En els últims anys, els centres de mecanitzat CNC d'enllaç de cinc eixos s'han utilitzat cada cop més àmpliament en diversos camps. En aplicacions pràctiques, sempre que la gent es trobi amb el problema del processament d'alta eficiència i alta qualitat de peces complexes amb forma especial, la tecnologia d'enllaç de cinc eixos és sens dubte un mitjà important per resoldre aquests problemes. Cada vegada més fabricants tendeixen a buscar equips de cinc eixos per satisfer un processament d'alta eficiència i alta qualitat. Però, realment en saps prou sobre el mecanitzat de cinc eixos?
01
L'estructura mecànica de la màquina-eina de cinc eixos
Per entendre realment el mecanitzat de cinc eixos, primer hem d'entendre què és una màquina-eina de cinc eixos. La màquina-eina de cinc eixos (mecanitzat de 5 eixos), com el seu nom indica, es refereix a afegir dos eixos rotatius als tres eixos lineals comuns de X, Y i Z. Els dos eixos de rotació dels tres eixos A, B i C. Els eixos tenen diferents modes de moviment per satisfer els requisits tècnics de diversos productes.
Pel que fa al disseny mecànic del centre de mecanitzat d'eix 5-, els fabricants de màquines-eina sempre s'han compromès sense parar a desenvolupar nous modes de moviment per satisfer diversos requisits. A partir dels diferents tipus de màquines-eina de cinc eixos que hi ha actualment al mercat, encara que hi ha diversos tipus d'estructures mecàniques, n'hi ha principalment els següents:
1. Dues coordenades de rotació controlen directament la direcció de l'eix de l'eina (forma de doble capçal oscil·lant).
imatge
2. Els dos eixos de coordenades es troben a la part superior de l'eina, però l'eix de rotació no és perpendicular a l'eix lineal (tipus de capçal abaixat).
3. Les dues coordenades de rotació controlen directament la rotació de l'espai (forma de plataforma giratòria doble).
4. Els dos eixos de coordenades estan a la taula, però l'eix de rotació no és perpendicular a l'eix lineal (tipus de taula amb plomada).
imatge
5. Una de les dues coordenades de gir actua sobre l'eina, i l'altra sobre la peça (un pèndol i una revolució).
*Terme: Si l'eix de rotació no és perpendicular a l'eix lineal, es considera un eix de "enfonsament".
Després de veure les màquines eina de cinc eixos amb aquestes estructures, crec que hauríem d'entendre què i com es mouen les màquines eina de cinc eixos. Tanmateix, quines característiques pot mostrar una estructura de màquina-eina tan diversa durant el processament? En comparació amb les màquines-eina tradicionals de tres eixos, quins són els avantatges? A continuació, fem una ullada als punts lluminosos de la màquina-eina de cinc eixos.
02
Els molts avantatges del mecanitzat de cinc eixos
Parlant de les característiques de les màquines eina de cinc eixos, cal comparar-les amb els equips tradicionals de tres eixos. L'equip de processament de tres eixos és relativament comú a la producció i hi ha diverses formes com ara vertical, horitzontal i pòrtic. Els mètodes de processament habituals inclouen el processament de les vores de la fresa final i el processament de les vores laterals. Perfil de ganivets de punta de bola, etc. Però independentment de quina forma o mètode tingui una característica comuna, és a dir, la direcció de l'eix de l'eina es manté inalterada durant el procés de mecanitzat i la màquina-eina només pot aconseguir l'eina a l'espai cartesià coordenades mitjançant la interpolació dels tres eixos lineals de moviment X, Y i Z. al departament. Per tant, davant els següents productes, s'exposen els desavantatges de les màquines eina de tres eixos, com ara la baixa eficiència, la mala qualitat de la superfície i fins i tot la incapacitat de processar.
En comparació amb els equips de mecanitzat CNC de tres eixos, les màquines eina CNC de cinc enllaços tenen els següents avantatges:
1. Mantingueu l'eina en el millor estat de tall i milloreu les condicions de tall
Com es mostra a la figura anterior, en el mode de tall de tres eixos de la figura esquerra, quan l'eina de tall es mou a la part superior o a la vora de la peça, l'estat de tall es deteriora gradualment. Per mantenir les condicions de tall òptimes també aquí, cal una taula giratòria. I si volem processar completament un pla irregular, la taula s'ha de girar diverses vegades en diferents direccions. Es pot veure que la màquina-eina de cinc eixos també pot evitar la situació en què la velocitat de la línia del punt central de la fresa d'extrem de bola és 0 i obtenir una millor qualitat de superfície.
2. Evitar efectivament la interferència de l'eina
Com es mostra a la figura anterior, per a peces com ara impulsors, pales i blisks utilitzades en el camp aeroespacial, l'equip de tres eixos no pot complir els requisits del procés a causa de la interferència. La màquina-eina de cinc eixos es pot satisfer. Al mateix temps, la màquina-eina de cinc eixos també pot utilitzar eines més curtes per al processament, millorar la rigidesa del sistema, reduir el nombre d'eines i evitar la producció d'eines especials. Per als nostres empresaris, vol dir que pel que fa als costos d'eines, la màquina-eina de cinc eixos us estalviarà diners!
3. Reduïu el nombre de temps de subjecció i completeu el processament de cinc cares en una sola fixació
Com es mostra a la figura anterior, es pot veure que el centre de mecanitzat de cinc eixos també pot reduir la conversió de referència i millorar la precisió del mecanitzat. En el processament real, només es requereix una subjecció i la precisió del processament és més fàcil de garantir. Al mateix temps, a causa de l'escurçament de la cadena de procés i la reducció del nombre d'equips al centre de mecanitzat de cinc eixos, també es redueix el nombre d'accessoris, l'àrea de taller i els costos de manteniment d'equips. Això significa que podeu utilitzar menys accessoris, menys àrea de taller i costos de manteniment per completar un processament més eficient i de més qualitat!
4. Millorar la qualitat i l'eficiència del processament
Com es mostra a la figura, la màquina-eina de cinc eixos es pot tallar amb la vora lateral de l'eina i l'eficiència de processament és més alta.
5. Escurçar la cadena del procés de producció i simplificar la gestió de la producció
El mecanitzat complet de les màquines eina CNC de cinc eixos escurça molt la cadena del procés de producció, cosa que pot simplificar la gestió de la producció i la planificació i la programació. Com més complexa sigui la peça, més evidents són els seus avantatges respecte als mètodes de producció tradicionals amb processos descentralitzats.
6. Escurçar el cicle de desenvolupament de nous productes
Per a les empreses de l'aeroespacial, l'automoció i altres camps, algunes peces de productes nous i motlles d'emmotllament tenen formes complexes i requisits d'alta precisió. Per tant, es poden utilitzar centres de mecanitzat CNC de cinc eixos amb alta flexibilitat, alta precisió, alta integració i capacitats de processament completes. Pot resoldre els problemes de precisió i cicle del processament de peces complexes en el procés de desenvolupament de nous productes, escurçar molt el cicle de desenvolupament i millorar la taxa d'èxit dels nous productes.
En resum, la màquina-eina de cinc eixos té massa avantatges, però el control d'actitud de la màquina-eina de cinc eixos, el sistema CNC, la programació CAM i el postprocessament són molt més complicats que la màquina-eina de tres eixos! Al mateix temps, quan parlem de màquines-eina de cinc eixos, hem de parlar del problema dels cinc eixos vertaders i falsos. Tots sabem que la diferència més gran entre els cinc eixos vertader i fals és la funció RTCP. Tanmateix, què és RTCP, com es genera i com aplicar-lo? A continuació, fem una ullada a RTCP en detall combinant l'estructura de la màquina-eina i el postprocessament de la programació per entendre la seva veritable cara.
03
Sobre RTCP
RTCP, en el sistema CNC de cinc eixos de gamma alta, pensa que RTCP és el punt central de l'eina girat, que és el que sovint anomenem la funció següent del punt de punta de l'eina. En el mecanitzat de cinc eixos, quan es persegueix la trajectòria del punt de punta de l'eina i l'actitud entre l'eina i la peça de treball, es genera un moviment addicional del punt de punta de l'eina a causa del moviment rotatiu. Els punts de control del sistema CNC sovint no coincideixen amb els punts de la punta de l'eina, de manera que el sistema CNC ha de corregir automàticament els punts de control per assegurar-se que els punts de la punta de l'eina es mouen segons la trajectòria prescrita. A la indústria, aquesta tecnologia també s'anomena TCPM, TCPC o RPCP. De fet, les definicions de funció d'aquests noms són similars a RTCP. En sentit estricte, la funció RTCP s'utilitza a l'estructura del capçal de doble oscil·lació i el punt central de la rotació del capçal oscil·lant s'utilitza per a la compensació. La funció similar a RPCP s'aplica principalment a la màquina-eina en forma de plat giratori doble, i compensa el canvi de coordenades de l'eix lineal causat per la rotació de la peça. De fet, aquestes funcions tenen el mateix objectiu per diferents rutes, totes elles mantenir el punt central de l'eina i el punt de contacte real entre l'eina i la superfície de la peça de treball. Per tant, per comoditat d'expressió, aquest article unifica aquest tipus de tecnologia com a tecnologia RTCP.
Llavors, com va sorgir la funció RTCP? Fa molts anys, quan les màquines-eina de cinc eixos es van fer populars per primera vegada al mercat, el concepte de RTCP va ser promocionat pels fabricants de màquines-eina. En aquell moment, la funció de RTCP s'assemblava més a un truc pel bé de la tecnologia, i més gent estava entusiasmada i entusiasmada amb la tecnologia en si. De fet, la funció de RTCP és just el contrari. No només és una bona tecnologia, sinó també una bona tecnologia que pot aportar beneficis i crear valor als clients. Per a màquines eina amb tecnologia RTCP (és a dir, les anomenades veritables màquines eina de cinc eixos a la Xina), l'operador no necessita alinear amb precisió la peça de treball amb la línia d'eix de la plataforma giratòria i subjectar-la casualment. La màquina-eina compensa automàticament el desplaçament, reduint molt el temps auxiliar i millorant el processament. precisió. Al mateix temps, el postprocessament és fàcil de fer, sempre que es produeixin les coordenades i els vectors del punt de punta de l'eina. Com hem dit abans, pel que fa a l'estructura mecànica, les màquines eina CNC de cinc eixos tenen principalment estructures com ara capçals de doble gir, plats giratoris dobles i un gir i un gir.
A continuació, prendrem com a exemple el sistema CNC de cinc eixos de gamma alta amb doble tocadisc per introduir la funció RTCP en detall.
Definiu el concepte del quart eix i el cinquè eix a la màquina-eina de cinc eixos: la rotació del quart eix afecta l'actitud del cinquè eix a l'estructura de la taula giratòria doble i la rotació del cinquè eix no pot afectar l'actitud. del quart eix. El cinquè eix és la coordenada de rotació del quart eix.
Bé, després de llegir la definició, ho expliquem. Com es mostra a la figura anterior, el quart eix de la màquina-eina és l'eix A i el cinquè eix és l'eix C. La peça de treball es col·loca a la placa giratòria de l'eix C. Quan l'eix A del quart eix gira, perquè l'eix C està instal·lat a l'eix A, la postura de l'eix C també es veurà afectada. De la mateixa manera, per a la peça que col·loquem a la plataforma giratòria, si programem el tall del centre de l'eina, el canvi de la coordenada de rotació comportarà inevitablement el canvi de les coordenades X, Y, Z de l'eix lineal, donant lloc a un desplaçament relatiu. Per tal d'eliminar aquest desplaçament, la màquina-eina ha de compensar-lo, i RTCP és una funció produïda per eliminar aquesta compensació.
Llavors, com compensa la màquina-eina aquest desplaçament? A continuació, analitzem com es genera aquest desplaçament.
Segons l'anterior, tots sabem que el desplaçament de les coordenades de l'eix lineal és causat pel canvi de les coordenades de rotació. Aleshores és especialment important analitzar el centre de rotació de l'eix de rotació. Per a una màquina-eina amb una estructura de doble plataforma giratòria, el punt de control de l'eix C, és a dir, el cinquè eix, sol estar al centre de rotació de la taula de la màquina. Per al quart eix, el punt mitjà del quart eix se sol seleccionar com a punt de control.
Per tal de realitzar un control de cinc eixos, el sistema de control numèric ha de conèixer la relació entre el punt de control del cinquè eix i el punt de control del quart eix. És a dir, l'estat inicial (0 posició dels eixos A i C de la màquina-eina), el vector de posició [U, V, W] del punt de control del cinquè eix en el sistema de coordenades giratòries del quart eix on el El punt de control del quart eix és l'origen. Al mateix temps, també cal conèixer la distància entre els eixos A i C. Per a una màquina-eina de doble plataforma giratòria, es mostra un exemple a la figura següent.
Parlant d'això, podeu veure que per a les màquines-eina amb funció RTCP, el sistema de control manté el centre d'eines en la posició programada tot el temps. En aquest cas, la programació és autònoma i independent de la cinemàtica de la màquina. Quan programeu en una màquina-eina, no us haureu de preocupar pel moviment de la màquina i la longitud de l'eina, només cal pensar en el moviment relatiu entre l'eina i la peça. La resta del sistema de control de feina ho farà per tu. per exemple:
Com es mostra a la figura anterior, quan la funció RTCP no està desactivada, el sistema de control no té en compte la longitud de l'eina. L'eina gira al voltant del centre de l'eix. La punta del ganivet es desplaçarà fora de posició i ja no es fixarà.
Com es mostra a la figura anterior, quan s'activa la funció RTCP, el sistema de control només canvia la direcció de l'eina i la posició de la punta de l'eina es manté sense canvis. Els moviments de compensació necessaris en els eixos X, Y, Z es calculen automàticament.
I com resoldre el problema de la compensació de coordenades d'eix lineal per a màquines-eina de cinc eixos i sistemes CNC que no tenen RTCP? Sabem que moltes màquines eina i sistemes CNC de cinc eixos a la Xina són falsos de cinc eixos. Els anomenats cinc eixos falsos en realitat es refereixen a màquines eina sense funció RTCP. El veritable i el fals cinc eixos no es basa ni en l'aparença ni en si els cinc eixos estan enllaçats. Heu de saber que el fals cinc eixos també es pot utilitzar per a l'enllaç de cinc eixos. La diferència entre els falsos cinc eixos és que no té l'algorisme real RTCP de cinc eixos, el que significa que la programació falsa de cinc eixos ha de tenir en compte la longitud del pèndol de l'eix i la posició de la taula giratòria. Això vol dir que quan es programa amb un sistema CNC de cinc eixos fals i una màquina-eina, cal confiar en la programació CAM i la tecnologia de postprocessament per planificar la ruta de l'eina amb antelació.
Per a la mateixa peça, si es canvia la màquina-eina o es canvia l'eina, s'ha de tornar a realitzar la programació CAM i el postprocessament. I la falsa màquina-eina de cinc eixos ha d'assegurar-se que la peça de treball estigui al centre de rotació de la taula de treball en subjectar la peça. Per a l'operador, això significa que es requereix molt de temps per a la fixació i l'alineació, i no es pot garantir la precisió. Fins i tot per al mecanitzat d'indexació, els falsos cinc eixos són molts problemes. El veritable cinc eix només necessita configurar un sistema de coordenades i només necessita una configuració d'eina per completar el mecanitzat.
La figura següent pren la configuració de l'editor de postprocessament NX com a exemple per il·lustrar la transformació de coordenades dels falsos cinc eixos:
Com es mostra a la figura anterior, el fals cinc eixos es basa en la tecnologia de postprocessament per mostrar la relació de posició central entre el quart eix i el cinquè eix de la màquina-eina per compensar el desplaçament de l'eix de rotació a les coordenades de l'eix lineal. . El programa CNC X, Y i Z generat per aquest no només programa el punt d'aproximació, sinó que també inclou la compensació necessària als eixos X, Y i Z.
El resultat d'aquest processament no només comportarà una precisió de mecanitzat insuficient i una baixa eficiència, sinó que el programa generat no és universal i el cost laboral requerit també és elevat. Al mateix temps, com que els paràmetres de rotació de cada màquina-eina són diferents, hi ha d'haver fitxers de postprocessament corresponents, cosa que també causarà grans inconvenients a la producció. A més, el programa generat dels falsos cinc eixos no es pot canviar i, bàsicament, és impossible realitzar una programació manual de cinc eixos. Al mateix temps, com que no hi ha cap funció RTCP, no es poden utilitzar moltes funcions avançades de cinc eixos derivades d'ella, com ara la funció de compensació d'eines de cinc eixos.
De fet, per a les màquines-eina de cinc eixos, només és una eina per aconseguir resultats de processament i no hi ha distinció entre cert i fals. L'important és que la nostra tecnologia determina quin mètode escollir per al processament. Relativament parlant, les autèntiques màquines-eina de cinc eixos són més rendibles.
