Kiedy masz pomysł na zakup frezarki CNC, ile osi potrzebujesz do jej produkcji? Zestaw routera CNC? To powszechny problem każdego kupującego router CNC, więc zacznijmy porównywać routery CNC 3-osiowe, 4-osiowe i 5-osiowe.
Zrozumieć 3 osie, 4 osie, 4 osie i 5 osi dla zestawów maszyn CNC Router
5 osi: XYZAB, XYZAC, XYZBC (wrzeciono można obracać w lewo i prawo) 180° wokół.)
4 osie: XYZA, XYZB, XYZC (połączenie 4 osi)
4. oś: YZA, XZA (połączenie 3-osiowe)
3 osie: XYZ (połączenie 3-osiowe)
Oś A, B lub C odpowiada osi obrotu X, Y, Z.
3-osiowa maszyna CNC
Te konkretne routery CNC mogą pracować wzdłuż 3 różnych osi równocześnie.
Oś X: od lewej do prawej
Oś Y: przód-tył
Oś Z: w górę i w dół
3-osiowe frezarki CNC poruszające 3 osie jednocześnie; oś X, oś Y i oś Z. Cięcie wzdłuż osi X przesuwa frez z lewej do prawej, cięcie wzdłuż osi Y przesuwa go z przodu do tyłu, a cięcie w poprzek osi Z przesuwa go w górę i w dół. Te maszyny są używane głównie do cięcia płaskich, 2D i 2.5D części. Niezależnie od tego, czy jest to rzeźbienie płaskie czy okrągłe, można to postrzegać jako rzeźbienie płaskie, obliczane jest ono zgodnie z impulsem.
Frezarka CNC 4-osiowa
Ogólnie rzecz biorąc, dodaj oś obrotową do zestawu routera CNC z 3 osiami, zwanego również osią A, czyli 4. osią obrotową routera CNC. Jak odróżnić prawdziwy zestaw routera CNC z 4 osiami? Podajemy typowy przykład 4-osiowego 3D frezowanie cylindra polega na wycięciu lub wyrzeźbieniu okrągłego krótkiego pręta 3D Budda, ta praca ma 4 osie, ale działa tylko z 3-osiowym systemem CNC; oś X lub oś Y jest używana do napędzania osi obrotu; prawdziwym pracownikiem jest 3-osiowa maszyna CNC lub obrotowa 4-osiowa maszyna CNC.
4-osiowa maszyna CNC
Stół frezarski CNC 4-osiowy umożliwia pracę po obu stronach, czego nie można zrobić na stole frezarskim CNC 3-osiowym. Obrabiarki CNC 4-osiowe mają również osie X, Y, Z, odnosi się to do XYZA, XYZB, XYZC, 4 osie są połączone, 4 osie mogą pracować w tym samym czasie.
4 osie kontra 4 osie
4 osie oznaczają, że obrabiarka wykonuje ruch osi X, Y, Z i A w tym samym czasie. 4 osie reprezentują 4 kierunki na obrabiarce. Zazwyczaj oś X reprezentuje kierunek lewy i prawy, oś Y to kierunek przód-tył, a oś Z to kierunek góra-dół. Oś A to kierunek dodatni i ujemny osi obrotu. 4. oś oznacza, że obrabiarka może wykonywać ruchy tylko osi X, Y, Z i A w tym samym czasie.
3 osie nie mogą wykonać połączenia 4 osi jednocześnie. Frezarka CNC 4 osi jest podzielona na 2 typy, jeden to frezarka płaska 4 osi, a drugi to frezarka 4 osi 3D Frezarka CNC. Jak sama nazwa wskazuje, frezarka płaska 4-osiowa rzeźbi lub tnie tylko jedną stronę materiału.
4 oś 3D obróbka mechaniczna oznacza, że maszyna może wykonywać 3D obrotowe rzeźbienie lub cięcie, ale jedna z 3 osi X, Y i Z jest konwertowana na oś A do frezowania. Wyjaśniamy różnicę między tymi 2 typami 3D Maszyny CNC z różnych perspektyw:
1. Koncepcyjnie różnica między 4 osiami i 4. osią polega na tym, czy połączenie 4 osi X, Y, Z i A może być wykonane w tym samym czasie.
2. Z punktu widzenia układu sterowania maszyny, maszyna CNC 4-osiowa wykorzystuje 4-osiowy układ połączeń, a 4. oś wykorzystuje 3-osiowy układ połączeń.
3. 4-osiowy układ połączeń wykorzystuje 4-osiową transmisję sygnału zgodnie z sygnałem ruchu maszyny. Strata, 3-osiowy układ połączeń wykorzystuje 3-osiową transmisję sygnału, jeden sygnał jest mniejszy niż 4 osie.
4. Zgodnie z efektem rzeźbienia, 4-osiowa obróbka jest bardziej równomierna niż 4-osiowa, kąt martwy jest mniejszy, a wygląd jest piękniejszy.
5. Inny niż kierunek obrabiarki. Kierunek, w którym wskazuje 4-osiowa wskazówka narzędzia, można zmienić w dowolnym momencie. Wskazówka narzędzia 4. osi zawsze wskazuje środek przedmiotu obrabianego. 4. oś jest bardziej zaawansowana i bardziej niezawodna niż 4. oś. 4-osiowa to trend rozwojowy 3D Frezarki CNC. Ważne jest to, że ponad 60% ukończenia 3D Frezarki CNC na rynku są 4-osiowe. Wybierając 4-osiową 3D W przypadku obrabiarek CNC konieczne jest nie tylko rozróżnianie osi 4 i 4. osi, ale także analiza własnych warunków obróbki, takich jak rozmiar, waga, twardość i metody obróbki przedmiotu obrabianego.
5-osiowa maszyna CNC
Te routery są trochę jak 3, 4-osiowy zestaw maszyn CNC, ale mają 2 dodatkowe osie, wzdłuż których mogą się poruszać. Te dodatkowe osie pozwalają na krótszy czas projektu ze względu na ich zdolność do cięcia 5 krawędzi materiału jednocześnie. Jednak ze względu na fakt, że te maszyny mają dłuższą oś X, zapewniają mniejszą stabilność i dokładność, co potencjalnie wymaga więcej uwagi niż zestaw routerów CNC 3, 4-osiowych.
Centrum obróbcze CNC 5-osiowe charakteryzuje się wysoką wydajnością i wysoką precyzją, a pięciościan można obrabiać w jednym zacisku przedmiotu obrabianego. Jeśli jest wyposażone w 5-osiowy układ sterowania numerycznego high-end, może również wykonywać obróbkę o wysokiej precyzji złożonych powierzchni przestrzennych i jest bardziej odpowiednie do obróbki nowoczesnych form, takich jak części samochodowe i elementy konstrukcyjne samolotów. Istnieją 2 sposoby na oś obrotową 5-osiowego pionowego centrum obróbczego. Jednym z nich jest oś obrotowa stołu. Stół ustawiony na łóżku może obracać się wokół osi X, która jest zdefiniowana jako oś A. Ogólny zakres roboczy osi A wynosi od +30 stopni do -120 stopni. Na środku stołu roboczego znajduje się również stół obrotowy, który obraca się wokół osi Z w pozycji pokazanej na rysunku, która jest zdefiniowana jako oś C, a oś C obraca się 360°. W ten sposób, poprzez połączenie osi A i osi C, z wyjątkiem 5-osiowego centrum obróbczego na dolnej powierzchni przedmiotu obrabianego zamocowanego na stole roboczym, pozostałe 5 powierzchni może być obrabianych przez pionowe wrzeciono. Minimalna wartość podziałki osi A i osi C wynosi na ogół 0.001 stopnia, dzięki czemu przedmiot obrabiany można podzielić pod dowolnym kątem, a powierzchnie pochyłe, otwory pochyłe itp. można obrabiać. Jeśli oś A i oś C są połączone z 3 osiami liniowymi X, Y, Z, można obrabiać złożone powierzchnie przestrzenne. Oczywiście wymaga to wsparcia zaawansowanych systemów CNC, systemów serwo i oprogramowania. Zaletą takiego układu jest to, że struktura wrzeciona jest stosunkowo prosta, sztywność wrzeciona jest bardzo dobra, a koszt produkcji jest stosunkowo niski. Jednakże ogólny stół roboczy nie może być zaprojektowany tak, aby był zbyt duży, a nośność jest również mała, zwłaszcza gdy obrót osi A jest większy lub równy 90 stopni, przedmiot obrabiany będzie przenosił duży moment nośny na stół roboczy podczas cięcia. Innym sposobem jest poleganie na obrocie pionowej głowicy wrzeciona. Przedni koniec głównego wału to głowica obrotowa, która może okrążać oś Z 360° stać się osią C. Głowica obrotowa ma również oś A, która może obracać się wokół osi X, która może ogólnie osiągnąć więcej niż ±90 stopni, aby osiągnąć tę samą funkcję, co powyżej. Zaletą tej metody ustawiania jest to, że obróbka wrzeciona jest bardzo elastyczna, stół roboczy może być również zaprojektowany tak, aby był bardzo duży, a ogromny kadłub i ogromna powłoka silnika samolotu pasażerskiego mogą być obrabiane na tym typie centrum obróbczego. Ta konstrukcja ma również dużą zaletę: gdy używamy frezów sferycznych do obróbki zakrzywionych powierzchni, gdy linia środkowa narzędzia jest prostopadła do obrabianej powierzchni, ponieważ prędkość liniowa wierzchołka frezu sferycznego wynosi zero, jakość powierzchni przedmiotu obrabianego ciętego przez wierzchołek będzie słaba. Konstrukcja obrotu wrzeciona jest przyjęta w celu obrócenia wrzeciona o kąt względem przedmiotu obrabianego, tak aby frez sferyczny unikał cięcia wierzchołkowego, gwarantował określoną prędkość liniową i poprawiał jakość obróbki powierzchni. Ta struktura jest bardzo popularna w przypadku precyzyjnej obróbki powierzchni form, co jest trudne do osiągnięcia dla centrów obróbczych ze stołem obrotowym. Aby osiągnąć wysoką precyzję obrotu, wysokiej klasy oś obrotowa jest również wyposażona w sprzężenie zwrotne kratki kołowej, a dokładność indeksowania wynosi kilka sekund. Oczywiście struktura obrotowa tego typu wrzeciona jest bardziej skomplikowana, a koszt produkcji jest również wysoki.
Prawdziwe 5 osi kontra fałszywe 5 osi
Prawdziwe 5 osi ma funkcję RTCP. Może być automatycznie konwertowane zgodnie z długością wahadła wrzeciona i współrzędnymi mechanicznymi stołu obrotowego. Podczas kompilacji programu należy wziąć pod uwagę tylko współrzędne przedmiotu obrabianego, a nie długość wahadła wrzeciona i położenie stołu obrotowego. Czy jest to prawdziwa 5-osiowa, nie zależy to od tego, czy 5-osiowa jest połączona, fałszywa 5-osiowa może być również 5-osiowym połączeniem. Jeśli wrzeciono ma prawdziwy algorytm 5-osiowy RTCP. Ma on wykonywać przetwarzanie indeksujące. Prawdziwe 5-osiowe z funkcją RTCP wymaga ustawienia tylko jednego układu współrzędnych i ustawienia współrzędnych tylko raz dla narzędzia. Fałszywa 5-osiowa jest bardzo kłopotliwa.
System CNC z funkcją RTCP może bezpośrednio używać programowania końcówki narzędzia bez uwzględniania odległości środka osi obrotowej. Po zastosowaniu trybu RTCP programowanie obróbki CNC 5-osiowej może bezpośrednio kierować się na końcówkę narzędzia zamiast na środek głowicy wrzeciona obrotowego, więc programowanie stanie się znacznie prostsze i bardziej wydajne.
W przypadku pseudo 5-osiowego podwójnego stołu obrotowego należy ustawić wiele współrzędnych, aby osiągnąć cel przetwarzania indeksowania. Jednak jeśli jest to 5-osiowa głowica obrotowa, przetwarzanie indeksowania nie może zostać ukończone, ponieważ 5-osiowa głowica obrotowa nie jest pojedynczym ruchem Z podczas przetwarzania w dół, ale Z porusza się razem z X lub Y. W tym momencie fałszywe programowanie 5-osiowe będzie bardzo kłopotliwe, a debugowanie będzie trudniejsze, a funkcja przesunięcia 3-osiowego nie może być w tym momencie używana.
Która maszyna CNC jest dla Ciebie idealna?
Chociaż te routery wydają się dość proste w tym, co potrafią, są bardzo delikatnymi i zaawansowanymi elementami technologii. Jeśli chcesz być bardziej kreatywny w swoich projektach, zaleca się zainwestowanie w zestaw routera CNC 4- lub 5-osiowy, ale zestawy routerów CNC 3- lub 4-osiowych są często bardziej przystępne cenowo.
Teraz, gdy posiadasz już wiedzę na temat działania routera, możesz lepiej zrozumieć różnice pomiędzy poszczególnymi modelami.
5-osiowe maszyny CNC mogą ciąć wzdłuż 2 dodatkowych osi niż maszyny 3-osiowe. Frezarki te umożliwiają cięcie materiału z 5 stron jednocześnie, co zwiększa możliwości i elastyczność operatora. W przeciwieństwie do swoich 3-osiowych odpowiedników, maszyny te są zazwyczaj używane do cięcia dużych powierzchni. 3D części. Ponadto maszyny CNC 5-osiowe mają wyższą bramę i dłuższą oś X, co pozwala im ciąć większe części; jednak wiąże się to z poważnymi kosztami; im wyższa brama i dłuższa oś X, tym mniej dokładne i stabilne są te maszyny. Aby zapewnić właściwą kontrolę jakości, h8 bramy i długość osi X powinny być ograniczone tak bardzo, jak to możliwe.
Mimo że routery wydają się prostymi maszynami, w rzeczywistości są to wysoce zaawansowane technologicznie urządzenia, których obsługa wymaga pewnego poziomu wiedzy specjalistycznej. Maszyny CNC 5-osiowe są z reguły droższe od tradycyjnych maszyn 3-osiowych, ale ostatecznie oferują większą elastyczność i pozwalają użytkownikom na większą kreatywność przy projektowaniu.
Ile osi potrzebujesz?
Być może widziałeś odniesienia do routerów CNC oferujących siedem, dziewięć, a nawet jedenaście osi. Chociaż tak wiele dodatkowych osi może wydawać się trudne do wyobrażenia, wyjaśnienie tak oszałamiających geometrii jest w rzeczywistości dość proste.
Jeśli masz do czynienia z maszynami, które mają, jak możesz powiedzieć, więcej niż jedno wrzeciono obrotowe, to masz już więcej osi.
Na przykład, mamy maszyny z drugimi wrzecionami i dolnymi rewolwerami. W tych maszynach będzie kilka osi: górna rewolwer będzie miał 4 osie, a dolna 2, a następnie przeciwległe wrzeciona również będą miały 2 osie. Te maszyny mogą mieć ich nawet 9.
Komponent, taki jak zawór lotniczy, może być wykonany na 5-osiowej maszynie CNC. Albo moglibyśmy wykonać tę część na wieloosiowej frezarce CNC, która ma obrotową oś B i podwójne wrzeciona dla 2 osi C, plus X, Y i Z. Jest też dolna wieżyczka, która daje 2. X i Z. Daje więc więcej osi, ale sama część ma tę samą geometrię.
Ile osi potrzebujesz w swojej firmie?
Jak to często bywa w produkcji, odpowiedź na to pytanie zależy od konkretnego zastosowania. Spójrz na poniższy przykład:
Łopatka turbiny to powierzchnia o dowolnym kształcie i może być dość skomplikowana. Najefektywniejszym sposobem obróbki wykończeniowej takiej łopatki jest zastosowanie obróbki 5-osiowej, polegającej na prowadzeniu narzędzia po spirali wokół profilu łopatki. Można użyć obróbki 3-osiowej, ustawiając łopatkę w określonej pozycji, a następnie stosując 3-osiową obróbkę powierzchniową, ale zazwyczaj nie jest to najefektywniejsza metoda.
Geometria części powie Ci, czy potrzebujesz konfiguracji 3, 4 czy 5 osi.
Należy jednak pamiętać, że liczba potrzebnych osi zależy od więcej niż jednej części. Część będzie miała na to duży wpływ, ale liczy się również cel, jaki chce osiągnąć warsztat.
Klient może przynieść mi część, powiedzmy tytanowy wspornik lotniczy, a ja mogę powiedzieć: To idealna część do 5-osiowego stołu frezarskiego CNC, ale mogą planować produkcję części, które lepiej sprawdziłyby się na jednej z naszych maszyn. Ta wielofunkcyjna maszyna może nie być zoptymalizowana w taki sam sposób jak 5-osiowa maszyna CNC, ale może dać klientowi możliwość wykonywania prac tokarskich, wałowych lub tokarskich, co jest częścią jego długoterminowego planu.
Kolejną rzeczą do rozważenia jest zakres roboczy. Jaki jest maksymalny rozmiar części, którą możesz umieścić w maszynie i nadal wykonywać zmiany narzędzi i transfery części? Chodzi o zrozumienie możliwości maszyny CNC i tego, co może, a czego nie może zrobić.
Router CNC 3-osiowy kontra router CNC 4-osiowy kontra router CNC 5-osiowy.pdf
