Výuka víceosého frézování na ČVUT

Číslicové řízení výrobní, měřicí a manipulační techniky přineslo i do frézování zcela nové technologické možnosti. Už řízení pohybu frézy ve třech osách současně dává technologovi nástroj pro získání kvalitnějšího povrchu obecných ploch oproti frézování řádkovacím (kopírovacím) způsobem. Číslicově řízené souřadnicové měřicí stroje pak efektivně umožní tyto plochy kontrolovat.

Současně však je pro efektivní využití CNC řízené techniky třeba nasadit i vhodný software. Dnes už asi nikdo nepochybuje o užitečnosti CAMu a zvláště pak pro řízení frézek. Jsme proto velmi rádi, že zejména díky neobyčejné vstřícnosti firmy CAD CAM SYSTEMS s.r.o. se studenti Fakulty strojní ČVUT v Praze prakticky seznamují s nejnovějšími produkty v této oblasti.

Spolupráce Ústavu technologie obrábění, projektování a metrologie Fakulty strojní ČVUT v Praze s firmou CAD CAM SYSTEMS s.r.o. se rychle rozvíjí již od roku 1996.

V bakalářském studiu posluchači využívají pro řešení svých úloh ArtCAM. V zimním semestru školního roku 2009/2010 pracovalo se ArtCAMem 61 posluchačů. V magisterském studiu pak studenti modelují v PowerSHAPE a v PowerMILLu. V zimním semestru školního roku 2009/2010 modelovalo s PowerSHAPEm 28 studentů a v letním semestru 14. S PowerMILLem pracuje v letním semestru 25 studentů. Všichni posluchači generují dráhy pro frézku FCM 22 CNC na které modely posléze obrábí. K řešení bakalářských, magisterských diplomových a doktorských prací pak využívají navíc i FeatureCAM. V těchto svých pracích se vedle metodiky sestavování partprogramu zabývají zejména tvorbou či úpravami postprocesorů. Tak například pro PowerMILL máme sestavený postprocesor pro řízení frézky FCM 22 CNC ve třech osách X, Y a Z, ale také s rotační osou C, X a Z. Letos pak začínáme s testováním pětiosého postprocesoru.

Také se zabýváme simulacemi obrábění a to zejména simulací obrábění včetně zobrazení pohybů stroje. Pro tyto účely studenti vytvářejí vlastní modely našich strojů.

Další skok v technologii frézování přináší možnost řídit pět os současně. I s touto velmi progresivní technologii chceme seznamovat naše posluchače. Vzhledem k tomu, že se zatím nepodařilo vyjednat zápůjčku frézky s 5D řízením os, vypomohli jsme si v rámci diplomových prací zkonstruováním a svépomocným vyrobením kolébky. Tato kolébka využívá dva otočné CNC řízené stoly ISN 160 a IS 160 výrobce SLOVTOS, spol.s.r.o. a nahrazuje vlastně 2D otočný stůl. Toto řešení pochopitelně není určené pro obrábění kovových materiálů, ale pro výukové účely zatím plně vyhovuje. Řídicí systém frézky pak firma MIKRONEX s.r.o. „doplnila“ souvislým řízením páté rotační osy.

Tato přestavba frézky se uskutečnila díky poskytnutému grantu FONDU ROZVOJE VYSOKÝCH ŠKOL PRO ROK 2010 projekt číslo 875/2010.

První úlohy studentů při práci s tímto zařízením jsou zaměřeny pochopitelně na vytvoření vhodných postprocesorů pro PowerMILL. Dále pak modifikací konstrukce chceme zvětšit pracovní prostor pro 5D obrábění. V neposlední řadě bude zajímavé testovat různé strategie vedení nástrojů při obrábění obecných ploch, různá technologická řešení frézování atd.

Studentům je poskytnuta možnost nejen seznamovat se s novou technologickou variantou frézování, ale mohou se také podílet na jejím dalším rozvoji. Mají možnost prakticky ověřovat své nápady při řešení konkrétních úloh.

Řadu informací a návyků studenti dnes získávají počítačovými simulacemi a to i simulacemi technologií obrábění. Avšak praktická laboratorní výuka techniků je stále nezastupitelná. Jen práce na strojích poskytne studentům komplexní obraz a nezkreslené představy. Také nutnost převzít odpovědnost za kvalitu své práce je pro některé studenty zcela nová. Možná chyba má závažnější důsledky při skutečném obrábění na stroji než při virtuálním na obrazovce PC, u kterého studenti mají snahu bagatelizovat svá opomenutí. Práce u CNC stroje ovšem právě dává význam všem simulacím a verifikacím a zdůrazňuje jejich důležitost. A tak i pro velmi propracované možnosti simulací si ceníme PowerMILL. Simulace pomáhají eliminovat i rizika spojená s výukou na CNC strojích a ulehčují ji jak studentům, tak i pedagogům.

doc. Ing. Martin Vrabec, CSc.
Ing. Jan Tomíček
Ústav technologie obrábění, projektování a metrologie
Fakulty strojní ČVUT v Praze