Останніми роками п’ятиосьові обробні центри з ЧПК все ширше використовуються в різних сферах. У практичних застосуваннях, коли люди стикаються з проблемою високоефективної та високоякісної обробки складних деталей спеціальної форми, технологія п’ятиосьового з’єднання, безсумнівно, є важливим засобом вирішення таких проблем. Все більше і більше виробників прагнуть шукати п’ятиосьове обладнання для забезпечення високоефективної та високоякісної обробки. Але чи справді ви достатньо знаєте про п’ятиосьову обробку?
01
Механічна будова п'ятиосьового верстата
Щоб справді зрозуміти п’ятиосьову обробку, ми повинні спочатку зрозуміти, що таке п’ятиосьовий верстат. П’ятиосьовий верстат (5-осьова обробка), як випливає з назви, означає додавання двох поворотних осей до трьох загальних лінійних осей X, Y і Z. Дві осі обертання в A, B і C три- осі мають різні режими руху, щоб відповідати технічним вимогам різних продуктів.
Що стосується механічної конструкції 5-осьового обробного центру, виробники верстатів завжди були віддані розробці нових режимів руху відповідно до різноманітних вимог. На основі різних типів п'ятиосьових верстатів, які зараз представлені на ринку, хоча існують різні типи механічних конструкцій, в основному існують такі типи:
1. Дві координати обертання безпосередньо керують напрямком осі інструменту (форма подвійної поворотної головки).
картина
2. Дві осі координат знаходяться у верхній частині інструменту, але вісь обертання не перпендикулярна до лінійної осі (тип провисаючої головки).
3. Дві координати обертання безпосередньо керують обертанням простору (подвійна поворотна форма).
4. Дві координатні осі знаходяться на столі, але вісь обертання не перпендикулярна до лінійної осі (тип столу з відрізком).
картина
5. Одна з двох координат обертання діє на інструмент, а інша – на заготовку (один маятник і один оберт).
*Термін: якщо вісь обертання не перпендикулярна до лінійної осі, вона вважається «занурювальною» віссю.
Побачивши п’ятиосьові верстати з такими конструкціями, я вважаю, що ми повинні зрозуміти, що і як рухаються п’ятиосьові верстати. Однак які характеристики може проявляти така різноманітна структура верстата під час обробки? Які переваги у порівнянні з традиційними тривісними верстатами? Далі розглянемо світяться точки п'ятиосьового верстата.
02
Багато переваг п'ятиосьової обробки
Говорячи про характеристики п'ятиосьових верстатів, необхідно порівняти їх з традиційним тривісним обладнанням. Трьохосьове обробне обладнання є відносно поширеним у виробництві, і існує кілька форм, таких як вертикальна, горизонтальна та портальна. Загальні методи обробки включають обробку торцевої кромки торцевої фрези та обробку бічної кромки. Профілювання ножів із кульковим кінцем тощо. Але незалежно від того, яка форма чи метод має спільну рису, тобто напрямок осі інструменту залишається незмінним під час процесу обробки, і верстат може досягати інструмента лише в декартовому просторі. координат через інтерполяцію трьох лінійних осей X, Y і Z. Рух у відділі. Таким чином, при зустрічі з наступними продуктами виявляються недоліки тривісних верстатів, такі як низька ефективність, низька якість поверхні і навіть нездатність до обробки.
Порівняно з тривісним обробним обладнанням з ЧПК п’ятизв’язкові верстати з ЧПК мають такі переваги:
1. Підтримуйте інструмент у найкращому стані різання та покращуйте умови різання
Як показано на малюнку вище, у режимі тривісного різання на лівому малюнку, коли ріжучий інструмент рухається до верхньої частини або краю заготовки, стан різання поступово погіршується. Для підтримки оптимальних умов різання тут також потрібен поворотний стіл. І якщо ми хочемо повністю обробити неправильну площину, стіл потрібно обертати кілька разів у різних напрямках. Можна побачити, що п’ятиосьовий верстат також може уникнути ситуації, коли швидкість центральної лінії кульової фрези становить 0, і отримати кращу якість поверхні.
2. Ефективно уникайте втручання інструменту
Як показано на малюнку вище, для таких частин, як робочі колеса, лопаті та блиски, що використовуються в аерокосмічній сфері, тривісне обладнання не може відповідати вимогам процесу через перешкоди. П'ятиосьовий верстат може бути задоволений. У той же час п'ятиосьовий верстат також може використовувати коротші інструменти для обробки, покращити жорсткість системи, зменшити кількість інструментів і уникнути виробництва спеціальних інструментів. Для наших власників бізнесу це означає, що з точки зору вартості інструменту п’ятиосьовий верстат заощадить ваші гроші!
3. Зменшіть кількість разів затискання та завершіть п'ятисторонню обробку одним затисканням
Як показано на малюнку вище, можна побачити, що п’ятиосьовий обробний центр також може зменшити перетворення еталонних показників і підвищити точність обробки. У фактичній обробці потрібен лише один затиск, і легше гарантувати точність обробки. При цьому за рахунок скорочення технологічного ланцюга та зменшення кількості обладнання в п’ятиосьовому обробному центрі також зменшується кількість пристосувань, площа цеху та витрати на обслуговування обладнання. Це означає, що ви можете використовувати менше пристосувань, менше робочої площі та витрат на технічне обслуговування для ефективнішої та якіснішої обробки!
4. Підвищення якості та ефективності обробки
Як показано на малюнку, п'ятиосьовий верстат можна різати бічним краєм інструменту, а ефективність обробки вище.
5. Скоротіть ланцюжок виробничого процесу та спростіть управління виробництвом
Повна обробка п’ятиосьових верстатів з ЧПК значно скорочує ланцюжок виробничого процесу, що може спростити управління виробництвом, планування та розклад. Чим складніша заготовка, тим очевидніші її переваги перед традиційними методами виробництва з децентралізованими процесами.
6. Скоротіть цикл розробки нового продукту
Для підприємств аерокосмічної, автомобільної та інших галузей деякі нові деталі продукції та прес-форми мають складні форми та високі вимоги до точності. Тому можна використовувати п’ятиосьові обробні центри з ЧПК з високою гнучкістю, високою точністю, високою інтеграцією та повними можливостями обробки. Він може добре вирішити проблеми точності та циклу обробки складних деталей у процесі розробки нового продукту, значно скоротити цикл розробки та підвищити рівень успіху нових продуктів.
Підводячи підсумок, п’ятиосьовий верстат має забагато переваг, але п’ятиосьовий верстат з керуванням положенням, система ЧПК, програмування CAM та постобробка набагато складніші, ніж триосьовий верстат! У той же час, коли ми говоримо про п'ятиосьові верстати, ми повинні говорити про проблему справжнього і помилкового п'ятиосного. Ми всі знаємо, що найбільша різниця між справжньою та помилковою п’ятиосьовою функцією RTCP. Однак що таке RTCP, як він генерується та як його застосовувати? Далі розглянемо RTCP детально, об’єднавши структуру верстата та постобробку програмування, щоб зрозуміти його справжнє обличчя.
03
Про RTCP
RTCP у високоякісній п’ятиосьовій системі ЧПК вважає, що RTCP — це поворотна центральна точка інструмента, яку ми часто називаємо функцією слідування за точкою наконечника інструмента. При п’ятиосьовій обробці під час руху за траєкторією вершини інструменту та положенням між інструментом і деталлю створюється додатковий рух точки вершини інструменту завдяки обертальному руху. Контрольні точки системи ЧПК часто не збігаються з точками вершини інструменту, тому система ЧПК повинна автоматично коригувати контрольні точки, щоб гарантувати, що точки вершини інструменту рухаються відповідно до заданої траєкторії. У промисловості ця технологія також називається TCPM, TCPC або RPCP. Насправді визначення функцій цих імен подібні до RTCP. Строго кажучи, функція RTCP використовується в структурі подвійної поворотної головки, а центральна точка обертання поворотної головки використовується для компенсації. Функція, подібна до RPCP, в основному застосовується до верстата у формі подвійної поворотної платформи, і вона компенсує зміну лінійних координат осі, спричинену обертанням заготовки. Насправді ці функції мають однакову мету різними шляхами, усі вони полягають у збереженні центральної точки інструменту та фактичної точки контакту між інструментом і поверхнею заготовки незмінними. Тому для зручності висловлювання ця стаття об’єднує цей тип технології як технологію RTCP.
Отже, як з’явилася функція RTCP? Багато років тому, коли п’ятиосьові верстати вперше стали популярними на ринку, концепція RTCP була розкручена виробниками верстатів. У той час функція RTCP була більше схожа на трюк заради технології, і більше людей були в захваті від самої технології. Насправді функція RTCP є прямо протилежною. Це не тільки хороша технологія, але й хороша технологія, яка може принести користь і створити цінність для клієнтів. Для верстатів із технологією RTCP (тобто так званих справжніх п’ятиосьових верстатів у Китаї) оператору не потрібно точно вирівнювати заготовку з осьовою лінією поворотного столу, а затискати її випадково. Верстат автоматично компенсує зсув, значно скорочуючи допоміжний час і покращуючи обробку. точність. У той же час постобробку легко виконати, якщо вивести координати та вектори точки вістря інструмента. Як ми вже говорили раніше, з точки зору механічної конструкції п’ятиосьові верстати з ЧПК в основному мають такі конструкції, як подвійні поворотні головки, подвійні поворотні столи, один поворот і один поворот.
Нижче ми розглянемо висококласну п’ятиосьову систему ЧПК із подвійним поворотним столом як приклад, щоб детально представити функцію RTCP.
Визначте концепцію четвертої осі та п’ятої осі в п’ятиосьовому верстаті: обертання четвертої осі впливає на положення п’ятої осі в конструкції подвійного поворотного столу, а обертання п’ятої осі не може впливати на положення четвертої осі. П'ята вісь - це координата обертання на четвертій осі.
Що ж, прочитавши визначення, пояснимо його. Як показано на малюнку вище, 4-та вісь верстата є віссю А, а 5-та вісь — віссю С. Заготовка розміщується на поворотній платформі осі С. Коли вісь А 4-ї осі обертається, оскільки вісь С встановлена на осі А, положення осі С також буде змінено. Таким же чином, для заготовки, яку ми ставимо на поворотний стіл, якщо ми програмуємо різання центру інструменту, зміна координати обертання неминуче призведе до зміни координат X, Y, Z лінійної осі, в результаті чого відносне зміщення. Щоб усунути це зміщення, верстат повинен його компенсувати, і RTCP є функцією, створеною для усунення цієї компенсації.
Отже, як верстат компенсує це зміщення? Далі розберемо, як генерується це зміщення.
Відповідно до вищесказаного, ми всі знаємо, що зсув координат лінійної осі викликаний зміною координат обертання. Тоді особливо важливо проаналізувати центр обертання осі обертання. Для верстата з подвійною поворотною платформою контрольна точка осі C, тобто п’ята вісь, зазвичай знаходиться в центрі обертання столу верстата. Для 4-ї осі середня точка 4-ї осі зазвичай вибирається як контрольна точка.
Щоб реалізувати керування п’ятьма осями, система ЧПУ повинна знати зв’язок між контрольною точкою п’ятої осі та контрольною точкою четвертої осі. Тобто початковий стан (0 положення осей A і C верстата), вектор положення [U, V, W] контрольної точки п’ятої осі в обертовій системі координат четвертої осі, де контрольною точкою четвертої осі є початок координат. При цьому також необхідно знати відстань між осями А і С. Приклад верстата з подвійною поворотною платформою показано на малюнку нижче.
Говорячи про це, ви бачите, що для верстатів із функцією RTCP система керування постійно утримує центр інструменту в запрограмованому положенні. У цьому випадку програмування є самодостатнім і не залежить від кінематики машини. Коли ви програмуєте на верстаті, вам не потрібно турбуватися про рух машини та довжину інструменту, все, про що вам потрібно думати, це відносний рух між інструментом і деталлю. Решта системи контролю роботи зробить це за вас. наприклад:
Як показано на малюнку вище, коли функцію RTCP не вимкнено, система керування не враховує довжину інструменту. Інструмент обертається навколо центру осі. Кінчик ножа зійде з положення і більше не буде зафіксований.
Як показано на малюнку вище, коли функція RTCP увімкнена, система керування змінює лише напрямок інструменту, а положення вістря інструмента залишається незмінним. Необхідні компенсаційні переміщення по осях X, Y, Z розраховуються автоматично.
А як вирішити проблему зміщення координат лінійної осі для п’ятиосьових верстатів і систем ЧПК, які не мають RTCP? Ми знаємо, що багато п’ятиосьових верстатів і систем з ЧПК у Китаї є підробленими п’ятиосьовими. Так звана фальшива п'ятиосьова фактично відноситься до верстатів без функції RTCP. Істинний і хибний п’ять осей не ґрунтується ні на зовнішньому вигляді, ні на тому, чи пов’язані п’ять осей. Ви повинні знати, що фальшивий п'ятиось також можна використовувати для п'ятиосьового навішування. Різниця між підробленим п’ятиосьовим механізмом полягає в тому, що він не має справжнього п’ятиосьового алгоритму RTCP, а це означає, що підроблене п’ятиосьове програмування має враховувати довжину маятника шпинделя та положення поворотного столу. Це означає, що під час програмування за допомогою підробленої п’ятиосьової системи ЧПУ та верстата необхідно покладатися на програмування CAM та технологію постобробки, щоб заздалегідь спланувати шлях інструменту.
Для тієї ж деталі, якщо верстат змінено або інструмент, CAM-програмування та пост-обробка повинні бути виконані знову. І фальшивий п'ятиосьовий верстат повинен забезпечити, щоб заготовка була в центрі обертання робочого столу під час затиску заготовки. Для оператора це означає, що для затискання та вирівнювання потрібно багато часу, а точність не може бути гарантована. Навіть для індексної обробки підроблена п'ятиосьова доставляє багато клопоту. Для справжньої п’ятиосьової системи потрібно лише налаштувати систему координат і лише одне налаштування інструменту для завершення обробки.
На малюнку нижче наведено налаштування редактора постобробки NX як приклад, щоб проілюструвати перетворення координат фальшивої п’ятиосьової системи:
Як показано на малюнку вище, фальшива п’ять осей покладається на технологію постобробки для відображення співвідношення центрального положення між четвертою віссю та п’ятою віссю верстата для компенсації зміщення осі обертання до лінійних координат осі. . Створена ним програма ЧПК X, Y і Z не тільки програмує точку наближення, але й включає необхідну компенсацію на осях X, Y і Z.
Результат такої обробки призведе не тільки до недостатньої точності обробки та низької ефективності, але й створена програма не є універсальною, а також висока вартість необхідної праці. У той же час, оскільки параметри обертання кожного верстата різні, повинні бути відповідні файли постобробки, що також створить великі незручності для виробництва. Крім того, згенеровану програму підробленої п’ятиосьової системи неможливо змінити, і в принципі неможливо реалізувати ручне програмування п’ятиосьової системи. У той же час, оскільки функція RTCP відсутня, багато розширених п’ятиосьових функцій, отриманих з неї, не можна використовувати, наприклад функція компенсації п’ятиосьового інструменту.
Насправді для п’ятиосьових верстатів це просто інструмент для досягнення результатів обробки, і немає різниці між істинним і хибним. Важливо те, що наша технологія визначає, який метод обробки вибрати. Відносно кажучи, справжні п'ятиосьові верстати є більш економічно ефективними.
