Wszystko, co musisz wiedzieć o 5-osiowej obróbce CNC

5-osiowa obróbka wirnika CNC
Jack Lie Ekspert obróbki CNC

Specjalizuję się w frezowaniu CNC, toczeniu CNC, druku 3D, odlewaniu uretanu, szybkim oprzyrządowaniu, formowaniu wtryskowym, odlewaniu metali,


Branża obróbki skrawaniem jest jedną z szybko rozwijających się gałęzi przemysłu, które stale zapewniają zdolność sprostania współczesnym wymaganiom produkcyjnym. Wraz z ciągłym rozwojem technologii, zapotrzebowanie na złożone części pojawiło się bardziej niż kiedykolwiek wcześniej.

Ze względu na ewolucję w branży obróbki skrawaniem, nowe maszyny są wprowadzane w innowacje z uwzględnieniem najnowszych wymagań, takich jak 5-osiowe technologie CNC (komputerowe sterowanie numeryczne), które wykorzystują jedną konfigurację lub wiele komputerów do sterowania obrabiarkami, takimi jak router, tokarka i frezarka a następnie wytwarzać solidne produkty z różnych materiałów: tworzyw sztucznych, metali i innych.

Jeśli chodzi o 5-osiową, wśród nowych ludzi krążą liczne pogłoski, że ta technologia może być kosztowna, techniczna i trudna w obsłudze. Niemniej jednak jesteśmy tutaj, aby zapewnić realistyczny przegląd 5-osiowej maszyny CNC, jej zalet i operacji. Tymczasem szybką odpowiedzią na wszystkie Twoje pytania jest to, że technologia 5-osiowa znacznie pomaga w najbardziej efektywnym wykonywaniu pracy przy niezwykle wysokim zwrocie z inwestycji (ROI).

Krótka historia 5-osiowej

Wcześniej właściciele maszyn dołączali dodatkowe komponenty, aby poprawić wydajność i dokładność produkcji. Jednak w późnych latach 50. i wczesnych 60. usprawniono jednoczesne korzystanie z maszyn wieloosiowych. W ciągu ostatnich kilku lat zaobserwowaliśmy wiele postępów dotyczących 5-osiowych, a co za tym idzie 5-osiowych centrów obróbczych, niezależnie od tego, czy jest to pionowe czy poziome centrum obróbcze. Wkrótce po jej powstaniu, 5-osiowe maszyny CNC znalazły się w amerykańskiej armii, warsztatach sił powietrznych i przemyśle lotniczym. Krótko mówiąc, 5-Axis okazał się przełomem i bardziej dostępną i wyjątkową technologią w spektrum maszyn CNC.

5-osiowa maszyna CNC
5-osiowa maszyna CNC
5-osiowe funkcje maszyny CNC
5-osiowe funkcje maszyny CNC

Co to jest 5-osiowa obróbka CNC?

CNC to jedna z powszechnie stosowanych metod usuwania materiału z metalu za pomocą narzędzi skrawających o dużej prędkości. Dokładność maszyn CNC pozostaje niezrównana, ponieważ pozwala producentom mieć dokładnie to, czego chcą. Zazwyczaj maszyny CNC można podzielić na trzy główne typy; frezarki poziome, frezarki pionowe, tokarki. Wszystkie te typy wykorzystują kombinację CAD i CAM, aby nadać końcowej części pożądany kształt.

Po zapoznaniu się z podstawami CNC, porozmawiajmy o 5-osiowej maszynie CNC, która jest wyposażona w więcej osi niż typowa CNC lub 3-osiowa maszyna CNC. W dosłownym znaczeniu 5-osiowa maszyna CNC może poruszać się w 5 kierunkach zamiast w 3 kierunkach. Oczywiście obrót i ruch narzędzia skrawającego w 5 kierunkach wnoszą większą wydajność do procesu obróbki.

Częściej 5-osiowa jest uzyskiwana przez dodanie obrotu lub pochylenia do wrzeciona narzędziowego lub platformy roboczej. Jest niezbędny do produkcji części oferujących złożony ruch. Operatorzy mogą również wygodnie wykonać pięć twarzy w jednej operacji. Tak więc zwiększona wydajność i precyzja maszyn 5-osiowych stanowią wartość dodaną do ich usług.

W celu określenia ścieżek narzędzia model CAD jest wprowadzany do oprogramowania CAM, które następnie tworzy kody, które instruują maszynę o prędkości narzędzia skrawającego i ruchu narzędzia. Tak więc maszyna 5-osiowa może działać w układzie 5-osiowym, w tym w układzie współrzędnych X, Y, Z, A i B. Układ współrzędnych w 5 osiach działa w następujący sposób:

Oś X działa od lewej do prawej.
Oś Y działa od przodu do tyłu.
Oś Z działa od góry do dołu.
Oś A Obraca się wokół osi X (przechyla się do tyłu i do przodu)
Oś B Obraca się wokół osi Y (przechyla i obraca się od lewej do prawej)

5-osiowy obraz obróbki CNC
5-osiowy obraz obróbki CNC

Zalety 5-osiowej obróbki CNC

5-Axis to zaawansowana forma maszyny CNC oferująca ruch narzędzi w pięciu kierunkach. Poniżej przedstawiono kilka podstawowych zalet związanych z 5-osiową maszyną CNC:

Szybkie usuwanie materiału

5-osiowa maszyna CNC umożliwia skrócenie czasu cyklu. Wyróżnia się produkcją w krótszych okresach. Zasadniczo wynika to z jego zdolności do pozostawania stycznym do powierzchni przedmiotu obrabianego i usuwania większej ilości materiału w każdym przejściu narzędzia, co przyspiesza usuwanie materiału z powierzchni. W ten sposób zwiększa się również opłacalność produktu.

Zminimalizowane kroki

Wykonywanie skomplikowanych części na 3-osiowej maszynie CNC obejmuje wiele etapów. Obrabiany przedmiot przechodzi różne procesy, takie jak ręczne obracanie części, ponieważ liczba dostępnych opcji jest minimalna, a ruch narzędzia jest ograniczony. Ale z drugiej strony, w 5-osiowej maszynie CNC, bardzo niewiele kroków jest wymaganych do ukształtowania materiału w wymagany produkt o skomplikowanych wymiarach geometrycznych.

Ulepszone wykończenie powierzchni

Możliwości 5-osiowej maszyny CNC na wyprofilowanej geometrii skutkują produkcją doskonałego wykończenia powierzchni. Z drugiej strony wiemy, że maszyny 3-osiowe potrzebują dużo czasu na wykonanie takiego wykończenia powierzchni z powodu drobnych nacięć, które muszą być użyte do uzyskania takich rezultatów.

Eliminacja złożonych urządzeń

3-osiowa obróbka CNC obejmuje instalację przedmiotu obrabianego na uchwycie przed obróbką w wymaganej orientacji dla pożądanej cechy. W przeciwieństwie do tego proces ten jest wyeliminowany w 5-osiowej maszynie CNC. Obrabiany przedmiot nie wymaga dodatkowych uchwytów, ponieważ część musi być zamocowana i raz obsługiwana, aby mogła zostać obrobiona. Odtąd obniża to również koszt oprawy.

Bez konkurencji

5-osiowa maszyna CNC nie jest zbyt powszechna na arenie obróbki skrawaniem; jego wydajność i cechy jakościowe nie mają konkurencji na rynku. Tak więc korzystanie z tego typu konfiguracji maszyny może przynieść wiele korzyści, a dzięki tej zaktualizowanej bestii możesz jeszcze zwiększyć wydajność produkcji.

Wady 5-osiowej obróbki CNC

W niedawnej przeszłości 5-osiowa maszyna CNC zyskała na rynku markę. Wraz z ewolucją bardziej złożonych wymagań dotyczących produktów, przemysł wytwórczy i produkcyjny szybko przestawia się na 5-osiowe maszyny CNC. Chociaż maszyny te oferują szybkie procesy, wieloosiowość i dobrą sztywność, ich zastosowanie w przemyśle jest w pewien sposób zminimalizowane ze względu na następujące aspekty.

Wymagane kompleksowe programowanie

5-osiowa maszyna CNC ma złożoną obróbkę w porównaniu do 3-osiowej maszyny CNC. Trzy ruchy liniowe, dwa ruchy obrotowe i inne złożone trajektorie nie są łatwe do zrozumienia i wyobrażenia. Dlatego bardzo wyszkolona i doświadczona osoba musi wykonać to złożone programowanie. Każdy błąd w programowaniu może nawet zmniejszyć precyzję obróbki i jakość powierzchni.

Kosztowne maszyny

Cena maszyn 5-osiowych jest znacznie wyższa niż maszyn 3-osiowych dostępnych na rynku. Ponadto potrzebne oprogramowanie jest kosztowne, co sprawia, że maszyna 5-osiowa jest bardzo kosztowna. Konserwacja maszyny 5-osiowej jest również skomplikowana niż w przypadku innych prostych maszyn, co dodatkowo zwiększa koszt tej technologii. W związku z tym produkt wytwarzany na 5-osiowej maszynie CNC może kosztować więcej niż podobny produkt wytwarzany na maszynie 3-osiowej.

Wymagany wysoce techniczny operator

5-osiowa maszyna CNC obejmuje złożoną technologię przetwarzania, od programowania po obróbkę, która wymaga wysoko wykwalifikowanego operatora technicznego, który będzie kierował procesem obróbki. Powoduje to również, że maszyna 5-osiowa jest niekompatybilna w niektórych branżach, ponieważ koszty pracy wymykają się spod kontroli.

Rodzaje 5-osiowej maszyny CNC

Maszyny CNC są szeroko stosowane w przemyśle do wydajnego wykonywania kilku zadań. 5-osiowe maszyny CNC są dostępne w różnych typach zgodnie z wymaganiami przemysłu wytwórczego, różniącymi się głównie rozmieszczeniem osi obrotowych. W każdym razie główne typy są następujące.

Głowa/głowa

Ten typ maszyny CNC posiada oś obrotową w głowicy. Obrabiany przedmiot jest nieruchomy, narzędzie porusza się w pięciu wymiarach wokół pracy, a 5-osiowa platforma wierzchołkowa umożliwia mu wykonanie zadania. Eliminuje obawy o ingerencję narzędzia w głowicę wrzeciona maszyny. Stały stół umożliwia ruch wierzchołka 5-osiowego wokół przedmiotu obrabianego, co jest idealne do produkcji dużych części. Zostały zaprojektowane tak, aby dozwolone były minimalne ruchy w osiach.

Stół/głowa

Ta maszyna ma dwie osie obrotowe, jedną oś obrotową w stole i drugą w głowicy. Oś obrotowa leży w obrębie głowy z ograniczonym zakresem. Wałek obrotowy znajduje się w stole, z nieograniczonym zakresem. Ze względu na część spoczywającą na osi obrotowej w stole, taki układ ogranicza ilość produkowanych elementów. Ten typ jest korzystniejszy niż układ głowica/głowica, ponieważ część może się obracać bez osiągania określonego limitu.

Stół/Tabela

Wszystkie osie obrotowe usytuowane są w stole maszyny w tego typu technologii, ograniczony jest również zakres osi obrotowej. Ale ma nieograniczony zakres osi obrotowej. Ta konfiguracja ma wąski zakres zakresu pracy i niską prędkość, ale nadal nadaje się do określonych produktów. Jednak inne typy są szybsze ze względu na określone silniki w ich konfiguracji.

Jak możemy uzyskać większość 5-osiowej maszyny CNC?

Część wyprodukowana za pomocą 5-osiowej maszyny CNC ma bardziej pożądane cechy ze względu na zmniejszoną obsługę części, większą dokładność maszyny i prędkość wynikającą z 5-osiowej maszyny. Rzeczywiście, można sobie wyobrazić te cechy części produkowanej z więcej niż jednej strony. Dzięki temu możesz otworzyć nowe drzwi dla swojej firmy, konfigurując 5-osiową maszynę CNC. Może pomóc w wykonywaniu zadań, których nie można wykonać za pomocą tradycyjnych narzędzi do obróbki lub 3-osiowych maszyn CNC.

Na przykład przed 5-osiowymi maszynami CNC trzeba było przejść przez obszerne oprzyrządowanie i zainstalować różne narzędzia i etapy procesu, ponieważ w przeciwnym razie wymagana praca nie byłaby możliwa z łatwością. Jednak 5-osiowe centra obróbkowe ułatwiły automatyczne wykonanie wybranych części produktu w krótkim czasie, po prostu dostarczając projekt do maszyny.

Jednak, aby skutecznie pomóc Ci w wykonywaniu swoich zadań, musisz nauczyć się czerpać maksimum z mądrej inwestycji w 5-osiową maszynę CNC. Tylko wtedy będziesz w stanie uzyskać maksymalną wydajność maszyny z perfekcyjnym wykończeniem produktu. Biorąc to pod uwagę, spójrzmy na kilka sposobów na poprawę pracy 5-osiowej maszyny CNC.

Maszyny 5-osiowe są dostarczane z pożądanymi funkcjami, których czasami nie możemy wykorzystać. Zdaj sobie sprawę, że wydaje się to dziwne, gdy coś kosztuje Cię więcej niż konkurencja i Twoje oczekiwania, nie korzystając z tych funkcji. Poniżej znajdują się krótkie informacje na temat oprogramowania i elementów sterujących 5-osiowych maszyn CNC, które pomogą Ci wydobyć z nich maksimum.

Kontrola punktu centralnego narzędzia

Korzystanie z tego elementu sterującego może skrócić czas cyklu części. Poprawia również jakość obrabianej powierzchni. Poza tym kompensuje fluktuacje osi obrotowych w programie części, zapewniając stabilność procesu. Podobnie upraszcza proces obróbki, osiągając to wszystko w tle sterowania CNC, aktywując tylko jeden kod.

Dynamiczne przesunięcie uchwytu

Dzięki temu można radykalnie poprawić pracę maszyny. Dynamiczne przesunięcie osprzętu to funkcja, która umożliwia maszynie opracowanie innych współrzędnych, gdy podasz tylko jedną współrzędną pracy. Podajesz jedną współrzędną pracy i gotowe; maszyna sama wykona pozostałe zadanie. W konsekwencji program części maszyny jest uproszczony.

Automatyczne dostrajanie osi 5-osiowej

Urządzenie wykonuje dostrajanie automatycznie dzięki tej funkcji z precyzją. Pomaga zrekompensować błędy geometryczne, w tym dokładność wolumetryczną, i może być łatwo wyregulowany w minimalnym czasie (10 min). Co najważniejsze, do wykonania tej pracy nie jest potrzebny wykwalifikowany operator.

Kontrola postawy

Zmiany kątów obrotu są drastycznie zminimalizowane poprzez umożliwienie inwersji osi mniejszych. Ustawia narzędzie tak, aby zredukować fluktuacje lub obroty podczas obróbki powierzchni części. Poza tym czasami powoduje szarpnięcia, gdy nie jest używana ta funkcja i uniemożliwia płynną pracę maszyny.

Super Nurb

Nurbs to skrót od niejednorodnej racjonalnej podstawy splajnu, skracającej pętlę sprzężenia zwrotnego sterowania. Sterowanie OSP przewiduje zakres tolerancji i tworzy splajn, który najlepiej nadaje się do wykonania zadania. Minimalizuje redundancje i zapewnia płynniejszą ścieżkę narzędzia. Ta funkcja jest niezbędna dla maszyny zbudowanej do wykonywania dokładnej, szybkiej obróbki w celu uzyskania wysokiej jakości wykończenia powierzchni.

Wysoka prędkość i wysoka dokładność

Charakteryzuje się produkcją części roboczych z super szybkością i dokładnością bliską perfekcji. Maszyny kontrolują przyspieszenie i prędkość posuwu zgodnie z kształtem polecenia charakterystyki maszyny. Dodatkowo minimalizuje czas cyklu przy zachowaniu dokładności nominowanej maszyny.

Na Dokładność Runsom, posiadamy ekspertów technicznych w zakresie 5-osiowa obróbka CNC. Dzięki naszym najnowocześniejszym technologiom produkcyjnym i wykwalifikowanej kadrze produkcyjnej zapewniamy usługi obróbki skrawaniem o wąskich tolerancjach i wysokiej precyzji dla branż wymagających perfekcji. Skontaktuj się z nami lub poproś o bezpłatną wycenę już teraz!