Az elmúlt években az öttengelyes összeköttetésű CNC megmunkálóközpontokat egyre szélesebb körben alkalmazzák a különböző területeken. A gyakorlati alkalmazásokban, valahányszor az emberek szembesülnek a speciális alakú összetett alkatrészek nagy hatékonyságú és minőségi feldolgozásának problémájával, az öttengelyes összekötő technológia kétségtelenül fontos eszköz az ilyen problémák megoldására. Egyre több gyártó hajlamos öttengelyes berendezést keresni, hogy megfeleljen a nagy hatékonyságú és jó minőségű feldolgozásnak. De vajon tényleg eleget tud az öttengelyes megmunkálásról?
01
Az öttengelyes szerszámgép mechanikai felépítése
Az öttengelyes megmunkálás valódi megértéséhez először meg kell értenünk, mi az öttengelyes szerszámgép. Az öttengelyes szerszámgép (5 Axis Machining), ahogy a neve is sugallja, két forgó tengely hozzáadására utal a három közös lineáris X, Y és Z tengelyhez. A két forgástengely az A, B és C három- tengely különböző mozgási módokkal rendelkezik, hogy megfeleljen a különböző termékek műszaki követelményeinek.
A 5-tengelyes megmunkálóközpont mechanikai kialakítását illetően a szerszámgépgyártók mindig is lankadatlanul elkötelezték magukat a különféle követelményeknek megfelelő új mozgásmódok kifejlesztése iránt. A jelenleg forgalomban lévő öttengelyes szerszámgépek különféle típusai alapján, bár különféle típusú mechanikai szerkezetek léteznek, főként a következő típusok léteznek:
1. Két forgási koordináta közvetlenül szabályozza a szerszám tengelyének irányát (kettős lengőfej alak).
kép
2. A két koordinátatengely a szerszám tetején van, de a forgástengely nem merőleges a lineáris tengelyre (megereszkedett fejtípus).
3. A két forgáskoordináta közvetlenül szabályozza a tér forgását (kettős lemezjátszó forma).
4. A két koordinátatengely az asztalon van, de a forgástengely nem merőleges a lineáris tengelyre (vízvezetékes asztal típus).
kép
5. A két forgáskoordináta közül az egyik a szerszámra, a másik pedig a munkadarabra hat (egy inga és egy fordulat).
*Kifejezés: Ha a forgástengely nem merőleges a lineáris tengelyre, akkor ez "merülési" tengelynek minősül.
Az ilyen szerkezetű öttengelyes szerszámgépek megtekintése után úgy gondolom, meg kell értenünk, mit és hogyan mozognak az öttengelyes szerszámgépek. Milyen jellemzőket mutathat azonban egy ilyen változatos szerszámgép szerkezet a feldolgozás során? Mik az előnyei a hagyományos háromtengelyes szerszámgépekhez képest? Ezután nézzük meg az öttengelyes szerszámgép fénypontjait.
02
Az öttengelyes megmunkálás számos előnye
Ha már az öttengelyes szerszámgépek jellemzőiről beszélünk, össze kell hasonlítani őket a hagyományos háromtengelyes berendezésekkel. A háromtengelyes feldolgozóberendezések viszonylag gyakoriak a gyártásban, és számos formája létezik, például függőleges, vízszintes és portálos. A gyakori feldolgozási módszerek közé tartozik a szármaró végél megmunkálása és az oldalsó élfeldolgozás. Golyósvégű kések profilozása stb. De mindegy, hogy melyik formának vagy módszernek van közös jellemzője, vagyis a szerszám tengelyének iránya a megmunkálási folyamat során változatlan marad, és a szerszámgép csak a derékszögű térben tudja elérni a szerszámot koordinátái a három lineáris X, Y és Z tengely interpolációján keresztül. mozgás az osztályon. Ezért a következő termékekkel szembesülve a háromtengelyes szerszámgépek hátrányai, mint például az alacsony hatásfok, a rossz felületminőség, sőt a megmunkálhatatlanság is feltárulnak.
A háromtengelyes CNC megmunkáló berendezésekkel összehasonlítva az ötlengőkaros CNC szerszámgépek a következő előnyökkel rendelkeznek:
1. Tartsa a szerszámot a legjobb vágási állapotban, és javítsa a vágási feltételeket
Ahogy a fenti ábrán is látható, a bal oldali ábrán látható háromtengelyes forgácsolási módban, amikor a vágószerszám a munkadarab tetejére vagy szélére mozog, a forgácsolási állapot fokozatosan romlik. Az optimális vágási feltételek itt is fenntartásához forgóasztalra van szükség. Ha pedig teljesen meg akarunk dolgozni egy szabálytalan síkot, akkor az asztalt többször is el kell forgatni különböző irányokba. Látható, hogy az öttengelyes szerszámgép azt is elkerülheti, hogy a golyósvég maró középponti vonalsebessége 0 legyen, és jobb felületi minőséget érjen el.
2. Hatékonyan kerülje el a szerszámok interferenciáját
Amint a fenti ábrán látható, az olyan alkatrészek esetében, mint a járókerekek, lapátok és légijárművek, a háromtengelyes berendezés interferencia miatt nem tudja teljesíteni a folyamatkövetelményeket. Az öttengelyes szerszámgéppel elégedett lehet. Ugyanakkor az öttengelyes szerszámgép rövidebb szerszámokat is használhat a feldolgozáshoz, javíthatja a rendszer merevségét, csökkentheti a szerszámok számát, és elkerülheti a speciális szerszámok gyártását. Vállalkozóink számára ez azt jelenti, hogy a szerszámköltségek tekintetében az öttengelyes szerszámgép pénzt takarít meg!
3. Csökkentse a befogási idők számát, és végezze el az ötoldalas feldolgozást egy rögzítéssel
Amint a fenti ábrán látható, látható, hogy az öttengelyes megmunkálóközpont csökkentheti a benchmark konverziót és javíthatja a megmunkálási pontosságot. A tényleges feldolgozás során csak egy rögzítésre van szükség, és könnyebben garantálható a feldolgozási pontosság. Ezzel párhuzamosan a folyamatlánc lerövidülése és az öttengelyes megmunkálóközpont berendezéseinek számának csökkenése miatt a készülékek száma, a műhelyterület és a berendezések karbantartási költségei is csökkennek. Ez azt jelenti, hogy kevesebb szerelvényt, kevesebb műhelyterületet és karbantartási költségeket használhat a hatékonyabb és magasabb minőségű feldolgozás érdekében!
4. A feldolgozás minőségének és hatékonyságának javítása
Az ábrán látható módon az öttengelyes szerszámgép a szerszám oldalsó élével vágható, és a feldolgozási hatékonyság magasabb.
5. Rövidítse le a gyártási folyamat láncát és egyszerűsítse a termelésirányítást
Az öttengelyes CNC szerszámgépek teljes megmunkálása nagymértékben lerövidíti a gyártási folyamat láncát, ami leegyszerűsítheti a termelésirányítást, valamint a tervezést és ütemezést. Minél összetettebb a munkadarab, annál nyilvánvalóbbak az előnyei a hagyományos, decentralizált gyártási eljárásokkal szemben.
6. Rövidítse le az új termékfejlesztési ciklust
A repülőgépiparban, az autóiparban és más területeken működő vállalkozások számára egyes új termékek alkatrészei és formázóformái összetett formájúak és nagy pontosságú követelményeket támasztanak. Ezért nagy rugalmassággal, nagy pontossággal, magas integrációval és teljes feldolgozási képességekkel rendelkező öttengelyes CNC megmunkáló központok használhatók. Jól megoldja a komplex alkatrészfeldolgozás precíziós és ciklusproblémáit az új termékek fejlesztése során, nagymértékben lerövidíti a fejlesztési ciklust és javítja az új termékek sikerességét.
Összefoglalva, az öttengelyes szerszámgépnek túl sok előnye van, de az öttengelyes szerszámgép helyzetszabályozása, CNC rendszere, CAM programozása és utófeldolgozása sokkal bonyolultabb, mint a háromtengelyes szerszámgép! Ugyanakkor, amikor öttengelyes szerszámgépekről beszélünk, beszélnünk kell az igaz és hamis öttengely problémájáról. Mindannyian tudjuk, hogy a legnagyobb különbség az igaz és a hamis öttengely között az RTCP függvény. De mi az RTCP, hogyan jön létre és hogyan kell alkalmazni? Ezután nézzük meg részletesen az RTCP-t a szerszámgép szerkezetének és a programozás utófeldolgozásának kombinálásával, hogy megértsük valódi arcát.
03
Az RTCP-ről
Az RTCP a csúcskategóriás öttengelyes CNC rendszerben úgy gondolja, hogy az RTCP az elforgatott szerszám középpontja, amit gyakran hívunk a szerszám csúcspontját követő funkciónak. Az öttengelyes megmunkálásnál a szerszám csúcspontjának pályájának követése és a szerszám és a munkadarab közötti helyzet követése során a forgó mozgás miatt a szerszám csúcspontjának további mozgása keletkezik. A CNC rendszer vezérlési pontjai gyakran nem esnek egybe a szerszámcsúcs pontokkal, ezért a CNC rendszernek automatikusan korrigálnia kell a vezérlőpontokat, hogy a szerszámcsúcsok az előírt pályának megfelelően mozogjanak. Az iparágban ezt a technológiát TCPM-nek, TCPC-nek vagy RPCP-nek is nevezik. Valójában ezeknek a neveknek a függvénydefiníciói hasonlóak az RTCP-hez. Szigorúan véve az RTCP funkciót a kettős lengőfej szerkezetében használják, és a lengőfej forgásának középpontját használják kompenzációra. Az RPCP-hez hasonló funkciót elsősorban a szerszámgépre alkalmazzák dupla forgótányér formájában, és kompenzálja a munkadarab elforgatása által okozott lineáris tengely koordináták változását. Valójában ezeknek a funkcióknak ugyanaz a célja különböző útvonalakon, amelyek mindegyike a szerszám középpontjának, valamint a szerszám és a munkadarab felületének tényleges érintkezési pontjának változatlan tartása. Ezért a kifejezés kényelme érdekében ez a cikk az ilyen típusú technológiát RTCP technológiaként egyesíti.
Tehát hogyan jött létre az RTCP funkció? Sok évvel ezelőtt, amikor az öttengelyes szerszámgépek először váltak népszerűvé a piacon, az RTCP koncepcióját felkapták a szerszámgépgyártók. Abban az időben az RTCP funkciója inkább csak egy trükk volt a technológia érdekében, és többen lelkesedtek és felháborodtak magával a technológiával kapcsolatban. Valójában az RTCP funkciója éppen az ellenkezője. Ez nem csak egy jó technológia, hanem egy olyan jó technológia is, amely előnyöket és értéket teremthet az ügyfelek számára. Az RTCP technológiás szerszámgépeknél (vagyis az úgynevezett valódi öttengelyes szerszámgépeknél Kínában) a kezelőnek nem kell pontosan beállítania a munkadarabot a forgótányér tengelyvonalához, és véletlenül befognia. A szerszámgép automatikusan kompenzálja az eltolást, jelentősen csökkentve a segédidőt és javítva a feldolgozást. pontosság. Ugyanakkor az utófeldolgozást könnyű elvégezni, amennyiben a szerszámcsúcs pont koordinátái és vektorai megjelennek. Ahogy már korábban is említettük, az öttengelyes CNC szerszámgépek mechanikai felépítését tekintve főként olyan szerkezetekkel rendelkeznek, mint a dupla lengőfejek, dupla forgótányérok, valamint egy lengő és egy fordulat.
Az alábbiakban példának vesszük a csúcskategóriás öttengelyes CNC rendszert dupla lemezjátszóval, hogy részletesen bemutassuk az RTCP funkciót.
Határozza meg a negyedik tengely és az ötödik tengely fogalmát az öttengelyes szerszámgépben: a negyedik tengely elforgatása befolyásolja az ötödik tengely helyzetét a kettős forgóasztal szerkezetében, az ötödik tengely elforgatása pedig nem befolyásolja az állást. a negyedik tengelyről. Az ötödik tengely a forgási koordináta a negyedik tengelyen.
Nos, miután elolvastuk a definíciót, magyarázzuk el. Amint a fenti ábrán látható, a szerszámgép 4. tengelye az A tengely, az 5. tengelye pedig a C tengely. A munkadarabot a C-tengely forgótányérjára helyezzük. Amikor a 4. tengely A-tengely forog, mivel a C-tengely az A-tengelyre van felszerelve, a C-tengely testtartása is hatással lesz. Ugyanígy a forgótányérra helyezett munkadarabnál, ha a szerszámközéppontos forgácsolást programozzuk, akkor a forgási koordináta változása elkerülhetetlenül a lineáris tengely X, Y, Z koordinátáinak megváltozásához vezet, ami egy relatív elmozdulás. Ennek az elmozdulásnak a kiküszöbölése érdekében a szerszámgépnek kompenzálnia kell azt, és az RTCP egy olyan függvény, amely ezt a kompenzációt kiküszöböli.
Tehát hogyan kompenzálja a szerszámgép ezt az eltolást? Ezután elemezzük, hogyan jön létre ez az eltolás.
A fentiek szerint mindannyian tudjuk, hogy a lineáris tengely koordinátáinak eltolódását a forgási koordináták változása okozza. Ekkor különösen fontos a forgástengely forgásközéppontjának elemzése. Dupla forgótányéros szerkezetű szerszámgépnél a C-tengely, azaz az ötödik tengely vezérlési pontja általában a gépasztal forgásközéppontjában van. A 4. tengelyhez általában a 4. tengely felezőpontja van kiválasztva vezérlőpontként.
Az öttengelyes vezérlés megvalósításához a numerikus vezérlőrendszernek ismernie kell az ötödik tengely és a negyedik tengely szabályozási pontja közötti kapcsolatot. Azaz a kezdeti állapot (a szerszámgép A és C tengelyének 0 pozíciója), az ötödik tengely vezérlőpontjának [U, V, W] pozícióvektora a negyedik tengely forgó koordinátarendszerében, ahol a negyedik tengely vezérlőpontja az origó. Ugyanakkor ismerni kell az A és C tengely távolságát is. Dupla forgótányéros szerszámgépre az alábbi ábrán látható egy példa.
Ennek apropóján látható, hogy az RTCP funkcióval rendelkező szerszámgépeknél a vezérlőrendszer a szerszámközéppontot folyamatosan a programozott pozícióban tartja. Ebben az esetben a programozás önálló és független a gépi kinematikától. Amikor egy szerszámgépen programoz, nem kell aggódnia a gép mozgása és a szerszám hossza miatt, csak a szerszám és a munkadarab közötti relatív mozgásra kell gondolnia. A munkairányítási rendszer többi része elvégzi ezt Ön helyett. például:
Ahogy a fenti ábrán látható, ha az RTCP funkció nincs kikapcsolva, a vezérlőrendszer nem veszi figyelembe a szerszám hosszát. A szerszám a tengely közepe körül forog. A kés hegye elmozdul a helyéről, és többé nem lesz rögzítve.
Ahogy a fenti ábrán látható, az RTCP funkció bekapcsolásakor a vezérlőrendszer csak a szerszám irányát változtatja meg, a szerszám hegyének helyzete változatlan marad. A szükséges korrekciós mozgások az X, Y, Z tengelyeken automatikusan kiszámításra kerülnek.
És hogyan lehet megoldani a lineáris tengely koordináta-eltolás problémáját öttengelyes szerszámgépeknél és CNC-rendszereknél, amelyek nem rendelkeznek RTCP-vel? Tudjuk, hogy Kínában sok öttengelyes CNC szerszámgép és rendszer hamis öttengelyes. Az úgynevezett hamis öttengely valójában az RTCP funkció nélküli szerszámgépekre vonatkozik. Az igaz és hamis öt tengely sem a megjelenésen alapul, sem az, hogy az öt tengely össze van-e kapcsolva. Tudnia kell, hogy a hamis öttengelyes öttengelyes összekapcsolásra is használható. A hamis öttengelyes különbség az, hogy nem rendelkezik a valódi öttengelyes RTCP algoritmussal, ami azt jelenti, hogy a hamis öttengelyes programozásnak figyelembe kell vennie az orsó ingahosszát és a forgóasztal helyzetét. Ez azt jelenti, hogy hamis öttengelyes CNC rendszerrel és szerszámgéppel történő programozáskor a CAM programozási és utófeldolgozási technológiára kell hagyatkozni a szerszámpálya előre megtervezéséhez.
Ugyanazon alkatrésznél a szerszámgép cseréje vagy a szerszámcsere esetén újra el kell végezni a CAM programozást és az utófeldolgozást. A hamis öttengelyes szerszámgépnek pedig biztosítania kell, hogy a munkadarab a munkadarab rögzítésekor a munkaasztal forgási középpontjában legyen. A kezelő számára ez azt jelenti, hogy sok idő kell a befogáshoz és beállításhoz, és a pontosság nem garantálható. Még indexelő megmunkálásnál is sok gondot okoz a hamis öttengelyes. Az igazi öttengelynek csak egy koordinátarendszert kell felállítania, és csak egy szerszámbeállításra van szüksége a megmunkálás befejezéséhez.
Az alábbi ábra az NX utófeldolgozó szerkesztő beállításait veszi példaként a hamis öttengely koordináta-transzformációjának szemléltetésére:
Amint az a fenti ábrán látható, a hamis öttengely az utófeldolgozási technológiára támaszkodik, hogy megjelenítse a középső pozíció viszonyát a szerszámgép negyedik tengelye és ötödik tengelye között, hogy kompenzálja a forgástengelynek a lineáris tengely koordinátáihoz való elmozdulását. . Az általa generált X, Y és Z CNC program nem csak a megközelítési pontot programozza, hanem tartalmazza a szükséges kompenzációt is az X, Y és Z tengelyeken.
Az ilyen feldolgozás eredménye nemcsak elégtelen megmunkálási pontossághoz és alacsony hatékonysághoz vezet, hanem a generált program sem univerzális, és a szükséges munkaerőköltség is magas. Ugyanakkor, mivel az egyes szerszámgépek forgási paraméterei eltérőek, megfelelő utófeldolgozási fájloknak kell lenniük, ami szintén nagy kényelmetlenséget okoz a gyártásban. Továbbá a hamis öttengelyes generált programja nem változtatható meg, és alapvetően lehetetlen kézi öttengelyes programozást megvalósítani. Ugyanakkor, mivel nincs RTCP-funkció, sok, az abból származó fejlett öttengelyes funkció nem használható, mint például az öttengelyes szerszámkorrekciós funkció.
Valójában az öttengelyes szerszámgépeknél ez csak egy eszköz a feldolgozási eredmények eléréséhez, és nincs különbség igaz és hamis között. A lényeg az, hogy a technológiánk határozza meg, hogy melyik módszert válasszuk a feldolgozáshoz. Viszonylagosan elmondható, hogy az igazi öttengelyes szerszámgépek költséghatékonyabbak.
