V zadnjih letih se petosno povezani CNC obdelovalni centri vse pogosteje uporabljajo na različnih področjih. V praktičnih aplikacijah, ko se ljudje srečajo s problemom visoko učinkovite in visokokakovostne obdelave kompleksnih delov posebnih oblik, je tehnologija petosnega povezovanja nedvomno pomembno sredstvo za reševanje takšnih problemov. Vedno več proizvajalcev išče petosno opremo, ki zagotavlja visoko učinkovitost in kakovost obdelave. Ampak, ali res poznate dovolj petosne obdelave?
01
Mehanska zgradba petosnega obdelovalnega stroja
Da bi resnično razumeli petosno obdelavo, moramo najprej razumeti, kaj je petosno strojno orodje. Petosno strojno orodje (5-osna obdelava), kot že ime pove, se nanaša na dodajanje dveh rotacijskih osi trem skupnim linearnim osem X, Y in Z. Dve rotacijski osi v A, B in C tri- osi imajo različne načine gibanja, da izpolnjujejo tehnične zahteve različnih izdelkov.
Kar zadeva mehansko zasnovo 5-osnega obdelovalnega centra, so bili proizvajalci obdelovalnih strojev vedno neomajno zavezani razvoju novih načinov gibanja za izpolnjevanje različnih zahtev. Na podlagi različnih vrst petosnih obdelovalnih strojev, ki so trenutno na trgu, obstajajo različne vrste mehanskih struktur, vendar so v glavnem naslednje vrste:
1. Dve koordinati vrtenja neposredno nadzorujeta smer osi orodja (oblika z dvojno vrtljivo glavo).
slika
2. Dve koordinatni osi sta na vrhu orodja, vendar os vrtenja ni pravokotna na linearno os (vrsta povešene glave).
3. Dve koordinati vrtenja neposredno nadzorujeta vrtenje prostora (dvojna oblika gramofona).
4. Dve koordinatni osi sta na mizi, vendar vrtilna os ni pravokotna na linearno os (vrsta mize s priključkom).
slika
5. Ena od dveh koordinat vrtenja deluje na orodje, druga pa na obdelovanec (eno nihalo in en obrat).
*Izraz: Če vrtilna os ni pravokotna na linearno os, se šteje za "potopno" os.
Po tem, ko smo videli petosna obdelovalna orodja s temi strukturami, menim, da bi morali razumeti, kaj in kako se premikajo petosna strojna orodja. Kakšne značilnosti pa lahko pokaže tako raznolika struktura obdelovalnega stroja med obdelavo? Kakšne so prednosti v primerjavi s tradicionalnimi triosnimi obdelovalnimi stroji? Nato si oglejmo svetleče točke petosnega obdelovalnega stroja.
02
Številne prednosti petosne obdelave
Ko govorimo o značilnostih petosnih obdelovalnih strojev, jih je treba primerjati s tradicionalno triosno opremo. Triosna obdelovalna oprema je razmeroma pogosta v proizvodnji in obstaja več oblik, kot so navpična, vodoravna in portalna. Običajne metode obdelave vključujejo obdelavo končnega roba čelnega rezkarja in obdelavo stranskega roba. Profiliranje nožev s krogličnim koncem itd. Toda ne glede na to, katera oblika ali metoda ima skupno značilnost, to je, da smer osi orodja med obdelovalnim postopkom ostane nespremenjena, strojno orodje pa lahko orodje doseže samo v kartezičnem prostoru. koordinira z interpolacijo treh linearnih osi X, Y in Z. gibanje v oddelku. Zato se pri soočenju z naslednjimi izdelki pokažejo slabosti triosnih obdelovalnih strojev, kot so nizka učinkovitost, slaba kakovost površine in celo nezmožnost obdelave.
V primerjavi s triosno CNC obdelovalno opremo imajo CNC strojna orodja s petimi povezavami naslednje prednosti:
1. Orodje vzdržujte v najboljšem rezalnem stanju in izboljšajte rezalne pogoje
Kot je prikazano na zgornji sliki, se v triosnem načinu rezanja na levi sliki, ko se rezalno orodje premakne na vrh ali rob obdelovanca, stanje rezanja postopoma poslabša. Za ohranjanje optimalnih pogojev rezanja je tudi tukaj potrebna vrtljiva miza. In če želimo popolnoma obdelati nepravilno ravnino, je treba mizo večkrat zavrteti v različnih smereh. Vidimo lahko, da se lahko petosno strojno orodje tudi izogne situaciji, ko je hitrost središčne črte krogličnega rezkarja 0, in doseže boljšo kakovost površine.
2. Učinkovito se izogibajte motnjam orodja
Kot je prikazano na zgornji sliki, za dele, kot so impelerji, lopatice in bliski, ki se uporabljajo v letalstvu, triosna oprema ne more izpolniti zahtev procesa zaradi motenj. Petosni obdelovalni stroj je lahko zadovoljen. Hkrati lahko petosno strojno orodje uporablja tudi krajša orodja za obdelavo, izboljša togost sistema, zmanjša število orodij in se izogne izdelavi posebnih orodij. Za lastnike naših podjetij to pomeni, da vam bo petosni obdelovalni stroj prihranil denar v smislu stroškov orodja!
3. Zmanjšajte število vpenjalnih časov in dokončajte petstransko obdelavo z enim vpenjanjem
Kot je prikazano na zgornji sliki, je razvidno, da lahko petosni obdelovalni center tudi zmanjša pretvorbo meril in izboljša natančnost obdelave. Pri dejanski obdelavi je potrebno samo eno vpenjanje, zato je lažje zagotoviti natančnost obdelave. Hkrati se zaradi skrajšanja procesne verige in zmanjšanja števila opreme v petosnem obdelovalnem centru zmanjšajo tudi število vpenjal, delavniške površine in stroški vzdrževanja opreme. To pomeni, da lahko porabite manj napeljave, manj delavniške površine in stroškov vzdrževanja za dokončanje učinkovitejše in kakovostnejše obdelave!
4. Izboljšajte kakovost in učinkovitost obdelave
Kot je prikazano na sliki, je petosno strojno orodje mogoče rezati s stranskim robom orodja, učinkovitost obdelave pa je večja.
5. Skrajšajte verigo proizvodnega procesa in poenostavite vodenje proizvodnje
Popolna obdelava petosnih CNC obdelovalnih strojev močno skrajša verigo proizvodnega procesa, kar lahko poenostavi vodenje proizvodnje ter načrtovanje in razporejanje. Bolj ko je obdelovanec kompleksen, bolj očitne so njegove prednosti pred tradicionalnimi proizvodnimi metodami z decentraliziranimi procesi.
6. Skrajšajte cikel razvoja novega izdelka
Za podjetja v letalski, avtomobilski in drugih področjih imajo nekateri novi deli izdelkov in kalupi zapletene oblike in visoke zahteve glede natančnosti. Zato je mogoče uporabiti petosne CNC obdelovalne centre z visoko prilagodljivostjo, visoko natančnostjo, visoko integracijo in popolnimi zmogljivostmi obdelave. Dobro lahko reši težave z natančnostjo in cikličnostjo kompleksne obdelave delov v procesu razvoja novih izdelkov, močno skrajša razvojni cikel in izboljša stopnjo uspešnosti novih izdelkov.
Če povzamemo, petosno obdelovalno orodje ima preveč prednosti, vendar so petosno krmiljenje položaja obdelovalnega stroja, CNC sistem, CAM programiranje in naknadna obdelava veliko bolj zapleteni kot triosno obdelovalno orodje! Hkrati, ko govorimo o petosnih obdelovalnih strojih, moramo govoriti o problemu prave in lažne petosnosti. Vsi vemo, da je največja razlika med resničnimi in lažnimi petimi osmi funkcija RTCP. Vendar, kaj je RTCP, kako se ustvari in kako ga uporabiti? Nato si podrobneje oglejmo RTCP s kombinacijo strukture obdelovalnega stroja in naknadne obdelave programiranja, da bi razumeli njegov pravi obraz.
03
O RTCP
RTCP v vrhunskem petosnem CNC sistemu meni, da je RTCP vrtljiva središčna točka orodja, kar pogosto imenujemo funkcija sledenja točke konice orodja. Pri petosni obdelavi se pri sledenju trajektoriji konice orodja in položaju med orodjem in obdelovancem zaradi rotacijskega gibanja ustvari dodatno gibanje konice orodja. Kontrolne točke sistema CNC pogosto ne sovpadajo s točkami konice orodja, zato mora sistem CNC samodejno popraviti kontrolne točke, da zagotovi, da se točke konice orodja premikajo v skladu s predpisano trajektorijo. V industriji se ta tehnologija imenuje tudi TCPM, TCPC ali RPCP. Pravzaprav so definicije funkcij teh imen podobne RTCP. Strogo gledano se funkcija RTCP uporablja v strukturi dvojne nihajne glave, središčna točka vrtenja nihajne glave pa se uporablja za kompenzacijo. Funkcija, podobna RPCP, se v glavnem uporablja za strojno orodje v obliki dvojne vrtljive plošče in kompenzira spremembo koordinat linearne osi, ki jo povzroči vrtenje obdelovanca. Pravzaprav imajo te funkcije isti cilj po različnih poteh, vse pa so ohraniti središčno točko orodja in dejansko kontaktno točko med orodjem in površino obdelovanca nespremenjeni. Zato ta članek zaradi lažjega izražanja združuje to vrsto tehnologije kot tehnologijo RTCP.
Kako je torej nastala funkcija RTCP? Pred mnogimi leti, ko so petosna obdelovalna orodja prvič postala priljubljena na trgu, so proizvajalci obdelovalnih strojev navduševali koncept RTCP. Takrat je bila funkcija RTCP bolj podobna triku zaradi tehnologije in več ljudi je bilo navdušenih in navdušenih nad samo tehnologijo. Pravzaprav je funkcija RTCP ravno nasprotna. To ni le dobra tehnologija, ampak tudi dobra tehnologija, ki lahko prinese koristi in ustvari vrednost za stranke. Pri obdelovalnih strojih s tehnologijo RTCP (to so tako imenovana prava petosna strojna orodja na Kitajskem) upravljavcu ni treba natančno poravnati obdelovanca z osno linijo vrtljive plošče in ga ležerno vpeti. Obdelovalni stroj samodejno kompenzira odmik, kar močno zmanjša pomožni čas in izboljša obdelavo. natančnost. Hkrati je naknadna obdelava enostavna, če so koordinate in vektorji konice orodja izpisani. Kot smo že povedali, imajo v smislu mehanske strukture petosna CNC obdelovalna orodja večinoma strukture, kot so dvojne nihajne glave, dvojne vrtljive plošče ter en nihaj in en obrat.
Spodaj bomo kot primer vzeli vrhunski petosni CNC sistem z dvojno vrtljivo ploščo za podrobno predstavitev funkcije RTCP.
Definirajte koncept četrte osi in pete osi v petosnem obdelovalnem stroju: rotacija četrte osi vpliva na položaj pete osi v strukturi dvojne vrtljive mize, rotacija pete osi pa ne more vplivati na položaj četrte osi. Peta os je koordinata vrtenja na četrti osi.
No, potem ko smo prebrali definicijo, jo razložimo. Kot je prikazano na zgornji sliki, je 4. os obdelovalnega stroja os A, 5. os pa je os C. Obdelovanec se postavi na vrtljivo ploščo C-osi. Ko se 4. os A-os vrti, ker je C-os nameščena na A-os, bo to vplivalo tudi na položaj C-osi. Na enak način za obdelovanec, ki ga postavimo na vrtljivo ploščo, če programiramo rezanje središča orodja, bo sprememba koordinate vrtenja neizogibno povzročila spremembo koordinat X, Y, Z linearne osi, kar ima za posledico relativni premik. Da bi odpravili ta premik, ga mora strojno orodje kompenzirati, RTCP pa je funkcija, proizvedena za odpravo te kompenzacije.
Kako torej obdelovalni stroj kompenzira ta odmik? Nato analizirajmo, kako nastane ta odmik.
Glede na zgoraj navedeno vsi vemo, da je zamik koordinat linearne osi posledica spremembe koordinat vrtenja. Potem je še posebej pomembno analizirati rotacijsko središče rotacijske osi. Pri obdelovalnem stroju z dvojno strukturo vrtljive plošče je kontrolna točka C-osi, to je peta os, običajno v središču vrtenja mize stroja. Za 4. os je kot kontrolna točka običajno izbrana sredina 4. osi.
Za izvedbo petosnega krmiljenja mora numerični krmilni sistem poznati razmerje med kontrolno točko pete osi in kontrolno točko četrte osi. To je začetno stanje (0 položaj osi A in C obdelovalnega stroja), vektor položaja [U, V, W] kontrolne točke pete osi v rotacijskem koordinatnem sistemu četrte osi, kjer kontrolna točka četrte osi je izvor. Hkrati je treba poznati tudi razdaljo med osjo A in C. Primer strojnega orodja z dvojno vrtljivo ploščo je prikazan na spodnji sliki.
Ko smo že pri tem, lahko vidite, da pri obdelovalnih strojih s funkcijo RTCP krmilni sistem ves čas ohranja središče orodja v programiranem položaju. V tem primeru je programiranje samostojno in neodvisno od kinematike stroja. Ko programirate na obdelovalnem stroju, vam ni treba skrbeti za gibanje stroja in dolžino orodja, vse, o čemer morate razmišljati, je relativno gibanje med orodjem in obdelovancem. Preostali sistem za nadzor opravil bo to naredil namesto vas. na primer:
Kot je prikazano na zgornji sliki, ko funkcija RTCP ni izklopljena, krmilni sistem ne upošteva dolžine orodja. Orodje se vrti okoli središča osi. Konica noža se bo premaknila iz položaja in ne bo več fiksirana.
Kot je prikazano na zgornji sliki, ko je funkcija RTCP vključena, nadzorni sistem spremeni samo smer orodja, položaj konice orodja pa ostane nespremenjen. Potrebni kompenzacijski premiki v oseh X, Y, Z se samodejno izračunajo.
In kako rešiti problem zamika koordinat linearne osi za petosna strojna orodja in CNC sisteme, ki nimajo RTCP? Vemo, da je veliko petosnih CNC obdelovalnih strojev in sistemov na Kitajskem lažnih petosnih. Tako imenovani lažni petosni se dejansko nanaša na strojna orodja brez funkcije RTCP. Prava in napačna petosna os ne temelji niti na videzu niti na tem, ali je pet osi povezanih. Vedeti morate, da se lažni petosni lahko uporablja tudi za petosno povezavo. Razlika med ponarejenim petosnim sistemom je v tem, da nima pravega petosnega algoritma RTCP, kar pomeni, da mora lažno petosno programiranje upoštevati dolžino nihala vretena in položaj vrtljive mize. To pomeni, da se je treba pri programiranju s ponarejenim petosnim CNC sistemom in obdelovalnim strojem zanesti na programiranje CAM in tehnologijo naknadne obdelave za vnaprejšnje načrtovanje poti orodja.
Če se strojno orodje ali orodje zamenja za isti del, je treba znova izvesti programiranje CAM in naknadno obdelavo. Lažni petosni obdelovalni stroj mora zagotoviti, da je obdelovanec v središču vrtenja delovne mize, ko ga vpenjate. Za operaterja to pomeni, da je potrebno veliko časa za vpenjanje in poravnavo, natančnosti pa ni mogoče zagotoviti. Tudi pri obdelavi z indeksiranjem lažni petosni stroj povzroča veliko težav. Pravi petosni sistem mora nastaviti samo koordinatni sistem in za dokončanje obdelave potrebuje samo eno nastavitev orodja.
Spodnja slika vzame nastavitve urejevalnika za naknadno obdelavo NX kot primer za ponazoritev koordinatne transformacije lažne petosi:
Kot je prikazano na zgornji sliki, se lažna petosna os opira na tehnologijo naknadne obdelave za prikaz razmerja središčnega položaja med četrto osjo in peto osjo obdelovalnega stroja za kompenzacijo premika osi vrtenja glede na koordinate linearne osi. . CNC program X, Y in Z, ki ga generira, ne programira le pristopne točke, ampak vključuje tudi potrebno kompenzacijo na oseh X, Y in Z.
Rezultat takšne obdelave ne bo povzročil le nezadostne natančnosti obdelave in nizke učinkovitosti, ampak tudi ustvarjeni program ni univerzalen, zahtevani stroški dela pa so visoki. Hkrati, ker so parametri vrtenja vsakega obdelovalnega stroja različni, morajo obstajati ustrezne datoteke za naknadno obdelavo, kar bo prav tako povzročilo velike nevšečnosti pri proizvodnji. Poleg tega ustvarjenega programa ponarejenega petosnega osi ni mogoče spreminjati in v bistvu je nemogoče realizirati ročno petosno programiranje. Ker hkrati ni funkcije RTCP, številnih naprednih petosnih funkcij, ki izhajajo iz nje, ni mogoče uporabiti, kot je funkcija kompenzacije petosnega orodja.
Pravzaprav je za petosna obdelovalna orodja samo orodje za doseganje rezultatov obdelave in ni razlike med resničnimi in lažnimi. Pomembno je, da naša tehnologija določa, kateri način obdelave izbrati. Relativno gledano so prava petosna strojna orodja stroškovno učinkovitejša.
