Πλήρης οδηγός επιλογής άξονα CNC για κατασκευαστές

Εισαγωγή

Κατά την επιλογή μιας μηχανής CNC, ο αριθμός των αξόνων κατεργασίας είναι μια από τις πιο σημαντικές τεχνικές αποφάσεις.

Πολλοί αγοραστές ρωτούν:

Πρέπει να αγοράσουμε μια μηχανή CNC 3 αξόνων, να κάνουμε αναβάθμιση σε μια μηχανή CNC 4 αξόνων ή να επενδύσουμε απευθείας σε ένα κέντρο κατεργασίας 5 αξόνων;

Η απάντηση εξαρτάται από:

• Γεωμετρία μέρους
• Πολυπλοκότητα μηχανικής κατεργασίας
• Όγκος παραγωγής
• Απαιτούμενη ακρίβεια
• Απαιτήσεις εξαρτημάτων
• Σχέδια αυτοματισμού

Ένας μεγαλύτερος αριθμός αξόνων δεν σημαίνει αυτόματα καλύτερη απόδοση παραγωγής.

Μια μηχανή CNC 3 αξόνων μπορεί να είναι η καλύτερη επιλογή για τυπικά μηχανικά εξαρτήματα.

Μια μηχανή CNC 4 αξόνων είναι κατάλληλη όταν απαιτείται πρόσθετη δυνατότητα περιστροφικής κατεργασίας.

Μια μηχανή CNC 5 αξόνων έχει σχεδιαστεί για πολύπλοκα εξαρτήματα που απαιτούν κοπή πολλαπλών γωνιών και λιγότερες ρυθμίσεις.

 

Η HCNC Group παρέχει λύσεις κατασκευής CNC που καλύπτουν μηχανές φρεζαρίσματος CNC, κέντρα κατεργασίας, μηχανές CNC 5 αξόνων, τόρνους CNC, ελεγκτές CNC και βιομηχανικά ρομπότ. Η γκάμα προϊόντων της περιλαμβάνει κέντρα μηχανικής επεξεργασίας VMC, κέντρα μηχανικής κατεργασίας πέντε αξόνων HMC, μηχανές φρεζαρίσματος CNC και λύσεις αυτοματισμού για εφαρμογές αυτοκινήτων, αεροδιαστημικής, ιατρικής, νέας ενέργειας και κατασκευής ακριβείας.

1. Κατανόηση της κίνησης του άξονα CNC

 

 

 

Ένας άξονας CNC αντιπροσωπεύει την κατεύθυνση στην οποία μπορεί να κινηθεί το κοπτικό εργαλείο ή το τεμάχιο εργασίας.

Γραμμικοί άξονες

Άξονας Χ

Οριζόντια κίνηση:

Από αριστερά προς τα δεξιά

Άξονας Υ

Μετακίνηση βάθους:

Μπροστά προς τα πίσω

Άξονας Z

Κάθετη κίνηση:

Πάνω κάτω

Περιστροφικοί άξονες

Ένας Άξονας

Περιστροφή γύρω από τον άξονα Χ

Άξονας Β

Περιστροφή γύρω από τον άξονα Υ

Άξονας Γ

Περιστροφή γύρω από τον άξονα Z

Η διαφορά μεταξύ της κατεργασίας 3 αξόνων, 4 αξόνων και 5 αξόνων προέρχεται κυρίως από την προσθήκη περιστροφικής κίνησης στο τυπικό σύστημα X/Y/Z.

2. 3 Axis CNC Machine

 

Ορισμός

Μια μηχανή CNC 3 αξόνων ελέγχει:

• άξονας Χ
• Άξονας Υ
• άξονας Z

Το τεμάχιο εργασίας παραμένει συνήθως σταθερό ενώ το κοπτικό εργαλείο κινείται προς τρεις κατευθύνσεις.

Τα κέντρα κατεργασίας της σειράς HCNC VMC είναι τυπικά παραδείγματα εξοπλισμού μηχανικής κατεργασίας τριών αξόνων, σχεδιασμένων για γενική επεξεργασία μετάλλων, κατασκευή καλουπιών, κατεργασία αλουμινίου και παραγωγή μηχανικών εξαρτημάτων.

Δυνατότητα κατεργασίας CNC 3 αξόνων

Κατάλληλες λειτουργίες:

• Φρέζα προσώπου
• Φρέζα τσέπης
• Γεώτρηση
• Τρύπημα
• κουλοχέρηδες
• Επεξεργασία περιγράμματος

Τυπικές Εφαρμογές

Ανταλλακτικά Αυτοκινήτων

Παραδείγματα:

• Στηρίγματα
• Εξώφυλλα
• Πλάκες τοποθέτησης

Μηχανικά Εξαρτήματα

Παραδείγματα:

• Βάσεις μηχανών
• Εξαρτήματα
• Δομικά μέρη

Μέρη αλουμινίου

Παραδείγματα:

• Ηλεκτρονικά περιβλήματα
• Βιομηχανικά εξαρτήματα

Πλεονεκτήματα CNC 3 αξόνων

Χαμηλότερη Επένδυση

Σε σύγκριση με μηχανές 4 αξόνων και 5 αξόνων:

• Χαμηλότερο κόστος αγοράς
• Χαμηλότερο κόστος συντήρησης
• Πιο εύκολη λειτουργία

Απλός Προγραμματισμός

Φόντα:

• Τυπικός προγραμματισμός CAM
• Συντομότερη εκπαίδευση χειριστή
• Ευκολότερη διαχείριση παραγωγής

Υψηλή απόδοση κόστους

Για απλά και μεσαία σύνθετα εξαρτήματα, μια μηχανή CNC 3 αξόνων παρέχει συχνά την καλύτερη ισορροπία μεταξύ κόστους και παραγωγικότητας.

Περιορισμοί CNC 3 αξόνων

Κύριοι περιορισμοί:

• Περιορισμένη γωνία προσέγγισης εργαλείου
• Περισσότερες αλλαγές εξαρτημάτων
• Δύσκολη κατεργασία σύνθετων επιφανειών

Παράδειγμα:

Ένα εξάρτημα με τέσσερις επιφάνειες μηχανικής μπορεί να απαιτεί:

• Πρώτη ρύθμιση
• Χειροκίνητη επανατοποθέτηση
• Δεύτερη ρύθμιση
• Πρόσθετη ευθυγράμμιση

Αυτό αυξάνει τον χρόνο προετοιμασίας και τα σφάλματα τοποθέτησης.

3. 4 Axis CNC Machine

 

Ορισμός

Μια μηχανή CNC 4 αξόνων προσθέτει έναν περιστροφικό άξονα στο παραδοσιακό σύστημα X/Y/Z.

Τυπική διαμόρφωση:

• άξονας Χ
• Άξονας Υ
• άξονας Z
• Ένας άξονας

Ο πρόσθετος άξονας επιτρέπει στο τεμάχιο εργασίας να περιστρέφεται κατά τη διάρκεια της κατεργασίας.

Πώς το 4 Axis CNC βελτιώνει την παραγωγή

Σε σύγκριση με τη μηχανική κατεργασία 3 αξόνων:

Ένα μηχάνημα 4 αξόνων μπορεί:

• Περιστρέψτε το τεμάχιο εργασίας αυτόματα
• Μηχανή πολλαπλών πλευρών
• Μειώστε τη χειροκίνητη επανατοποθέτηση
• Βελτιώστε τη συνέπεια

Τυπικές εφαρμογές 4 αξόνων

Εξαρτήματα άξονα

Παραδείγματα:

• Εκκεντροφόροι άξονες
• Περιστρεφόμενα μέρη

Εξαρτήματα γραναζιών

Παραδείγματα:

• Κατεργασία εργαλείων
• Ελικοειδή χαρακτηριστικά

Εξαρτήματα πολλαπλών πλευρών

Παραδείγματα:

• Σώματα βαλβίδων
• Μηχανικά περιβλήματα

Πλεονεκτήματα CNC 4 αξόνων

Καλύτερη πλευρική πρόσβαση

Ο περιστροφικός άξονας επιτρέπει την κατεργασία γύρω από το εξάρτημα.

Μειωμένος χρόνος εγκατάστασης

Αντί να περιστρέψετε χειροκίνητα το τεμάχιο εργασίας:

Το σύστημα CNC εκτελεί αυτόματη τοποθέτηση.

Χαμηλότερη επένδυση από 5 άξονες

Για πολλά εργοστάσια:

Η κατεργασία 4 αξόνων παρέχει μια πρακτική αναβάθμιση από τον εξοπλισμό 3 αξόνων.

Περιορισμοί CNC 4 αξόνων

Σε σύγκριση με τη μηχανική κατεργασία 5 αξόνων:

• Η ρύθμιση γωνίας εργαλείου είναι περιορισμένη
• Οι σύνθετες καμπύλες επιφάνειες παραμένουν δύσκολες
• Η ικανότητα κατεργασίας υπό κοπή είναι περιορισμένη

4. 5 Axis CNC Machine

 

Ορισμός

Μια μηχανή CNC 5 αξόνων ελέγχει:

Τρεις γραμμικοί άξονες:

X

Y

Z

Δύο περιστροφικοί άξονες:

A/B

A/C

B/C

Η HCNC παρέχει πολλαπλά κέντρα μηχανικής κατεργασίας πέντε αξόνων, συμπεριλαμβανομένων των HMC650TJ, HMC800TJ, HMU-400 και άλλων λύσεων πέντε αξόνων που έχουν σχεδιαστεί για σύνθετες κατεργασίες υψηλής ακρίβειας.

Δυνατότητα κατεργασίας 5 αξόνων

Ένα μηχάνημα πέντε αξόνων μπορεί να διατηρήσει καλύτερο προσανατολισμό του εργαλείου κατά τη διάρκεια της κατεργασίας.

Κατάλληλο για:

• Πολύπλοκες καμπύλες
• Βαθιές κοιλότητες
• Γωνιακές επιφάνειες
• Γεωμετρία ελεύθερης μορφής

Τυπικές Εφαρμογές

Αεροδιαστημική

Μέρη:

• Πτερύγια τουρμπίνας
• Εξαρτήματα κινητήρα
• Δομικά στοιχεία

Αυτοκίνητο

Μέρη:

• Δομικά εξαρτήματα EV
• Ανταλλακτικά κινητήρα
• Σύνθετα καλούπια

Ιατρικός

Μέρη:

• Εμφυτεύματα
• Χειρουργικά εξαρτήματα

Βιομηχανία καλουπιών

Μέρη:

• Καλούπια έγχυσης
• Κοιλότητες πέτρας

Η τεχνολογία κατεργασίας πέντε αξόνων HCNC εστιάζει σε εφαρμογές που απαιτούν πολύπλοκες επιφάνειες και υψηλή ακρίβεια, συμπεριλαμβανομένων των βιομηχανιών αεροδιαστημικής, αυτοκινητοβιομηχανίας, ιατρικής και καλουπιών.

5. 3 Πίνακας σύγκρισης CNC άξονα έναντι 4 αξόνων έναντι 5 αξόνων

Χαρακτηριστικό	CNC 3 αξόνων	CNC 4 αξόνων	CNC 5 αξόνων
Διαμόρφωση άξονα	X/Y/Z	X/Y/Z+A	X/Y/Z+A+B/C
Περιστροφικό Κίνημα	Οχι	1 Περιστροφικός Άξονας	2 Περιστροφικοί άξονες
Πολυπλοκότητα μέρους	Χαμηλό-Μεσαίο	Μέσον	Ψηλά
Ποσότητα ρύθμισης	Περισσότερο	Μειωμένος	Ελάχιστο
Πρόσβαση στο εργαλείο	Περιωρισμένος	Καλύτερα	Εξοχος
Προγραμματιστική Δυσκολία	Εύκολος	Μέσον	Προχωρημένος
Κόστος μηχανήματος	Χαμηλός	Μέσον	Ψηλά
Ικανότητα χειριστή	Βασικός	Ενδιάμεσος	Προχωρημένος
Ποιότητα Επιφανείας	Καλός	Καλύτερα	Εξοχος
Δυνατότητα αυτοματισμού	Καλός	Καλός	Εξοχος

6. Σύγκριση εγκατάστασης

 

 

Παραγωγή 3 Axis

Τυπική διαδικασία:

• Σφιγκτήρας τεμαχίου εργασίας
• Επιφάνεια μηχανής Α
• Αφαιρέστε το εξάρτημα
• Περιστρέψτε το μέρος
• Εκ νέου ευθυγράμμιση
• Συνεχίστε την κατεργασία
• Προβλήματα:
• Μεγαλύτερος χρόνος προετοιμασίας
• Περισσότερα φωτιστικά
• Περισσότερα σφάλματα τοποθέτησης

4 Axis Production

Βελτίωση:

• Αυτόματη περιστροφή
• Μειωμένος χειροκίνητος χειρισμός
• Μηχανική πολλαπλών πλευρών

5 Axis Production

Διαδικασία:

• Ρύθμιση ενός εξαρτήματος
• Προγραμματισμένες πολλαπλές γωνίες
• Πλήρης σύνθετη γεωμετρία

Οφέλη:

• Μειωμένος χρόνος εγκατάστασης
• Καλύτερη συνοχή διαστάσεων
• Υψηλότερη παραγωγική απόδοση

7. Σύγκριση Ακρίβειας

Συντελεστής Ακρίβειας	3 Axis	4 Axis	5 Axis
Ακρίβεια μονής επιφάνειας	Εξοχος	Εξοχος	Εξοχος
Ακρίβεια πολλαπλών πλευρών	Μέσον	Καλός	Εξοχος
Πολύπλοκη ακρίβεια επιφάνειας	Περιωρισμένος	Μέσον	Εξοχος
Έλεγχος σφάλματος θέσης	Μέσον	Καλύτερα	Καλύτερος

Το πλεονέκτημα της κατεργασίας πέντε αξόνων προέρχεται κυρίως από τη μείωση της επαναλαμβανόμενης σύσφιξης και τη διατήρηση σταθερού προσανατολισμού του εργαλείου.

8. Σύγκριση κόστους

Αρχικό Κόστος Εξοπλισμού

Στοιχείο κόστους	3 Axis	4 Axis	5 Axis
Επένδυση Μηχανών	Χαμηλός	Μέσον	Ψηλά
Κόστος Προγραμματισμού	Χαμηλός	Μέσον	Ψηλά
Κόστος Εκπαίδευσης	Χαμηλός	Μέσον	Ψηλά
Κόστος Εξοπλισμού	Υψηλότερο για σύνθετα μέρη	Μέσον	Χαμηλότερο για σύνθετα μέρη

9. Ποια μηχανή CNC πρέπει να επιλέξει το εργοστάσιό σας;

Επιλέξτε μηχανή CNC 3 αξόνων εάν:

Το εργοστάσιό σας παράγει:

✓ Τυπικά μηχανικά μέρη
✓ Επίπεδα εξαρτήματα
✓ Απλά καλούπια
✓ Προϊόντα γενικής κατεργασίας

Προτεινόμενες βιομηχανίες:

• Γενική κατασκευή
• Παραγωγή μικρής παρτίδας
• Συνεργεία μηχανημάτων

Επιλέξτε μηχανή CNC 4 αξόνων εάν:

Η παραγωγή σας απαιτεί:

✓ Περιστροφική κατεργασία
✓ Μηχανική πολλαπλών όψεων
✓ Μέσης πολυπλοκότητας μέρη

Προτεινόμενες βιομηχανίες:

• Προμηθευτές αυτοκινήτων
• Κατασκευαστές μηχανικών εξαρτημάτων
• Κατασκευαστές εργαλείων

Επιλέξτε μηχανή CNC 5 αξόνων εάν:

Το εργοστάσιό σας παράγει:

✓ Πολύπλοκες επιφάνειες
✓ Ανταλλακτικά υψηλής αξίας
✓ Εξαρτήματα ακριβείας
✓ Αεροδιαστημικά ή ιατρικά μέρη

Προτεινόμενες βιομηχανίες:

• Αεροδιαστημική
• Ε&Α αυτοκινήτου
• Ιατρικός
• Κατασκευή καλουπιών
• Νέα ενέργεια

10. Επιλογή λύσης άξονα HCNC CNC

 

Η HCNC παρέχει διαφορετικές λύσεις CNC σύμφωνα με τις απαιτήσεις μηχανικής κατεργασίας:

Απαίτηση παραγωγής	Προτεινόμενη Λύση
Τυπικό φρεζάρισμα	3 Axis VMC
Μηχανική πολλαπλών όψεων	Μηχανή φρέζας CNC 4 αξόνων
Σύνθετα εξαρτήματα	Μηχανή CNC 5 αξόνων
Μεγάλη γραμμή παραγωγής	CNC + Αυτοματισμός ρομπότ

 

Οι κατηγορίες προϊόντων HCNC περιλαμβάνουν:

• Μηχανή φρέζας CNC
• Κάθετη Μηχανική Κέντρο
• Οριζόντια Μηχανική Κέντρο
• Μηχανή CNC 5 αξόνων
• Τόρνος CNC
• Βιομηχανικό ρομπότ

11. Χαρακτηριστικά μηχανήματος CNC 5 αξόνων HCNC

Προηγμένος έλεγχος CNC

Τα χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν:

• Ταυτόχρονος έλεγχος πέντε αξόνων
• Λειτουργία RTCP
• Αποζημίωση ακριβείας
• Πολυαξονική παρεμβολή

Δυνατότητα σύνθετης κατεργασίας

Κατάλληλο για:

• Αεροδιαστημικά μέρη
• Εξαρτήματα αυτοκινήτων
• Καλούπια ακριβείας
• Ιατρικά προϊόντα

Έξυπνη ολοκλήρωση παραγωγής

Η HCNC παρέχει επίσης λύσεις βιομηχανικών ρομπότ, όπως:

• Χειρισμός ρομπότ
• Ρομπότ που φροντίζουν μηχανές
• Ρομπότ συγκόλλησης
• Ρομπότ συναρμολόγησης

Υποστήριξη αυτοματοποιημένων γραμμών παραγωγής.

 

FAQ

Είναι το CNC 5 αξόνων πάντα καλύτερο από το CNC 3 αξόνων;
Όχι. Για απλά ανταλλακτικά, μια μηχανή CNC 3 αξόνων μπορεί να προσφέρει καλύτερη απόδοση επένδυσης.

Είναι αρκετό CNC 4 αξόνων για ανταλλακτικά αυτοκινήτων;
Για πολλά εξαρτήματα αυτοκινήτων, ναι. Ωστόσο, σύνθετα εξαρτήματα και καλούπια EV μπορεί να απαιτούν μηχανική κατεργασία πέντε αξόνων.

Ποιο είναι το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του CNC 5 αξόνων;
Το κύριο πλεονέκτημα είναι η μείωση των ρυθμίσεων διατηρώντας παράλληλα την καλύτερη πρόσβαση στο εργαλείο και την ακρίβεια κατεργασίας.

Η HCNC κατασκευάζει μηχανές CNC 3 αξόνων, 4 αξόνων και 5 αξόνων;
Ναί. Η HCNC παρέχει μηχανές φρεζαρίσματος CNC, κέντρα κατεργασίας, μηχανές CNC πέντε αξόνων, ελεγκτές CNC και λύσεις αυτοματισμού.