Popoln vodnik za izbiro CNC osi za proizvajalce

Uvod

Pri izbiri CNC stroja je število obdelovalnih osi ena najpomembnejših tehničnih odločitev.

Mnogi kupci se sprašujejo:

Ali naj kupimo 3-osni CNC stroj, nadgradimo na 4-osni CNC stroj ali neposredno investiramo v 5-osni obdelovalni center?

Odgovor je odvisen od:

• Geometrija delov
• Kompleksnost obdelave
• Obseg proizvodnje
• Zahtevana natančnost
• Zahteve za pritrditev
• Načrti avtomatizacije

Večje število osi ne pomeni samodejno boljše proizvodne učinkovitosti.

3-osni CNC stroj je morda najboljša izbira za standardne mehanske komponente.

A 4-axis CNC machine is suitable when additional rotary machining capability is required.

5-osni CNC stroj je zasnovan za kompleksne komponente, ki zahtevajo večkotno rezanje in manj nastavitev.

 

HCNC Group ponuja CNC proizvodne rešitve, ki zajemajo CNC rezkalne stroje, obdelovalne centre, 5-osne CNC stroje, CNC stružnice, CNC krmilnike in industrijske robote. Njegova paleta izdelkov vključuje obdelovalne centre VMC, petosne obdelovalne centre HMC, CNC rezkalne stroje in rešitve za avtomatizacijo za avtomobilsko, vesoljsko, medicinsko, novo energijo in aplikacije za natančno proizvodnjo.

1. Razumevanje gibanja CNC osi

 

 

 

CNC os predstavlja smer, v kateri se lahko premika rezalno orodje ali obdelovanec.

Linearne osi

X os

Horizontalno gibanje:

Od leve proti desni

Os Y

Globinsko gibanje:

Spredaj nazaj

Z os

Navpično gibanje:

Gor in dol

Rotacijske osi

A Axis

Vrtenje okoli X osi

B os

Vrtenje okoli osi Y

C os

Vrtenje okoli osi Z

Razlika med 3-osno, 4-osno in 5-osno obdelavo izvira predvsem iz dodajanja rotacijskega gibanja standardnemu sistemu X/Y/Z.

2. 3 Axis CNC stroj

 

Opredelitev

3-osni CNC stroj krmili:

• X os
• Y os
• Z os

Obdelovanec običajno ostane pritrjen, medtem ko se rezalno orodje premika v treh smereh.

Obdelovalni centri serije HCNC VMC so tipični primeri triosne obdelovalne opreme, zasnovane za splošno obdelavo kovin, proizvodnjo kalupov, obdelavo aluminija in proizvodnjo mehanskih komponent.

Zmogljivost 3-osne CNC obdelave

Primerne operacije:

• Čelno rezkanje
• Rezkanje žepov
• Vrtanje
• Tapkanje
• Obdelava utorov
• Konturna obdelava

Tipične aplikacije

Avtomobilski deli

Primeri:

• Oklepaji
• Ovitki
• Montažne plošče

Mehanske komponente

Primeri:

• Strojne podlage
• Napeljave
• Strukturni deli

Aluminijasti deli

Primeri:

• Elektronska ohišja
• Industrijske komponente

Prednosti 3-osnega CNC-ja

Nižja naložba

V primerjavi s 4-osnimi in 5-osnimi stroji:

• Nižji stroški nakupa
• Nižji stroški vzdrževanja
• Enostavnejše delovanje

Enostavno programiranje

Prednosti:

• Standardno CAM programiranje
• Krajše usposabljanje operaterja
• Lažje vodenje proizvodnje

Visoka stroškovna učinkovitost

Za preproste in srednje zapletene dele 3-osni CNC stroj pogosto zagotavlja najboljše razmerje med stroški in produktivnostjo.

Omejitve 3-osnega CNC-ja

Glavne omejitve:

• Omejen pristopni kot orodja
• Več sprememb napeljava
• Težavna obdelava kompleksnih površin

primer:

Del s štirimi obdelovalnimi površinami lahko zahteva:

• Prva nastavitev
• Ročno prestavljanje
• Druga nastavitev
• Dodatna poravnava

To poveča čas priprave in poveča napake pri pozicioniranju.

3. 4 Axis CNC stroj

 

Opredelitev

4-osni CNC stroj doda eno rotacijsko os tradicionalnemu sistemu X/Y/Z.

Tipična konfiguracija:

• X os
• Y os
• Z os
• Os

Dodatna os omogoča vrtenje obdelovanca med obdelavo.

Kako 4-osni CNC izboljša proizvodnjo

V primerjavi s 3-osno obdelavo:

4-osni stroj lahko:

• Samodejno zavrtite obdelovanec
• Strojno obdelajte več strani
• Zmanjšajte ročno prestavljanje
• Izboljšajte doslednost

Tipične 4-osne aplikacije

Sestavni deli gredi

Primeri:

• Odmične gredi
• Vrtljivi deli

Sestavni deli orodja

Primeri:

• Obdelava zobnikov
• Spiralne lastnosti

Večstranski deli

Primeri:

• Telo ventilov
• Mehanska ohišja

Prednosti 4-osnega CNC-ja

Boljši stranski dostop

Rotacijska os omogoča obdelavo okoli komponente.

Skrajšan čas nastavitve

Namesto ročnega vrtenja obdelovanca:

CNC sistem samodejno izvaja pozicioniranje.

Nižja naložba kot 5 osi

Za številne tovarne:

4-osna obdelava zagotavlja praktično nadgradnjo 3-osne opreme.

Omejitve 4-osnega CNC-ja

V primerjavi s 5-osno obdelavo:

• Nastavitev kota orodja je omejena
• Kompleksne ukrivljene površine ostajajo težavne
• Zmogljivost spodrezovanja je omejena

4. 5 Axis CNC stroj

 

Opredelitev

5-osni CNC stroj krmili:

Tri linearne osi:

X

Y

Z

Dve rotacijski osi:

A/B

A/C

B/C

HCNC ponuja več petosnih obdelovalnih centrov, vključno s HMC650TJ, HMC800TJ, HMU-400 in drugimi petosnimi rešitvami, zasnovanimi za visoko natančno kompleksno obdelavo.

Zmogljivost 5-osne obdelave

Petosni stroj lahko ohranja boljšo orientacijo orodja med obdelavo.

Primerno za:

• Kompleksne krivulje
• Globoke votline
• Kotne površine
• Geometrija proste oblike

Tipične aplikacije

Aerospace

deli:

• Turbinske lopatice
• Komponente motorja
• Strukturne komponente

Avtomobilizem

deli:

• Strukturne komponente EV
• Deli motorja
• Kompleksni kalupi

Medicinski

deli:

• Vsadki
• Kirurške komponente

Industrija plesni

deli:

• Kalupi za brizganje
• Matrične votline

Petosna obdelovalna tehnologija HCNC se osredotoča na aplikacije, ki zahtevajo kompleksne površine in visoko natančnost, vključno z letalsko, avtomobilsko, medicinsko industrijo in industrijo kalupov.

5. 3 Primerjalna tabela CNC osi proti 4 osi in 5 osi

Funkcija	3-osni CNC	4-osni CNC	5-osni CNC
Konfiguracija osi	X/Y/Z	X/Y/Z+A	X/Y/Z+A+B/C
Rotacijsko gibanje	št	1 rotacijska os	2 rotacijski osi
Kompleksnost delov	Nizka-srednja	Srednje	visoko
Nastavitev količine	več	Zmanjšano	Najmanjša
Dostop do orodja	Omejeno	bolje	Odlično
Težave pri programiranju	enostavno	Srednje	Napredno
Stroški stroja	Nizka	Srednje	visoko
Spretnost operaterja	Osnovno	Vmesni	Napredno
Kakovost površine	Dobro	bolje	Odlično
Potencial avtomatizacije	Dobro	Dobro	Odlično

6. Primerjava nastavitev

 

 

3-osna proizvodnja

Tipičen postopek:

• Vpenjalni obdelovanec
• Površina stroja A
• Odstranite napeljavo
• Zavrtite del
• Ponovno poravnajte
• Nadaljujte z obdelavo
• Težave:
• Daljši čas priprave
• Več napeljave
• Več napak pri pozicioniranju

4-osna proizvodnja

izboljšava:

• Samodejno vrtenje
• Zmanjšano ročno rokovanje
• Večstranska obdelava

5-osna proizvodnja

Postopek:

• Postavitev ene napeljave
• Programiranih več kotov
• Popolna kompleksna geometrija

Prednosti:

• Skrajšan čas nastavitve
• Boljša dimenzijska skladnost
• Večja proizvodna učinkovitost

7. Primerjava natančnosti

Faktor natančnosti	3 Axis	4 Axis	5 Axis
Natančnost ene površine	Odlično	Odlično	Odlično
Večstranska natančnost	Srednje	Dobro	Odlično
Kompleksna površinska natančnost	Omejeno	Srednje	Odlično
Nadzor napak pri pozicioniranju	Srednje	bolje	najboljše

Prednost petosne obdelave izhaja predvsem iz zmanjšanja ponavljajočega se vpenjanja in ohranjanja stabilne orientacije orodja.

8. Primerjava stroškov

Začetni stroški opreme

Postavka stroškov	3 Axis	4 Axis	5 Axis
Strojna naložba	Nizka	Srednje	visoko
Stroški programiranja	Nizka	Srednje	visoko
Stroški usposabljanja	Nizka	Srednje	visoko
Stroški napeljave	Višje za kompleksne dele	Srednje	Nižje za kompleksne dele

9. Kateri CNC stroj naj izbere vaša tovarna?

Izberite 3-osni CNC stroj, če:

Vaša tovarna proizvaja:

✓ Standardni mehanski deli
✓ Ploščate komponente
✓ Preprosti kalupi
✓ Izdelki za splošno strojno obdelavo

Priporočene panoge:

• Splošna proizvodnja
• Maloserijska proizvodnja
• Strojne delavnice

Izberite 4-osni CNC stroj, če:

Vaša proizvodnja zahteva:

✓ Rotacijska obdelava
✓ Večstranska obdelava
✓ Srednje zahtevni deli

Priporočene panoge:

• Dobavitelji avtomobilov
• Proizvajalci mehanskih komponent
• Proizvajalci zobnikov

Izberite 5-osni CNC stroj, če:

Vaša tovarna proizvaja:

✓ Kompleksne površine
✓ Deli visoke vrednosti
✓ Natančne komponente
✓ Aerospace ali medicinski deli

Priporočene panoge:

• Aerospace
• Avtomobilske raziskave in razvoj
• Medicinski
• Izdelava kalupov
• Nova energija

10. Izbira rešitve HCNC CNC osi

 

HCNC ponuja različne CNC rešitve glede na zahteve obdelave:

Proizvodne zahteve	Priporočena rešitev
Standardno rezkanje	3-osni VMC
Večstranska obdelava	4-osni CNC rezkalni stroj
Kompleksne komponente	5-osni CNC stroj
Velika proizvodna linija	CNC + avtomatizacija robotov

 

Kategorije izdelkov HCNC vključujejo:

• CNC rezkalni stroj
• Vertikalni obdelovalni center
• Horizontalni obdelovalni center
• 5-osni CNC stroj
• CNC stružnica
• Industrijski robot

11. Funkcije 5-osnega CNC stroja HCNC

Napredno CNC krmiljenje

Lastnosti vključujejo:

• Petosno simultano krmiljenje
• funkcija RTCP
• Natančna kompenzacija
• Večosna interpolacija

Zmogljivost kompleksne strojne obdelave

Primerno za:

• Aerospace deli
• Avtomobilske komponente
• Natančni kalupi
• Medicinski izdelki

Inteligentna integracija proizvodnje

HCNC ponuja tudi rešitve za industrijske robote, vključno z:

• Ravnanje z roboti
• Roboti za nego strojev
• Varilni roboti
• Montažni roboti

Podpora avtomatiziranim proizvodnim linijam.

 

pogosta vprašanja

Ali je 5-osni CNC vedno boljši od 3-osnega CNC?
Ne. Za preproste dele lahko 3-osni CNC stroj zagotovi večjo učinkovitost naložbe.

Je 4-osni CNC dovolj za avtomobilske dele?
Za številne avtomobilske komponente, da. Vendar pa lahko kompleksni deli in kalupi EV zahtevajo petosno obdelavo.

Kaj je največja prednost 5-osnega CNC-ja?
Glavna prednost je zmanjšanje števila nastavitev ob ohranjanju boljšega dostopa do orodja in natančnosti obdelave.

Ali HCNC proizvaja 3-osne, 4-osne in 5-osne CNC stroje?
ja HCNC ponuja CNC rezkalne stroje, obdelovalne centre, petosne CNC stroje, CNC krmilnike in rešitve za avtomatizacijo.