per a la producció de les millors superfícies. GE Fanuc ofereix un motor patentat dissenyat amb aquesta finalitat. Aquests motors disposen de funcions servo per programari per a la compensació de "fluctuacions": "Compensació Smoothing" per a motors lineals i "Compensació de la Fluctuació del Parlament" per a motors rotatius.

Els ajustos alts de l'amplificador (HRV3 i HRV4) produeixen també contorns precisos. També aquests disposen de programari de suport, com la funció de Control d'avanç, que redueix els errors de seguiment i la funció d'Acceleració de Folgança que minimitza els errors de contorn durant els canvis de direcció dels eixos.

En el mecanitzat de cinc eixos, les millores mitjançant programari no es limiten al control de les eines. El principal objectiu és augmentar la productivitat en el mecanitzat. La funció "Selecció de les condicions de mecanitzat" contribueix a això en qualsevol cas. Depenent dels requisits de precisió, els programes de CNC del control poden optimitzar seleccionant entre els nivells d'1 fins a 10 per donar prioritat a la precisió o la velocitat. Aquesta selecció pot seguir separadament per a cada programa i operació de mecanitzat, per exemple, es donarà major prioritat a la velocitat en el desbast d'una peça, mentre es seleccionarà una major precisió per a l'acabat.

A més de la funció de Selecció de les Condicions de Mecanitzat, la funció de Compensació de l'Error d'Ajustament de la Peça és especialment útil en la mecanització complex, per exemple, quan la peça ha de ser retirada després d'una operació de mecanitzat - potser per la seva mesura - ia continuació novament amarrada per continuar la seva processament. En aquests casos és inevitable que es produeixin petites desviacions de la posició d'amarratge original. Aquesta funció permet aplicar factors de correcció, basats en els resultats de cicles de mesura, en les subsegüents operacions de mecanitzat.

Steiger afegeix: "Una altra important funció és la nova Comprovació de Interferències en 3D. En la fabricació d'eines i motlles, els dispositius d'amarratge estan subjectes al risc de col·lisions. En el cas de màquines i components complexos, en què es donen moviments multiaxials simultanis, és extremadament difícil per l'operador de la màquina evitar les col·lisions. Mitjançant la Comprovació de Interferències en 3D l'operador de la màquina pot definir l'eina giratòria, la peça, la taula i els amarratges dins d'un volum ortogonal. El control considera llavors aquesta informació en 3D, juntament amb les dades actuals de les eines, en el càlcul els moviments dels eixos i evita possibles col·lisions, tot i que s'estiguin executant programes de cinc eixos..