Differenza tra la lavorazione di superfici singole e superfici multiple a 5 assi.

Con la maggiore disponibilità di macchine per fresatura a 5 assi e i recenti sviluppi sul lato controllo numerico (Fanuc ecc.), si avverte un notevole aumento dell'esigenza di informazioni sulla lavorazione a 5 assi. La presente Guida contiene le risposte, quanto più semplici e chiare possibili, alle domande frequenti sulla lavorazione a 5 assi su superfici multiple. Rimangono altri aspetti da esaminare, ma a causa della complessità della materia è preferibile affrontare una questione alla volta, fase dopo fase.

Inizialmente verrà descritta la lavorazione a 5 assi in continuo su singola superficie.

Le superfici CAD vengono in genere realizzate con punti di controllo definiti dall'utente. Vengono quindi definiti i punti XYZ delle superfici nei sistemi CAD/CAM mediante una rappresentazione a 2 parametri, denominati U e V:

Le coordinate X, Y e Z di ogni punto della superficie possono essere calcolate da una coppia univoca di parametri U e V. Ogni punto è associato a una normale alla superficie che è sempre perpendicolare alla superficie in tale punto.

Nella lavorazione a 3 assi questa normale alla superficie per le frese a punta sferica è rivolta verso il centro della fresa. L'asse dell'utensile proviene sempre da un'unica direzione ed è in genere allineato all'asse Z. In alcuni casi rari la fresa è allineata all'asse X o Y.


Nella lavorazione a 5 assi la normale alla superficie può determinare non solo il centro ma anche l'orientamento della fresa. È possibile utilizzare altri metodi per controllare l'asse utensile in modo da ottenere il percorso di lavorazione a 5 assi, ma verranno descritti in seguito:

Un percorso a 5 assi in continuo segue solo la direzione U e la direzione V della superficie. Nella figura seguente è illustrato un percorso a 5 assi in continuo, che viene principalmente calcolato nella direzione U. Non appena raggiunge il bordo della superficie, l'utensile passa alla direzione V e continua il movimento in direzione U invertita per seguire un percorso Zig Zag (bidirezionale). Durante il movimento, la direzione dell'asse utensile cambia in ogni singolo punto del percorso in base alla normale alla superficie locale. Questo tipo di lavorazione è denominato percorso a 5 assi su singola superficie in continuo.

Nelle situazioni reali, la macchina deve spostare il proprio asse per far ruotare l'utensile nella direzione richiesta, come illustrato qui sotto.
Caratteristiche e restrizioni della lavorazione su superfici multiple in continuo.

La lavorazione su superfici multiple in continuo richiede che tutte le superfici abbiano la stessa direzione dei parametri U e V. Nella figura seguente è illustrato un set di esempio di 3 superfici, che hanno la stessa direzione U e V, e il risultante percorso su superfici multiple in continuo.

Se la superficie numero 2 non ha la stessa direzione U e V come nell'esempio riportato qui sotto, non è più possibile eseguire un calcolo del percorso utensile in continuo:

Lavorazione reale su superfici multiple.

In questo caso è necessario adottare un approccio più sofisticato per risolvere il problema di lavorazione. È stata sviluppata una soluzione che consente di generare un percorso regolare anche su queste superfici con orientamenti diversi:

Quello riportato sopra è solo uno dei problemi da risolvere per generare un percorso a 5 assi accettabile. Altri problemi riguardano gli errori di superfici o gli spigoli, i sistemi per evitare le collisioni, l'output post-processor e così via. Tutti questi problemi sono stati risolti per assicurare la produttività con la lavorazione a 5 assi…