Pastaraisiais metais penkių ašių jungties CNC apdirbimo centrai vis plačiau naudojami įvairiose srityse. Praktikoje, kai žmonės susiduria su didelio efektyvumo ir aukštos kokybės specialios formos sudėtingų dalių apdorojimo problema, penkių ašių sujungimo technologija neabejotinai yra svarbi priemonė tokioms problemoms spręsti. Vis daugiau gamintojų linkę ieškoti penkių ašių įrangos, kad atitiktų didelio efektyvumo ir aukštos kokybės apdorojimą. Bet ar tikrai pakankamai žinote apie penkių ašių apdirbimą?
01
Penkių ašių staklių mechaninė struktūra
Norėdami iš tikrųjų suprasti penkių ašių apdirbimą, pirmiausia turime suprasti, kas yra penkių ašių staklės. Penkių ašių staklės (5 ašių apdirbimas), kaip rodo pavadinimas, reiškia dviejų sukimosi ašių pridėjimą prie trijų bendrų tiesinių X, Y ir Z ašių. Dvi sukimosi ašys A, B ir C yra trys ašis turi skirtingus judėjimo režimus, kad atitiktų įvairių gaminių techninius reikalavimus.
Kalbant apie mechaninį 5-ašies apdirbimo centro dizainą, staklių gamintojai visada buvo nenumaldomai įsipareigoję kurti naujus judėjimo režimus, kad atitiktų įvairius reikalavimus. Remiantis įvairiais šiuo metu rinkoje esančiais penkių ašių staklių tipais, nors yra įvairių tipų mechaninių konstrukcijų, daugiausia yra šių tipų:
1. Dvi sukimosi koordinatės tiesiogiai valdo įrankio ašies kryptį (dvigubo siūbavimo galvutės forma).
paveikslėlį
2. Dvi koordinačių ašys yra įrankio viršuje, bet sukimosi ašis nėra statmena tiesinei ašiai (sulenktos galvutės tipas).
3. Dvi sukimosi koordinatės tiesiogiai valdo erdvės sukimąsi (dvigubo patefono forma).
4. Dvi koordinačių ašys yra ant stalo, bet sukimosi ašis nėra statmena tiesinei ašiai (santechnikos lentelės tipas).
paveikslėlį
5. Viena iš dviejų sukimosi koordinačių veikia įrankį, o kita – ruošinį (viena švytuoklė ir vienas apsisukimas).
*Terminas: jei sukimosi ašis nėra statmena linijinei ašiai, ji laikoma „paskendimo“ ašimi.
Pamatę penkių ašių stakles su šiomis konstrukcijomis, manau, turėtume suprasti, kas ir kaip juda penkių ašių staklės. Tačiau kokias savybes tokia įvairi staklių struktūra gali parodyti apdorojimo metu? Kokie yra pranašumai, palyginti su tradicinėmis trijų ašių staklėmis? Toliau pažvelkime į penkių ašių staklių šviesos taškus.
02
Daugybė penkių ašių apdirbimo pranašumų
Kalbant apie penkių ašių staklių charakteristikas, būtina jas palyginti su tradicine trijų ašių įranga. Trijų ašių apdorojimo įranga yra gana paplitusi gamyboje ir yra kelių formų, tokių kaip vertikali, horizontali ir portalinė. Įprasti apdorojimo metodai apima galinio frezavimo galinio krašto apdirbimą ir šoninių kraštų apdirbimą. Rutulinių peilių profiliavimas ir tt Bet nesvarbu, kuri forma ar metodas turi bendrą bruožą, ty įrankio ašies kryptis apdirbimo proceso metu išlieka nepakitusi, o staklės gali pasiekti įrankį tik Dekarto erdvėje koordinates per trijų tiesinių X, Y ir Z ašių interpoliaciją. judėjimas skyriuje. Todėl, susidūrus su šiais gaminiais, išryškėja trijų ašių staklių trūkumai, tokie kaip mažas efektyvumas, prasta paviršiaus kokybė ir net nesugebėjimas apdoroti.
Palyginti su trijų ašių CNC apdirbimo įranga, penkių jungčių CNC staklės turi šiuos privalumus:
1. Laikykite įrankį geriausioje pjovimo būsenoje ir pagerinkite pjovimo sąlygas
Kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, trijų ašių pjovimo režimu kairiajame paveikslėlyje, kai pjovimo įrankis juda į ruošinio viršų arba kraštą, pjovimo būsena palaipsniui blogėja. Norint išlaikyti optimalias pjovimo sąlygas, reikalingas sukamasis stalas. Ir jei norime visiškai apdoroti netaisyklingą plokštumą, stalą reikia pasukti kelis kartus skirtingomis kryptimis. Galima pastebėti, kad penkių ašių staklės taip pat gali išvengti situacijos, kai rutulinio galo frezavimo taško linijos greitis yra 0, ir gauti geresnę paviršiaus kokybę.
2. Efektyviai venkite įrankio trukdžių
Kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, tokių dalių, kaip sparnuotės, mentės ir aviacijos erdvėje naudojamos sraigės, trijų ašių įranga negali atitikti proceso reikalavimų dėl trukdžių. Penkių ašių staklės gali būti patenkintos. Tuo pačiu metu penkių ašių staklės taip pat gali naudoti trumpesnius įrankius apdorojimui, pagerinti sistemos standumą, sumažinti įrankių skaičių ir išvengti specialių įrankių gamybos. Mūsų verslo savininkams tai reiškia, kad, kalbant apie įrankių sąnaudas, penkių ašių staklės sutaupys jūsų pinigų!
3. Sumažinkite suspaudimo kartų skaičių ir atlikite penkių pusių apdorojimą vienu užspaudimu
Kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, matyti, kad penkių ašių apdirbimo centras taip pat gali sumažinti etalono konversiją ir pagerinti apdirbimo tikslumą. Faktiškai apdorojant reikia tik vieno spaustuko, todėl lengviau garantuoti apdorojimo tikslumą. Kartu sutrumpėjus procesų grandinei ir sumažėjus įrangos skaičiui penkių ašių apdirbimo centre, taip pat sumažėja armatūros, dirbtuvių ploto ir įrangos priežiūros išlaidos. Tai reiškia, kad galite naudoti mažiau šviestuvų, mažiau dirbtuvių ploto ir priežiūros išlaidų, kad užbaigtumėte efektyvesnį ir kokybiškesnį apdorojimą!
4. Gerinti apdorojimo kokybę ir efektyvumą
Kaip parodyta paveikslėlyje, penkių ašių staklės gali būti pjaustomos šoniniu įrankio kraštu, o apdorojimo efektyvumas yra didesnis.
5. Sutrumpinti gamybos proceso grandinę ir supaprastinti gamybos valdymą
Visiškas penkių ašių CNC staklių apdirbimas labai sutrumpina gamybos proceso grandinę, o tai gali supaprastinti gamybos valdymą ir planavimą bei planavimą. Kuo sudėtingesnis ruošinys, tuo akivaizdesni jo pranašumai, palyginti su tradiciniais gamybos metodais, naudojant decentralizuotus procesus.
6. Sutrumpinkite naujo produkto kūrimo ciklą
Aviacijos, automobilių ir kitų sričių įmonėms kai kurios naujos gaminių dalys ir liejimo formos turi sudėtingų formų ir aukštus tikslumo reikalavimus. Todėl gali būti naudojami penkių ašių CNC apdirbimo centrai, pasižymintys dideliu lankstumu, dideliu tikslumu, dideliu integravimu ir visiškomis apdorojimo galimybėmis. Tai gali gerai išspręsti sudėtingų dalių apdorojimo tikslumo ir ciklo problemas kuriant naują produktą, labai sutrumpinti kūrimo ciklą ir pagerinti naujų produktų sėkmės rodiklį.
Apibendrinant galima pasakyti, kad penkių ašių staklės turi per daug privalumų, tačiau penkių ašių staklių padėties valdymas, CNC sistema, CAM programavimas ir tolesnis apdorojimas yra daug sudėtingesni nei trijų ašių staklės! Tuo pačiu metu, kai kalbame apie penkių ašių stakles, turime kalbėti apie tikrosios ir klaidingos penkių ašių problemą. Visi žinome, kad didžiausias skirtumas tarp tikrosios ir klaidingos penkių ašių yra RTCP funkcija. Tačiau kas yra RTCP, kaip jis generuojamas ir kaip jį pritaikyti? Toliau išsamiai pažvelkime į RTCP, derindami staklių struktūrą ir tolesnį programavimo apdorojimą, kad suprastume tikrąjį jo veidą.
03
Apie RTCP
RTCP aukščiausios klasės penkių ašių CNC sistemoje mano, kad RTCP yra pasuktas įrankio centro taškas, kurį dažnai vadiname įrankio galo taško sekimo funkcija. Atliekant penkių ašių apdirbimą, siekiant įrankio galo taško trajektorijos ir padėties tarp įrankio ir ruošinio, dėl sukamojo judesio sukuriamas papildomas įrankio galo taško judesys. CNC sistemos valdymo taškai dažnai nesutampa su įrankio viršūnių taškais, todėl CNC sistema turi automatiškai pakoreguoti valdymo taškus, kad užtikrintų, jog įrankio smaigalių taškai judėtų pagal nustatytą trajektoriją. Pramonėje ši technologija dar vadinama TCPM, TCPC arba RPCP. Tiesą sakant, šių pavadinimų funkcijų apibrėžimai yra panašūs į RTCP. Griežtai kalbant, dvigubos pasukimo galvutės konstrukcijoje naudojama RTCP funkcija, o kompensacijai naudojamas centrinis sukimosi galvos sukimosi taškas. Funkcija, panaši į RPCP, daugiausia taikoma staklėms dvigubo sukamojo stalo pavidalu ir kompensuoja tiesinės ašies koordinačių pasikeitimą, kurį sukelia ruošinio sukimasis. Tiesą sakant, šios funkcijos turi tą patį tikslą skirtingais maršrutais, kurių tikslas yra išlaikyti įrankio centrinį tašką ir tikrąjį sąlyčio tašką tarp įrankio ir ruošinio paviršiaus. Todėl, kad būtų patogiau išreikšti, šiame straipsnyje šios technologijos tipas suvienodinamas kaip RTCP technologija.
Taigi, kaip atsirado RTCP funkcija? Prieš daugelį metų, kai penkių ašių staklės pirmą kartą išpopuliarėjo rinkoje, RTCP koncepcija buvo populiari staklių gamintojų. Tuo metu RTCP funkcija buvo panašesnė į gudrybę technologijų labui, ir daugiau žmonių buvo entuziastingi ir jaudinosi apie pačią technologiją. Tiesą sakant, RTCP funkcija yra priešinga. Tai ne tik gera technologija, bet ir gera technologija, kuri gali atnešti naudos ir sukurti vertę klientams. Naudojant stakles su RTCP technologija (tai yra vadinamosios tikrosios penkių ašių staklės Kinijoje), operatoriui nereikia tiksliai sulygiuoti ruošinio su sukamojo stalo ašies linija ir atsitiktinai suspausti. Staklės automatiškai kompensuoja poslinkį, labai sumažindamos pagalbinį laiką ir pagerindamos apdorojimą. tikslumas. Tuo pačiu metu lengva atlikti papildomą apdorojimą, jei išvedamos įrankio galo taško koordinatės ir vektoriai. Kaip jau minėjome anksčiau, kalbant apie mechaninę struktūrą, penkių ašių CNC staklės daugiausia turi tokias konstrukcijas kaip dvigubos sūpynės galvutės, dvigubi patefonai ir vienas sūpynės bei vienas posūkis.
Toliau paimsime aukščiausios klasės penkių ašių CNC sistemą su dvigubu patefonu, kad būtų galima išsamiai pristatyti RTCP funkciją.
Apibrėžkite ketvirtosios ir penktosios ašies sąvoką penkių ašių staklėje: ketvirtosios ašies sukimasis paveikia penktosios ašies padėtį dvigubo sukamojo stalo struktūroje, o penktosios ašies sukimas negali paveikti padėties. ketvirtosios ašies. Penktoji ašis yra sukimosi koordinatė ketvirtoje ašyje.
Na, perskaitę apibrėžimą, paaiškinkime. Kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, 4-oji staklių ašis yra A ašis, o 5-oji – C ašis. Ruošinys dedamas ant C ašies sukamojo stalo. Kai 4-oji ašis A ašis sukasi, nes C ašis sumontuota ant A ašies, taip pat bus paveikta C ašies laikysena. Lygiai taip pat ruošiniui, kurį dedame ant sukamojo stalo, jei programuojame įrankio centro pjovimą, sukimosi koordinatės pasikeitimas neišvengiamai sukels tiesinės ašies X, Y, Z koordinačių pasikeitimą, o tai lems santykinis poslinkis. Norint pašalinti šį poslinkį, staklės turi jį kompensuoti, o RTCP yra funkcija, sukurta šiam kompensavimui pašalinti.
Taigi kaip staklės kompensuoja šį poslinkį? Toliau išanalizuokime, kaip generuojamas šis poslinkis.
Remiantis tuo, kas išdėstyta aukščiau, visi žinome, kad tiesinės ašies koordinačių poslinkį lemia sukimosi koordinačių pasikeitimas. Tada ypač svarbu išanalizuoti sukimosi ašies sukimosi centrą. Staklėms su dvigubo sukamojo stalo konstrukcija C ašies valdymo taškas, tai yra penktoji ašis, paprastai yra staklių stalo sukimosi centre. 4-ajai ašiai kaip valdymo taškas paprastai pasirenkamas 4-osios ašies vidurio taškas.
Norint realizuoti penkių ašių valdymą, skaitmeninio valdymo sistema turi žinoti ryšį tarp penktosios ašies valdymo taško ir ketvirtosios ašies valdymo taško. Tai yra, pradinė būsena (0 staklių A ir C ašių padėtis), penktosios ašies valdymo taško padėties vektorius [U, V, W] ketvirtosios ašies sukimosi koordinačių sistemoje, kur ketvirtos ašies valdymo taškas yra pradžia. Tuo pačiu metu taip pat būtina žinoti atstumą tarp A ir C ašių. Dvigubo sukamojo stalo staklių pavyzdys pateiktas toliau esančiame paveikslėlyje.
Kalbant apie tai, matote, kad staklių su RTCP funkcija valdymo sistema visą laiką išlaiko įrankio centrą užprogramuotoje padėtyje. Šiuo atveju programavimas yra savarankiškas ir nepriklausomas nuo mašinos kinematikos. Kai programuojate staklėje, jums nereikia jaudintis dėl mašinos judėjimo ir įrankio ilgio, viskas, ką jums reikia galvoti, yra santykinis judesys tarp įrankio ir ruošinio. Likusi darbo kontrolės sistema tai padarys už jus. pavyzdžiui:
Kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, kai RTCP funkcija nėra išjungta, valdymo sistema neatsižvelgia į įrankio ilgį. Įrankis sukasi aplink ašies centrą. Peilio galas pasislinks iš padėties ir nebebus pritvirtintas.
Kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, kai įjungta RTCP funkcija, valdymo sistema keičia tik įrankio kryptį, o įrankio antgalio padėtis lieka nepakitusi. Būtini kompensavimo judesiai X, Y, Z ašyse apskaičiuojami automatiškai.
O kaip išspręsti linijinės ašies koordinačių poslinkio problemą penkių ašių staklėms ir CNC sistemoms, kurios neturi RTCP? Žinome, kad daugelis penkių ašių CNC staklių ir sistemų Kinijoje yra netikros penkių ašių. Vadinamoji netikra penkių ašių ašis iš tikrųjų reiškia stakles be RTCP funkcijos. Tikroji ir klaidinga penkios ašys nėra pagrįstos išvaizda ir tuo, ar penkios ašys yra susietos. Turite žinoti, kad netikrą penkių ašių ašį taip pat galima naudoti penkių ašių sujungimui. Skirtumas tarp netikrų penkių ašių yra tas, kad jis neturi tikrojo penkių ašių RTCP algoritmo, o tai reiškia, kad netikras penkių ašių programavimas turi atsižvelgti į veleno švytuoklės ilgį ir sukamojo stalo padėtį. Tai reiškia, kad programuojant su netikra penkių ašių CNC sistema ir staklėmis, norint iš anksto suplanuoti įrankio kelią, būtina pasikliauti CAM programavimu ir papildomo apdorojimo technologija.
Tai pačiai daliai, pakeitus stakles arba pakeitus įrankį, CAM programavimas ir tolesnis apdorojimas turi būti atliktas iš naujo. Ir netikras penkių ašių staklės turi užtikrinti, kad ruošinys būtų darbo stalo sukimosi centre, kai suspaudžiamas ruošinys. Operatoriui tai reiškia, kad prispaudimas ir išlyginimas reikalauja daug laiko, o tikslumas negali būti garantuotas. Netgi atliekant indeksavimo apdirbimą, netikras penkių ašių ašis kelia daug problemų. Tikrajai penkioms ašims tereikia nustatyti koordinačių sistemą, o norint užbaigti apdirbimą, reikia tik vieno įrankio nustatymo.
Toliau pateiktame paveikslėlyje pavaizduoti NX papildomo apdorojimo rengyklės nustatymai kaip pavyzdys, iliustruojantis netikros penkių ašių koordinačių transformaciją:
Kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, klaidinga penkių ašių ašis remiasi papildomo apdorojimo technologija, kad būtų rodomas centrinės padėties santykis tarp ketvirtosios ir penktosios staklių ašies, siekiant kompensuoti sukimosi ašies poslinkį į tiesinės ašies koordinates. . Jos sugeneruota CNC programa X, Y ir Z ne tik užprogramuoja privažiavimo tašką, bet ir apima reikiamą kompensaciją X, Y ir Z ašyse.
Tokio apdorojimo rezultatas ne tik lems nepakankamą apdirbimo tikslumą ir mažą efektyvumą, bet ir sukurta programa nėra universali, o reikiamos darbo sąnaudos taip pat yra didelės. Tuo pačiu, kadangi kiekvienos staklės sukimosi parametrai yra skirtingi, turi būti atitinkami papildomo apdorojimo failai, kurie taip pat sukels didelių nepatogumų gamybai. Be to, sugeneruotos netikros penkių ašių programos pakeisti negalima, o rankinio penkių ašių programavimo realizuoti iš esmės neįmanoma. Tuo pačiu metu, kadangi nėra RTCP funkcijos, negalima naudoti daugelio pažangių penkių ašių funkcijų, gautų iš jos, pvz., penkių ašių įrankio kompensavimo funkcijos.
Tiesą sakant, penkių ašių staklėse tai tik įrankis, leidžiantis pasiekti apdorojimo rezultatus, ir nėra skirtumo tarp teisingų ir klaidingų. Svarbu tai, kad mūsų technologija nustato, kokį apdorojimo būdą pasirinkti. Santykinai kalbant, tikros penkių ašių staklės yra ekonomiškesnės.
