Cinco ejes aeroespaciales de Cimatron

Mecanizados de piezas complejas de 5 ejes

En el número anterior pudimos ver algunos detalles sobre el módulo mas avanzado de Cimatron en el trabajo de 5 ejes, el Aeroespacial, compuesto por unas nuevas funciones muy completas que permiten gran variedad de movimientos en todos los ejes con un completo control.

Este módulo es un complemento añadido a las funciones de mecanizado en 5 ejes ya incorporadas en Cimatron desde hace tiempo, diferenciándose entre ellas por la facilidad de uso y sencillez de unas contra la potencia y control total de las otras. Vamos a realizar este mes un repaso de todas las funciones disponibles en 5 ejes dando unas breves pinceladas sobre su funcionamiento y utilidad.
5 Ejes posicionados

Comenzando por lo más sencillo, habría que hablar sobre los 5 ejes posicionados, este es el más usado y simple de todos, tanto que la gran mayoría de usuarios lo utilizan con frecuencia, especialmente por no ser necesario tener una máquina de CNC con 5 ejes.

En principio la diferencia entre 5 ejes posicionados y los 5 ejes constantes está en el hecho de que en el primer caso la máquina solo puede realizar movimientos en 3 ejes (X, Y, Z) a la vez, siendo necesario apartar la herramienta de la pieza para poder aplicar el giro en el resto de ejes. En el caso de los 5 ejes posicionados todos los ejes pueden moverse a la vez mientras la herramienta está arrancando material de la pieza.

En el caso de los 5 ejes posicionados podemos separarlo en 2 formas de trabajar, una en la que es la herramienta la que gira con respecto al plano de trabajo y otra en la que es la pieza la que cambia de posición, o para entendernos mejor, en la que realizaremos diferentes estacadas de la figura a mecanizar, lo que nos permite realizar mecanizados en diferentes ángulos de la figura sin necesidad de una máquina en 5 ejes.

Realizar esta operación es tan simple como ir creando un UCS con la dirección de la Z en la misma orientación que deseemos tener entre la pieza y la herramienta, realizar los procesos de mecanizado con este UCS activado y luego en postprocesador se encargará de transformar las coordenadas según sea la pieza o la herramienta lo que gire en nuestra máquina.

Mecanizado por Isoparámetros

Este es el sistema más clásico de mecanizado en 5 ejes continuos con Cimatron, consiste en utilizar una superficie o varias para definir los movimientos de la herramienta, indicando además un ángulo constante entre el eje de la herramienta y la perpendicular de la superficie a mecanizar.

Tres son los procesos que permiten este tipo de mecanizados:

Por Superficie Pieza

Este sistema se basa en el mecanizado de superficies una a una, según la propia definición de esta superficie, su contorno será el área a mecanizar, su matemática definirá la orientación de las pasadas y su forma en 3D la inclinación de la herramienta, que podremos decirle que esté siempre perpendicular a la superficie o con un ángulo de deriva para conseguir un mejor acabado. Muy practica para el mecanizado de formas simples.

Por Superficie Guía
En este caso se le indica igualmente una superficie pero solo para definir el área a mecanizar y la inclinación de la herramienta. Serán otras, a elegir, las superficies que mecanizaremos, lo que nos permite realizar copiados de figuras complejas teniendo siempre controlada la inclinación de la herramienta, siendo este el sistema más propicio para realizar acabados de formas 3D.
Superficie Reglada
Un sistema similar al que podría ser un corte en 4 ejes con una máquina de hilo, se definen dos contornos en diferentes planos  y con diferente forma y la herramienta pasa tangente a ambos a la vez, el resultado es un mecanizado de paredes rectas con el lateral de la herramienta, ideal para nervios con paredes inclinadas.

Contorneados de figuras
Aquí también hay varias opciones muy diferenciadas, dos en concreto, que nos permiten poder hacer movimientos continuos sobre unas superficies siguiendo el contorno indicado y controlando la inclinación de la herramienta.

Curva MX
Con este proceso la herramienta irá tocando siempre la curva indicada, es posible además añadirle una superficie que nos servirá para indicar la inclinación que deseemos. Es importante tener en cuenta que el contorno indicado será el punto de contacto de la herramienta, no su centro, como en la mayoría de procesos, este detalle lo hace ideal para la realización de grabados en cualquier ángulo.

Corte 5X
Esta es una nueva función añadida en la versión 6 de Cimatron que nos permite hacer el seguimiento de unas superficies apoyando la herramienta sobre el borde de estas con una inclinación perpendicular. Posee además un potente editor que nos permitirá cambiar la inclinación de la herramienta en el punto deseado para evitar posibles colisiones o problemas de limitación de carrera de máquina.
Inclinación
Este es una potente función de Cimatron que se ha convertido en una de sus mas interesantes utilidades a la hora de realizar mecanizados de figuras complejas con herramientas cortas. Su funcionamiento consiste en buscar en cada momento el ángulo más adecuado para llegar hasta las esquinas mas difíciles evitando las colisiones del cabezal con paredes muy verticales. No solo es realmente util que además su funcionamiento es de lo más simple, solo hay que activarlo en la casilla correspondiente, Cimatron se encargará del resto.
Conexiones
Si algo que en los 3 ejes no tiene especial importancia pero en 5 se convierte en el principal tema a tener en cuenta son los movimientos en rápido. Dado que la máquina tiende a hacer giros en todos los ejes simultáneamente siguiendo, o no, el posicionamiento de la herramienta, se convierte en algo vital el poder definir de una manera exacta y totalmente controlada como han de ser esos movimientos, el recorrido que seguirán, el giro que se realizará en esa traslación y donde queremos aplicar el cambio de la herramienta.

Simulador de máquina

En las operaciones de 5 ejes históricamente el mayor inconveniente ha sido siempre controlar los movimientos de todos los componentes de la máquina, evitando aquellos que no se puedan realizar por colisiones entre los diferentes elementos o exceder el límite en alguno de los ejes. Es una tarea complicada y muy difícil de controlar. Para evitar esto Cimatron incorpora el Simulador de Máquina, con el se puede reproducir fielmente cada elemento de la Fresadora CNC y aplicarle sus movimientos posibles así como los límites de estos. De esa manera es posible simular en la pantalla del ordenador con exactitud los movimientos evitando así cualquier imprevisto.
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