Posljednjih godina petoosni spojni CNC obradni centri sve se više koriste u raznim područjima. U praktičnim primjenama, kad god se ljudi susreću s problemom visokoučinkovite i visokokvalitetne obrade složenih dijelova posebnog oblika, tehnologija povezivanja s pet osi nedvojbeno je važno sredstvo za rješavanje takvih problema. Sve više i više proizvođača traži opremu s pet osi kako bi zadovoljila visoku učinkovitost i visokokvalitetnu obradu. No, znate li zaista dovoljno o petoosnoj obradi?
01
Mehanička struktura petoosnog alatnog stroja
Da bismo doista razumjeli petoosni alatni stroj, prvo moramo razumjeti što je petosni alatni stroj. Alatni stroj s pet osi (obrada s 5 osi), kao što ime sugerira, odnosi se na dodavanje dviju rotacijskih osi trima zajedničkim linearnim osima X, Y i Z. Dvije rotacijske osi u A, B i C tri- osi imaju različite načine kretanja kako bi zadovoljili tehničke zahtjeve različitih proizvoda.
Što se tiče mehaničkog dizajna 5-osnog obradnog centra, proizvođači alatnih strojeva uvijek su bili nepokolebljivo posvećeni razvoju novih načina gibanja kako bi ispunili različite zahtjeve. Na temelju različitih vrsta petoosnih alatnih strojeva koji su trenutno na tržištu, iako postoje različite vrste mehaničkih struktura, uglavnom postoje sljedeće vrste:
1. Dvije koordinate rotacije izravno kontroliraju smjer osi alata (dvostruki oblik zakretne glave).
slika
2. Dvije koordinatne osi nalaze se na vrhu alata, ali os rotacije nije okomita na linearnu os (vrsta spuštene glave).
3. Dvije koordinate rotacije izravno kontroliraju rotaciju prostora (dvostruki okretni oblik).
4. Dvije koordinatne osi nalaze se na stolu, ali os rotacije nije okomita na linearnu os (vrsta stola s viskom).
slika
5. Jedna od dvije koordinate rotacije djeluje na alat, a druga na obradak (jedno njihalo i jedan okretaj).
*Pojam: Ako os rotacije nije okomita na linearnu os, smatra se "ponućom" osi.
Nakon što smo vidjeli alatne strojeve s pet osi s ovim strukturama, vjerujem da bismo trebali razumjeti što se i kako pokreću alatni strojevi s pet osi. Međutim, koje karakteristike može pokazati tako raznolika struktura alatnog stroja tijekom obrade? U usporedbi s tradicionalnim troosnim alatnim strojevima, koje su prednosti? Zatim, pogledajmo svjetleće točke alatnog stroja s pet osi.
02
Mnoge prednosti petoosne obrade
Govoreći o karakteristikama petoosnih alatnih strojeva, potrebno ih je usporediti s tradicionalnom troosnom opremom. Oprema za obradu s tri osi relativno je česta u proizvodnji, a postoji nekoliko oblika kao što su okomiti, vodoravni i portalni. Uobičajene metode obrade uključuju obradu krajnjeg ruba glodala i obradu bočnog ruba. Profiliranje kugličnih noževa, itd. Ali bez obzira koji oblik ili metoda ima zajedničku značajku, to jest, smjer osi alata ostaje nepromijenjen tijekom procesa obrade, a alatni stroj može postići alat samo u kartezijskom prostoru. koordinate kroz interpolaciju triju linearnih osi X, Y i Z. kretanje u odjelu. Stoga, kada se suočimo sa sljedećim proizvodima, nedostaci troosnih alatnih strojeva, kao što su niska učinkovitost, loša kvaliteta površine, pa čak i nemogućnost obrade, su izloženi.
U usporedbi s troosnom CNC strojnom opremom, CNC alatni strojevi s pet veza imaju sljedeće prednosti:
1. Održavajte alat u najboljem stanju rezanja i poboljšajte uvjete rezanja
Kao što je prikazano na gornjoj slici, u načinu rezanja s tri osi na lijevoj slici, kada se alat za rezanje pomakne prema vrhu ili rubu obratka, stanje rezanja postupno se pogoršava. Za održavanje optimalnih uvjeta rezanja i ovdje je potreban rotacijski stol. A ako želimo potpuno obraditi nepravilnu ravninu, stol se mora rotirati više puta u različitim smjerovima. Može se vidjeti da alatni stroj s pet osi također može izbjeći situaciju da je brzina središnje točke kugličnog glodala 0, i postići bolju kvalitetu površine.
2. Učinkovito izbjegavajte smetnje alata
Kao što je prikazano na gornjoj slici, za dijelove kao što su impeleri, lopatice i bliskovi koji se koriste u području zrakoplovstva, troosna oprema ne može ispuniti zahtjeve procesa zbog smetnji. Petoosni alatni stroj može biti zadovoljan. Istodobno, alatni stroj s pet osi također može koristiti kraće alate za obradu, poboljšati krutost sustava, smanjiti broj alata i izbjeći proizvodnju posebnih alata. Za naše poduzetnike to znači da će vam petosni alatni stroj uštedjeti novac u pogledu troškova alata!
3. Smanjite broj stezanja i dovršite peterostranu obradu u jednom stezanju
Kao što je prikazano na gornjoj slici, može se vidjeti da obradni centar s pet osi također može smanjiti referentnu konverziju i poboljšati točnost obrade. U stvarnoj obradi potrebno je samo jedno stezanje, a lakše je zajamčiti točnost obrade. Istovremeno, zbog skraćivanja procesnog lanca i smanjenja broja opreme u petoosnom obradnom centru, smanjuje se i broj armatura, površina radionice i troškovi održavanja opreme. To znači da možete koristiti manje pribora, manje površine radionice i troškova održavanja kako biste izvršili učinkovitiju i kvalitetniju obradu!
4. Poboljšajte kvalitetu i učinkovitost obrade
Kao što je prikazano na slici, alatni stroj s pet osi može se rezati bočnim rubom alata, a učinkovitost obrade je veća.
5. Skratite lanac proizvodnog procesa i pojednostavite upravljanje proizvodnjom
Kompletna obrada petoosnih CNC alatnih strojeva uvelike skraćuje lanac proizvodnog procesa, što može pojednostaviti upravljanje proizvodnjom te planiranje i raspoređivanje. Što je obradak složeniji, to su njegove prednosti u odnosu na tradicionalne metode proizvodnje s decentraliziranim procesima očitije.
6. Skratite ciklus razvoja novog proizvoda
Za poduzeća u zrakoplovnoj, automobilskoj i drugim područjima, neki novi dijelovi proizvoda i kalupi za kalupljenje imaju složene oblike i visoke zahtjeve za preciznošću. Stoga se mogu koristiti petoosni CNC obradni centri visoke fleksibilnosti, visoke preciznosti, visoke integracije i potpunih mogućnosti obrade. Može dobro riješiti probleme preciznosti i ciklusa složene obrade dijelova u procesu razvoja novih proizvoda, uvelike skratiti razvojni ciklus i poboljšati stopu uspješnosti novih proizvoda.
Ukratko, alatni stroj s pet osi ima previše prednosti, ali kontrola položaja alatnog stroja s pet osi, CNC sustav, CAM programiranje i naknadna obrada mnogo su kompliciraniji od alatnog stroja s tri osi! U isto vrijeme, kada govorimo o petoosnim alatnim strojevima, moramo govoriti o problemu pravih i lažnih petoosnih. Svi znamo da je najveća razlika između prave i lažne petoosne funkcije RTCP funkcija. Međutim, što je RTCP, kako se generira i kako ga primijeniti? Zatim, pogledajmo RTCP u detalje kombinirajući strukturu alatnog stroja i naknadnu obradu programiranja kako bismo razumjeli njegovo pravo lice.
03
O RTCP-u
RTCP, u vrhunskom CNC sustavu s pet osi, smatra da je RTCP rotirana središnja točka alata, što je ono što često nazivamo funkcijom praćenja točke vrha alata. Kod obrade s pet osi, pri praćenju trajektorije vrha alata i položaja između alata i izratka, generira se dodatno gibanje vrha alata zbog rotacijskog gibanja. Kontrolne točke CNC sustava često se ne poklapaju s vrhovima alata, tako da CNC sustav mora automatski ispraviti kontrolne točke kako bi osigurao da se vrhovi alata pomiču prema propisanoj putanji. U industriji se ova tehnologija također naziva TCPM, TCPC ili RPCP. Zapravo, definicije funkcija ovih naziva slične su RTCP-u. Strogo govoreći, funkcija RTCP koristi se u strukturi dvostruke zakretne glave, a središnja točka rotacije zakretne glave koristi se za kompenzaciju. Funkcija slična RPCP-u uglavnom se primjenjuje na alatni stroj u obliku dvostruke okretne ploče i kompenzira promjenu koordinata linearne osi uzrokovanu rotacijom obratka. Zapravo, ove funkcije imaju isti cilj na različite načine, od kojih su svi zadržati središnju točku alata i stvarnu kontaktnu točku između alata i površine obratka nepromijenjenima. Stoga, radi lakšeg izražavanja, ovaj članak objedinjuje ovu vrstu tehnologije kao RTCP tehnologiju.
Dakle, kako je nastala funkcija RTCP? Prije mnogo godina, kada su alatni strojevi s pet osi prvi put postali popularni na tržištu, proizvođači alatnih strojeva su hvalili koncept RTCP-a. U to je vrijeme funkcija RTCP-a bila više poput trika za dobrobit tehnologije, a više je ljudi bilo entuzijastično i hvaljeno oko same tehnologije. Zapravo, funkcija RTCP-a je upravo suprotna. To nije samo dobra tehnologija, već i dobra tehnologija koja može donijeti koristi i stvoriti vrijednost kupcima. Za alatne strojeve s RTCP tehnologijom (odnosno, takozvane prave petoosne alatne strojeve u Kini), operater ne treba točno poravnati obradak s linijom osi okretnog postolja i ležerno ga stegnuti. Alatni stroj automatski kompenzira pomak, uvelike smanjujući pomoćno vrijeme i poboljšavajući obradu. preciznost. U isto vrijeme, naknadnu obradu je lako napraviti, sve dok se izlaze koordinate i vektori vrha alata. Kao što smo već rekli, u pogledu mehaničke strukture, petoosni CNC alatni strojevi uglavnom imaju strukture kao što su dvostruke okretne glave, dvostruke okretne ploče i jedno zakretanje i jedno okretanje.
U nastavku ćemo uzeti vrhunski petosni CNC sustav s dvostrukom okretnom pločom kao primjer kako bismo detaljno predstavili RTCP funkciju.
Definirajte koncept četvrte osi i pete osi u alatnom stroju s pet osi: rotacija četvrte osi utječe na položaj pete osi u strukturi dvostrukog rotacijskog stola, a rotacija pete osi ne može utjecati na položaj četvrte osi. Peta os je koordinata rotacije na četvrtoj osi.
Pa, nakon čitanja definicije, objasnimo je. Kao što je prikazano na gornjoj slici, 4. os alatnog stroja je A os, a 5. os je C os. Radni komad se postavlja na okretnu ploču C-osi. Kada se 4. os A-os rotira, budući da je C-os postavljena na A-os, to će također utjecati na položaj C-osi. Na isti način, za izradak koji stavljamo na okretnu ploču, ako programiramo rezanje središta alata, promjena koordinate rotacije neizbježno će dovesti do promjene X, Y, Z koordinata linearne osi, što će rezultirati relativni pomak. Kako bi se eliminirao ovaj pomak, alatni stroj ga mora kompenzirati, a RTCP je funkcija proizvedena da eliminira tu kompenzaciju.
Dakle, kako alatni stroj kompenzira ovaj pomak? Zatim, analizirajmo kako se ovaj pomak generira.
Prema gore navedenom, svi znamo da je pomak koordinata linearne osi uzrokovan promjenom koordinata rotacije. Tada je posebno važno analizirati središte rotacije rotacijske osi. Za alatni stroj s dvostrukom strukturom okretnog stola, kontrolna točka C-osi, odnosno pete osi, obično je u središtu rotacije stola stroja. Za 4. os, središnja točka 4. osi obično se odabire kao kontrolna točka.
Da bi se ostvarilo upravljanje pet osi, sustav numeričkog upravljanja mora znati odnos između kontrolne točke pete osi i kontrolne točke četvrte osi. To jest, početno stanje (0 položaj A i C osi alatnog stroja), vektor položaja [U, V, W] kontrolne točke pete osi u rotirajućem koordinatnom sustavu četvrte osi gdje kontrolna točka četvrte osi je ishodište. Istodobno, također je potrebno znati udaljenost između A i C osi. Primjer alatnog stroja s dvostrukom okretnom pločom prikazan je na donjoj slici.
Govoreći o ovome, možete vidjeti da za alatne strojeve s RTCP funkcijom, kontrolni sustav cijelo vrijeme drži središte alata u programiranom položaju. U ovom slučaju programiranje je samostalno i neovisno o kinematici stroja. Kada programirate na alatnom stroju, ne morate brinuti o kretanju stroja i duljini alata, sve o čemu trebate razmišljati je relativno kretanje između alata i obratka. Ostatak sustava kontrole posla će to učiniti umjesto vas. na primjer:
Kao što je prikazano na gornjoj slici, kada RTCP funkcija nije isključena, kontrolni sustav ne uzima u obzir duljinu alata. Alat se okreće oko središta osi. Vrh noža će se pomaknuti s položaja i više neće biti fiksiran.
Kao što je prikazano na gornjoj slici, kada je RTCP funkcija uključena, upravljački sustav mijenja samo smjer alata, a položaj vrha alata ostaje nepromijenjen. Automatski se izračunavaju potrebni kompenzacijski pomaci u X, Y, Z osi.
I kako riješiti problem linearnog odstupanja koordinata osi za petoosne alatne strojeve i CNC sustave koji nemaju RTCP? Znamo da su mnogi petoosni CNC alatni strojevi i sustavi u Kini lažni petoosni. Takozvana lažna petosa zapravo se odnosi na alatne strojeve bez RTCP funkcije. Prava i lažna petosovina ne temelji se niti na izgledu niti na tome jesu li pet osi povezane. Morate znati da se lažna petoosna osovina može koristiti i za petoosno polužje. Razlika između lažnih pet osi je u tome što nema pravi RTCP algoritam pet osi, što znači da programiranje lažnih pet osi treba uzeti u obzir duljinu njihala vretena i položaj rotacijskog stola. To znači da se kod programiranja s lažnim petoosnim CNC sustavom i alatnim strojem potrebno osloniti na CAM programiranje i tehnologiju naknadne obrade kako bi se unaprijed planirala putanja alata.
Za isti dio, ako se mijenja alatni stroj ili se mijenja alat, ponovno se mora izvršiti CAM programiranje i naknadna obrada. A lažni alatni stroj s pet osi mora osigurati da je obradak u središtu rotacije radnog stola prilikom stezanja obratka. Za operatera to znači da je potrebno mnogo vremena za stezanje i poravnavanje, a točnost se ne može jamčiti. Čak i za indeksiranje strojne obrade, lažni petosni je puno problema. Pravi petosni samo treba postaviti koordinatni sustav i treba samo jednu postavku alata za dovršetak strojne obrade.
Slika u nastavku uzima NX postavke uređivača naknadne obrade kao primjer za ilustraciju transformacije koordinata lažne petosi:
Kao što je prikazano na gornjoj slici, lažnih pet osi oslanja se na tehnologiju naknadne obrade za prikaz odnosa središnjeg položaja između četvrte osi i pete osi alatnog stroja kako bi se kompenzirao pomak osi rotacije prema koordinatama linearne osi . CNC program X, Y i Z koji on generira ne samo da programira pristupnu točku, već uključuje i potrebnu kompenzaciju na X, Y i Z osi.
Rezultat takve obrade ne samo da će dovesti do nedovoljne točnosti obrade i niske učinkovitosti, već i generirani program nije univerzalan, a potrebna cijena rada je također visoka. U isto vrijeme, budući da su parametri rotacije svakog alatnog stroja različiti, moraju postojati odgovarajuće datoteke za naknadnu obradu, što će također uzrokovati velike neugodnosti u proizvodnji. Nadalje, generirani program lažnog petoosa ne može se mijenjati, te je u osnovi nemoguće realizirati ručno petoosno programiranje. U isto vrijeme, budući da ne postoji RTCP funkcija, mnoge napredne funkcije pet osi izvedene iz nje ne mogu se koristiti, kao što je funkcija kompenzacije alata pet osi.
Zapravo, za alatne strojeve s pet osi, to je samo alat za postizanje rezultata obrade i ne postoji razlika između istinitog i lažnog. Važno je da naša tehnologija određuje koju metodu obrade odabrati. Relativno govoreći, pravi petoosni alatni strojevi su isplativiji.
