واقعی پنج محور؟ پنج محور جعلی؟ آیا واقعاً در مورد ماشینکاری پنج محور به اندازه کافی می دانید؟

در سالهای اخیر ، مراکز ماشینکاری CNC پیوند پنج محور به طور فزاینده ای در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. در برنامه های کاربردی ، هر زمان که افراد با پردازش کارآمد و با کیفیت بالا قطعات خاص و پیچیده روبرو می شوند ، بدون شک فناوری پیوند پنج محور وسیله ای مهم برای حل چنین مشکلات است. تولید کنندگان بیشتر و بیشتر تمایل دارند که به دنبال تجهیزات پنج محوره برای برآورده کردن پردازش با کیفیت بالا و با کیفیت بالا باشند. اما آیا واقعاً در مورد ماشینکاری پنج محور به اندازه کافی می دانید؟

شکل ساختار مکانیکی ابزار ماشین آلات پنج محور

برای درک واقعی ماشینکاری پنج محور ، ابتدا باید بفهمیم که یک ماشین ماشین پنج محور چیست. ابزار ماشین آلات پنج محوره (5 محور ماشینکاری) ، همانطور که از نام آن پیداست ، به اضافه کردن دو محور چرخش به سه محور خطی متداول X ، Y و Z. اشاره دارد. دو از سه محور A ، B و C حرکت متفاوتی دارند حالت برای پاسخگویی به نیازهای فنی محصولات مختلف.

از نظر طراحی مکانیکی مراکز ماشینکاری محور 5- ، تولید کنندگان ابزار همیشه به طور نامحسوس متعهد به توسعه حالت های حرکتی جدید برای برآورده کردن نیازهای مختلف بوده اند. بر اساس انواع مختلف ماشین آلات پنج محور که در حال حاضر در بازار هستند ، اگرچه ساختارهای مکانیکی آنها متنوع است ، اما عمدتاً فرم های زیر را شامل می شوند:

1. دو مختصات چرخشی مستقیماً جهت محور ابزار را کنترل می کنند (فرم سر چرخش دوگانه).

2. دو محور مختصات در بالای ابزار قرار دارند، اما محور چرخش عمود بر محور خطی نیست (نوع سر نوسان شیب دار).

3. دو مختصات چرخشی مستقیماً چرخش فضا را کنترل می کنند (فرم میز دوار).

4. دو محور مختصات روی میز کار هستند ، اما محور چرخش عمود بر محور خطی (نوع میز کار شیب دار) نیست.

5. یکی از دو مختصات چرخشی بر روی ابزار و دیگری بر روی قطعه کار عمل می کند (یک تاب و یک چرخش).

*اصطلاحات: اگر محور چرخش عمود بر محور خطی نباشد ، محور "افت" محسوب می شود.

بعد از دیدن ابزارهای ماشین پنج محوره با این سازه ها ، من معتقدم که باید بفهمیم چه چیزی و چگونه ابزارهای ماشین پنج محوره حرکت می کنند. با این حال ، چه ویژگی هایی می تواند چنین ساختار ابزار دستگاه متنوع در طول پردازش نشان دهد؟ در مقایسه با ابزارهای سنتی سه محور ، مزایای آن چیست؟ در مرحله بعد ، اجازه دهید نگاهی به نقاط درخشان ابزارهای ماشین پنج محور بیندازیم.

02
بسیاری از مزایای ماشینکاری پنج محور

صحبت از ویژگی های ماشین ابزارهای پنج محوره، باید آنها را با تجهیزات سنتی سه محوره مقایسه کنیم. تجهیزات ماشینکاری سه محوره از جمله انواع عمودی، افقی و دروازه ای در تولید نسبتا رایج است. روش های پردازش رایج شامل پردازش لبه انتهایی آسیاب و پردازش لبه جانبی است. پردازش پروفیل کاتر دماغه توپی و غیره با این حال، فرقی نمی کند که از چه فرم و روشی استفاده شود، همه آنها یک ویژگی مشترک دارند، یعنی جهت محور ابزار در طول فرآیند ماشینکاری بدون تغییر باقی می ماند. ماشین ابزار فقط می تواند مختصات مستطیل شکل ابزار را در فضا از طریق درون یابی سه محور خطی حرکت X، Y و Z در سیستم درک کند. بنابراین در مواجهه با محصولات زیر، معایب کم بازدهی ماشین‌های سه محوره، کیفیت پایین سطح پردازش و یا حتی ناتوانی در پردازش آشکار می‌شود.

در مقایسه با تجهیزات ماشینکاری سه محور CNC ، ابزارهای ماشین CNC پنج پیوند مزایای زیر را دارند:

1. بهترین شرایط برش ابزار را حفظ کرده و شرایط برش را بهبود بخشید

همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، در روش برش سه محور سمت چپ، وقتی ابزار برش به سمت بالا یا لبه قطعه حرکت می کند، حالت برش به تدریج خراب می شود. برای حفظ شرایط بهینه برش در اینجا، یک میز دوار مورد نیاز است. و اگر بخواهیم یک هواپیمای نامنظم را به طور کامل پردازش کنیم، باید میز کار را چندین بار در جهات مختلف بچرخانیم. مشاهده می شود که ماشین ابزار پنج محوره همچنین می تواند از موقعیتی که سرعت خطی نقطه مرکزی آسیاب گلوله ای انتهایی 0 باشد اجتناب کرده و کیفیت سطح بهتری را بدست آورد.

2. به طور موثر از تداخل ابزار جلوگیری کنید

تصویر

همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است ، برای قطعاتی مانند پروانه ها ، تیغه ها و لکه های مورد استفاده در میدان هوافضا ، تجهیزات سه محور نمی توانند به دلیل تداخل ، نیازهای فرآیند را برآورده کنند. یک ابزار ماشین پنج محور می تواند این نیاز را برآورده کند. در همین زمان ، ابزارهای ماشین پنج محوره همچنین می توانند از ابزارهای کوتاه تری برای پردازش ، بهبود استحکام سیستم ، کاهش تعداد ابزارها و جلوگیری از تولید ابزارهای ویژه استفاده کنند. برای صاحبان مشاغل ما ، این بدان معنی است که ابزار ماشین پنج محوره از نظر هزینه ابزار صرفه جویی می کند!

3. تعداد گیره ها را کاهش داده و پردازش پنج طرفه را در یک بستن کامل کنید

تصویر

همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است ، مرکز ماشینکاری پنج محور همچنین می تواند تبدیل داده را کاهش داده و دقت ماشینکاری را بهبود بخشد. در پردازش واقعی ، فقط یک بستن مورد نیاز است و اطمینان از پردازش آسانتر است. در همین زمان ، به دلیل کوتاه شدن زنجیره فرآیند و کاهش تعداد تجهیزات در مرکز ماشینکاری پنج محور ، تعداد وسایل ابزار ، فضای کف کارگاه و هزینه های نگهداری تجهیزات نیز کاهش می یابد. این بدان معنی است که شما می توانید از وسایل کمتری ، فضای کارخانه کمتر و هزینه های نگهداری کمتر برای تکمیل پردازش کارآمدتر و با کیفیت بالاتر استفاده کنید!

4. بهبود کیفیت و کارایی پردازش

همانطور که در شکل نشان داده شده است ، ابزار ماشین پنج محور می تواند از برش لبه سمت ابزار برای دستیابی به راندمان پردازش بالاتر استفاده کند.

تصویر

5. کوتاه کردن زنجیره فرآیند تولید و ساده سازی مدیریت تولید

پردازش کامل ماشین‌آلات پنج محوره CNC زنجیره فرآیند تولید را بسیار کوتاه می‌کند و می‌تواند مدیریت تولید و برنامه‌ریزی و زمان‌بندی را ساده‌تر کند. هرچه قطعه کار پیچیده تر باشد، مزایای آن نسبت به روش های تولید سنتی با فرآیندهای پراکنده آشکارتر است.

6. چرخه توسعه محصول جدید را کوتاه کنید

برای شرکت های هوافضا ، خودرو و سایر زمینه ها ، برخی از قطعات محصول جدید و قالب های قالب گیری دارای اشکال پیچیده و الزامات با دقت بالایی هستند. بنابراین ، یک مرکز ماشینکاری CNC پنج محوره با انعطاف پذیری بالا ، دقت بالا ، ادغام بالا و قابلیت پردازش کامل می تواند به خوبی بتواند مشکلات دقت و چرخه پردازش قطعات پیچیده را در فرآیند توسعه محصول جدید حل کند ، تحقیق و توسعه را تا حد زیادی کوتاه کند چرخه و بهبود میزان موفقیت محصولات جدید.

به طور خلاصه ، ابزارهای ماشین پنج محوره مزایای بسیار زیادی دارند ، اما کنترل نگرش ابزار ، سیستم CNC ، برنامه نویسی CAM و پردازش پس از پردازش ابزارهای ماشین پنج محوره بسیار پیچیده تر از ابزار دستگاه های سه محور است! در همان زمان ، وقتی در مورد ابزارهای ماشین پنج محور صحبت می کنیم ، باید در مورد مسئله پنج محور درست و کاذب صحبت کنیم. همه ما می دانیم که بزرگترین تفاوت بین پنج محور درست و کاذب عملکرد RTCP است. با این حال ، RTCP چیست ، چگونه تولید می شود و چگونه می توان آن را به کار برد؟ در مرحله بعد ، ما برای درک ظاهر واقعی آن ، به RTCP بر اساس ساختار ابزار ماشین و برنامه نویسی پس از پردازش نگاه خواهیم کرد.

03
درباره RTCP

RTCP، در سیستم‌های CNC پنج محوره بالا، به عنوان نقطه مرکز ابزار چرخشی در نظر گرفته می‌شود، که معمولاً آن را تابع زیر نقطه نوک ابزار می‌نامیم. در ماشینکاری پنج محوره، هنگام پیگیری مسیر نقطه نوک ابزار و وضعیت بین ابزار و قطعه کار، حرکت اضافی نقطه نوک ابزار به دلیل حرکت چرخشی رخ می دهد. نقاط کنترل سیستم CNC اغلب با نقطه نوک ابزار منطبق نیست، بنابراین سیستم CNC باید به طور خودکار نقاط کنترل را تصحیح کند تا اطمینان حاصل شود که نقطه نوک ابزار مطابق با مسیر تعیین شده حرکت می کند. صنعت همچنین این فناوری را TCPM، TCPC یا RPCP و توابع دیگر می نامد. در واقع، تعاریف عملکردی این نام ها مشابه RTCP است. به بیان دقیق، تابع RTCP در ساختار سر چرخان دوگانه استفاده می شود و نقطه مرکز چرخش سر چرخش برای جبران استفاده می شود. توابع مشابه RPCP عمدتاً در ماشین ابزارهای چرخشی دوبل استفاده می شود و تغییرات مختصات محور خطی ناشی از چرخش قطعه کار را جبران می کند. در واقع، این عملکردها هدف یکسانی دارند، یعنی بدون تغییر نقطه مرکزی ابزار و نقطه تماس واقعی بین ابزار و سطح قطعه کار. بنابراین، برای راحتی بیان، این مقاله این نوع فناوری را به عنوان فناوری RTCP متحد می کند.

تصویر

بنابراین عملکرد RTCP چگونه به وجود آمد؟ سال‌ها پیش، زمانی که ماشین‌های پنج محوره برای اولین بار در بازار رایج شدند، مفهوم RTCP به شدت توسط سازندگان ماشین ابزار تبلیغ شد. در آن زمان، تابع RTCP بیشتر شبیه یک ترفند به خاطر فناوری بود و افراد بیشتری در مورد خود فناوری مشتاق و هیپ بودند. در واقع تابع RTCP دقیقا برعکس است. این نه تنها یک فناوری خوب است، بلکه یک فناوری خوب است که می تواند مزایایی را به همراه داشته باشد و برای مشتریان ارزش ایجاد کند. برای ماشین‌های ابزار با فناوری RTCP (که در چین به عنوان ماشین‌های پنج محوره واقعی نیز شناخته می‌شود)، اپراتور نیازی به تراز کردن دقیق قطعه کار با محور میز چرخان و گیره آن را ندارد. ماشین ابزار به طور خودکار جبران افست را می کند و زمان کمکی را تا حد زیادی کاهش می دهد و پردازش را بهبود می بخشد. دقت. در عین حال، تا زمانی که مختصات نقطه نوک ابزار و بردار خروجی باشد، پس پردازش ساده است. همانطور که قبلاً گفتیم، از نظر ساختار مکانیکی، ماشین‌آلات پنج محوره CNC عمدتاً دارای سر تاب دوتایی، میز دوار، یک تاب و یک چرخش هستند.

در زیر سیستم CNC پنج محوره بالارده دوتایی سینی دوار را به عنوان مثال برای معرفی عملکرد RTCP به تفصیل در نظر می گیریم.

مفاهیم محور چهارم و محور پنجم را در یک ابزار ماشین پنج محور تعریف کنید: در یک ساختار جدول دوار دوتایی ، چرخش محور چهارم بر نگرش محور پنجم تأثیر می گذارد و چرخش محور پنجم نمی تواند تأثیر بگذارد نگرش محور چهارم. محور پنجم مختصات چرخش در محور چهارم است.

تصویر

خوب ، پس از خواندن تعریف ، اجازه دهید آن را توضیح دهیم. همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است ، محور 4 ابزار دستگاه محور A است و محور 5 محور C است. قطعه کار روی محور C محور قرار می گیرد. هنگامی که محور 4 می چرخد ، زیرا محور C بر روی محور A نصب می شود ، نگرش محور C نیز تحت تأثیر قرار می گیرد. به همین ترتیب ، برای قطعه کار ما روی Turntable قرار می دهیم ، اگر برنامه برش مرکز ابزار را برنامه ریزی کنیم ، تغییر در مختصات چرخش به ناچار منجر به تغییر در مختصات X ، Y و Z محورهای خطی می شود و در نتیجه نسبی ایجاد می شود. جابجایی برای از بین بردن این جابجایی ، ابزار ماشین باید آن را جبران کند. RTCP تابعی است که برای از بین بردن این جبران خسارت ایجاد شده است.

بنابراین چگونه ابزار ماشین آلات این جبران را جبران می کند؟ بعد ، بیایید تجزیه و تحلیل کنیم که چگونه این جبران تولید می شود.

با توجه به مقاله قبلی، همه ما می دانیم که تغییر مختصات چرخش باعث افست مختصات محور خطی می شود. سپس تجزیه و تحلیل مرکز چرخش محور چرخش بسیار مهم است. برای ماشین ابزارهای سازه دو گردان، نقطه کنترل محور C که محور پنجم است، معمولاً در مرکز چرخش میز ماشین ابزار قرار دارد. برای محور چهارم معمولاً نقطه میانی محور چهارم به عنوان نقطه کنترل انتخاب می شود.

تصویر

برای تحقق کنترل پنج محور، سیستم CNC باید رابطه بین نقطه کنترل محور 5 و نقطه کنترل محور 4 را بداند. یعنی در حالت اولیه (موقعیت ماشین ابزار A و C محور 0)، نقطه کنترل محور چهارم مبدأ سیستم مختصات چرخش محور چهارم و بردار موقعیت [U, V, W] از نقطه کنترل محور پنجم در عین حال، شما همچنین باید فاصله بین محور A و C را بدانید. برای ماشین ابزارهای گردان دوگانه، یک مثال در شکل زیر نشان داده شده است.

تصویر

با گفتن این، می توانید ببینید که برای ماشین ابزار با عملکرد RTCP، سیستم کنترل مرکز ابزار را در موقعیت برنامه ریزی شده نگه می دارد. در این حالت برنامه نویسی مستقل است و ربطی به حرکت ماشین ابزار ندارد. وقتی روی یک ماشین ابزار برنامه ریزی می کنید، لازم نیست نگران حرکت ماشین یا طول ابزار باشید. تنها چیزی که باید در نظر بگیرید حرکت نسبی بین ابزار و قطعه کار است. سیستم کنترل بقیه کارها را برای شما انجام می دهد. به عنوان مثال:

تصویر

همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است ، بدون خاموش کردن عملکرد RTCP ، سیستم کنترل طول ابزار را در نظر نمی گیرد. این ابزار در اطراف مرکز محور می چرخد. نوک چاقو از موقعیت خود خارج می شود و دیگر ثابت نخواهد شد.

تصویر

همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، با روشن بودن عملکرد RTCP، سیستم کنترل فقط جهت ابزار را تغییر می دهد و موقعیت نوک ابزار بدون تغییر باقی می ماند. حرکات جبرانی لازم در محورهای X، Y و Z به طور خودکار محاسبه می شوند.

چگونه می توان مشکل جبران مختصات محور خطی را برای ابزارهای ماشین پنج محور و سیستم های CNC که RTCP ندارند ، حل کنیم؟ ما می دانیم که بسیاری از ابزارها و سیستم های CNC پنج محور در چین پنج محور جعلی هستند. به اصطلاح پنج محور جعلی در واقع به ابزارهای دستگاه بدون عملکرد RTCP اشاره دارد. این که آیا پنج محور واقعی یا دروغین با ظاهر مورد قضاوت قرار نمی گیرد یا اینکه پنج محور در ارتباط هستند. باید بدانید که پنج محور جعلی نیز می تواند با پنج محور مرتبط باشد. تفاوت اصلی بین پنج محور کاذب در این است که یک الگوریتم RTCP پنج محور واقعی ندارد ، به این معنی که برنامه نویسی پنج محور کاذب باید طول آونگ اسپیندل و موقعیت جدول دوار را در نظر بگیرد. این بدان معنی است که هنگام استفاده از سیستم های CNC پنج محور کاذب و برنامه نویسی ابزار ماشین ، باید به برنامه نویسی CAM و فناوری پس از پردازش اعتماد کنید تا از قبل مسیر ابزار را برنامه ریزی کنید.

برای همان قسمت ، اگر ابزار ماشین تغییر کرده یا ابزار تغییر یافته است ، باید برنامه نویسی CAM و پس از پردازش دوباره انجام شود. علاوه بر این ، هنگام بستن قطعه کار ، ابزار کاذب پنج محور کاذب باید اطمینان حاصل کند که قطعه کار در مرکز چرخش کار است. برای اپراتور ، این بدان معنی است که زمان بستن و تراز زیادی لازم است و دقت نمی تواند تضمین شود. حتی برای پردازش نمایه سازی ، پنج محور جعلی مشکل زیادی دارد. پنج محور واقعی فقط نیاز به تنظیم یک سیستم مختصات دارد و فقط برای تکمیل پردازش به یک تنظیم ابزار نیاز دارد.

شکل زیر تنظیمات ویرایشگر پس از پردازش NX را به عنوان مثال برای نشان دادن تبدیل مختصات پنج محور نادرست آورده است:

تصویر

همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، پنج محور کاذب به تکنولوژی پس پردازش برای نشان دادن رابطه موقعیت مرکزی بین محور چهارم و محور پنجم ماشین ابزار برای جبران جابجایی محور چرخش به مختصات محور خطی متکی است. . برنامه CNC X، Y و Z تولید شده توسط آن نه تنها نقاط رویکرد برنامه نویسی هستند، بلکه شامل جبران لازم در محورهای X، Y و Z نیز می شوند.

نتیجه چنین پردازش نه تنها به دقت پردازش کافی و راندمان پایین منجر می شود ، برنامه تولید شده همه کاره نخواهد بود و هزینه نیروی کار نیز زیاد خواهد بود. در عین حال ، از آنجا که هر ابزار ماشین آلات پارامترهای چرخش متفاوتی دارد ، باید پرونده های مربوط به پردازش را داشته باشد ، که این امر باعث ایجاد ناراحتی زیادی برای تولید نیز خواهد شد. علاوه بر این ، برنامه تولید پنج محور جعلی قابل تغییر نیست و اساساً تحقق برنامه نویسی پنج محور دستی غیرممکن است. در عین حال ، از آنجا که هیچ عملکرد RTCP وجود ندارد ، بسیاری از توابع پیشرفته پنج محور آن نمی توانند استفاده شوند ، مانند عملکرد جبران ابزار پنج محور.

در حقیقت ، برای ابزارهای ماشین پنج محور ، این فقط ابزاری است که ما برای دستیابی به نتایج پردازش استفاده می کنیم و هیچ تمایزی بین درست و نادرست وجود ندارد. نکته مهم این است که فرایند ما روش پردازش را تعیین می کند. نسبتاً ، ابزارهای واقعی ماشین پنج محور مقرون به صرفه تر هستند.