Scula ideală pentru tehnologia CNC

Istoria controlului numeric (CNC) adaptat mașinilor-unelte începe cu aproximativ șapte decenii în urmă. În anii 50, această tehnologie a fost introdusă cu dificultate, în special din cauza scepticismului prelucrătorilor. Astăzi este practic inimaginabilă lumea prelucrărilor prin așchiere fără mașini echipate CNC.

În cadrul procesului de eliminare de mate­rial prin așchiere, mașina CNC a devenit veriga principală, determinând practic gradul de capabili­tate al producătorului. Centrele de prelucrare CNC sunt mașini complexe, în continuă îmbunătăţire și dezvoltare. Avansul permanent al acestei tehnolo­gii se bazează pe progres paralel al diferitelor domenii cum ar fi:

• performanţele axului principal
• calitatea rulmenţilor
• performanţele săniilor prelucrătoare
• performanţele unităţilor antrenate cu viteze ridicate
• performanţele I.T.
• calitatea motoarelor electrice
• hidraulica mașinii-unelte
• robotica și partea senzorială a mașinii-unelte

Tehnologia CNC va continua să reprezinte coloana vertebrală a metodelor de prelucrare, atât în viitorul apropiat, cât și în cel îndepărtat.

În dezvoltarea mașinilor CNC moderne, produ-cătorii au în vedere creșterea câtorva caracteristici, practic esenţiale în atingerea ţintelor de piaţă:

• versatilitate
• productivitate
• stabilitate
• fiabilitate
• acurateţe

Următorul pas înainte îl reprezintă centrul de prelucrare ce combină tehnologia de imprimare 3D cu cea de prelucrare CNC. În același timp, o regândire esenţială și definitorie pentru dezvoltarea tehnologiei CNC a fost adusă de INDUSTRIA 4.0 și de conceptele prelucrării inteligente. Într-o uzină inteligentă, este realizat un flux de informaţii efi­cient între lumea reală a mașinilor CNC și cea virtuală care funcţionează în concordanţă perfectă cu caracteristicile pieselor prelucrate – și ne referim atât la cele ale semifabricatelor, cât și la cele teo­retice ce urmează a fi atinse. Echilibrul inteligent realizat la graniţa dintre cele 2 lumi și analizarea informaţiei în timp real contribuie la luarea deci­ziilor și la aplicarea corecţiilor de către unităţile cu control numeric.

În această ecuaţie există și un element, mult mai mic, substanţial mai ieftin, scula așchietoare. Este evident mult mai simplă în comparaţie cu mașina CNC, este elementul în contact direct cu semifabri­catul din care îndepărtează atât cât este necesar și care practic închide traseul ,,semifabricat-piesă finită’’. Din raţiuni obiective, acest element este supus unor transformări mai puţin fundamentale și este considerat a fi veriga slabă din proces, care limitează de altfel capabilitatea întregului sistem. De aceea, îmbunătăţirea permanentă, adecvată a sculelor așchietoare trebuie să fie parte integrantă a progresului tehnologiei CNC.

Abordarea convenţională legată de progresul sculelor are în vedere realizarea de geometrii ino­vatoare, utilizând materiale avansate și aplicând tehnologiile de ultimă oră, în vederea extinde­rii durabilităţii, a asigurării unei rate superioare de îndepărtare a materialului (MRR), de asigu­rare a unei precizii superioare și a unei fiabilităţi corespunzătoare oricărui proces, în concordanţă cu cele mai ridicate pretenţii.

Mai mult, tendinţele aduse de INDUSTRIA 4.0 în dezvoltarea tehnologiilor CNC adaugă priorităţi ridicate componentelor digitale ale sculelor așchietoare.

Informaţia corectă și completă este esenţială și a însoţit întotdeauna scula așchietoare, chiar și înainte de INDUSTRIA 4.0. Informaţii cuprinse în cataloage, desene de scule, recomandări le-gate de aplicaţii au fost furnizate iniţial în format imprimat pe hârtie, pentru ca mai apoi să fie puse la dispoziţie în format electronic. Informaţiile vor fi întotdeauna esenţiale în vederea realizării unui proces de așchiere performant. Introducerea pe scară largă a calculatorului în procesul de producţie a extins mult capacitatea informaţională. Există acum diverse aplicaţii-soft care ușurează enorm selectarea sculei optime și estimarea durabilităţii muchiei așchietoare, în anumite condiţii speci­fice de prelucrare. Combinaţia dintre ,,NEO-ITA" și ,,POWER CONSUMPTION’’ de la ISCAR pune la dispoziţia clientului un algoritm rapid de calculare a forţelor așchietoare, a încărcărilor de încovoiere, a consumului de putere și, în paralel, de indentifi­care a calităţii carburii celei mai adecvate, a sculei celei mai potrivite pentru o anume aplicaţie. Pot fi analizate, de asemenea, produsele concurente asemănătoare și în plus există alte câteva funcţii utile. Clienţii au acces foarte simplu și rapid la toate aceste informaţii, prin intermediul calculatoarelor și al telefoanelor mobile. Progresele enorme realizate de reţelele de comunicaţii au introdus și lumea prelucrării metalelor în lumea electronică virtuală.

Tehnologiile digitale gemene au completat cu succes procesele de producţie. Modelarea prelucrării, simularea capabilă să evidenţieze even­tuale coliziuni, optimizarea proceselor cu scopul construirii celor mai bune strategii de prelucrare sunt doar câteva exemple. Într-o uzină inteligentă, tehnologia digitală duală este cărămida care stă la baza fundaţiei. Este ușor de înţeles că numai o sculă care are o soră geamănă digitală își poate găsi locul în magazia de scule a unei uzine inteli­gente..

Progresul tehnologiei CNC a condus, în mod firesc, la solicitări pentru scule așchietoare de nouă generaţie. Furnizorul de scule, adaptat acestei noi ere, trebuie să înţeleagă că succesul său depinde de abilitatea de a combina scula în sine ca obiect material cu geamăna sa digitală în timp real și cu mediul înconjurător creat de programul de calcula­tor existent.

• FIGURA 2. Reglarea de mare acuratețe este astăzi o caracteristică a multor scule moderne.

• FIGURA 3. Fișierele p21, reprezentările 3D și 2D și alte produse vir­tuale destinate tehnologiei CNC avansate sunt parte integrantă a pachetului de scule digitale ISCAR.

Odată realizată această simbioză, informaţia completă legată de sculă poate fi ușor încorporată în lumea virtuală a prelucrătorilor CAD/CAM, pentru că este transmisă direct prin reţeaua/reţelele IOT (internetului lucrurilor) – fie pachete de scule, fie ansambluri virtuale.

Pentru ca reprezentarea sculei să fie foarte clară pentru diferite sisteme de calculatoare, a fost creat standardul ISO 13399, iar acesta asigură independenţa platformei. Această standardizare este absolut necesară pentru alte componente digitale incluse în pachetul de scule, unificându-se astfel informaţiile legate de durabilitate, încărcări în prelucrare, condiţii de prelucrare etc.

Componenta digitală a unei scule ISCAR, conformă standardului ISO 13399, include următoarele caracteristici:

• catalogul electronic cu variatele sale funcţii de căutare, promoţii actualizate și date de referinţă
• fișierul p21 (STEP) incluzând clasa de iden­tificare a produsului; este asigurat astfel transferul clar al informaţiilor legate de sculă, de reprezen­tarea ei în sine.
• formatul 3D al sculei, pentru modelarea și includerea în programarea CNC, în concordanţă cu standardul ISO 10303 (STEP)
• reprezentarea 2D în format DXF, pentru realiza­rea documentaţiei de proces, a desenelor, a tehnolo­giilor și a fișierelor de setare
• opţiuni de ansambluri virtuale pentru strun­jire, frezare sau prelucrări de alezaje, cu intenţia de realizare a ansamblurilor digitale în ambele reprezentări - 3D sau 2D
• NEOITA – Consilierul Digital ISCAR, sistemul expert care recomandă soluţiile de scule pentru diferite aplicaţii concrete
• calculatorul de proces, capabil să optimizeze aplicaţiile și să recomande sortul de carbură optim.

Progresul rapid al digitalizării industriale a dus tehnologiile CNC pe noi culmi. Rezultatul a fost schimbarea și completarea rapidă a gamelor de produse ale producătorilor de scule, cu asigurarea corelării perfecte între scula reală și componenta sa digitală.